УДК 521(06) Астрофизика и космофизика В.Д. КУЗНЕЦОВ, С.И. БОЛДЫРЕВ, А.В. ЗАЙЦЕВ Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Троицк Московская область ПРОГНОЗ КОСМИЧЕСКОЙ ПОГОДЫ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ Рассмотрена система космического мониторинга солнечной активности как средство среднесрочного прогноза состояния околоземного космического пространства (ОКП) и экосферы и техносферы Земли. Солнечная активность – активные области (солнечные пятна и магнитные петли) на фотосфере и в короне Солнца, вспышки в солнечной короне, выбросы корональной плазмы и другие транзиентные явления, «корональные дыры» и солнечный ветер, обтекающий земную магнитосферу и взаимодействующий с ней, – источник космической погоды в ОКП, влияющий на состояние экосферы и техносферы Земли. Это фактор, определяющий радиационную обстановку в ближнем космосе и орбитальные характеристики ИСЗ и орбитальных станций [1], ответственный за геомагнитную обстановку и пространственновременные вариации плотности и состава земной атмосферы [2], определяющий состояние здоровья метеозависимых людей. На протяжении достаточно долгого времени современной наукой разрабатываются методы оперативного прогноза состояния солнечной активности и её влияния на ОКП [3]. По вполне объективным причинам (отсутствие фундаментальной физической теории солнечной активности) гарантированного прогноза состояния солнечной активности и её влияния на ОКП в настоящее время нет и появится такой прогноз ещё нескоро [4]. Современный уровень развития цивилизации как средство среднесрочного прогноза состояния солнечной активности и определения степени её влияния на ОКП позволяет создать систему космического мониторинга солнечной активности, главной задачей которого являлось бы получение своевременной оперативной и полной информации о солнечной активности и состояния внутренней гелиосферы (до орбиты Земли). Для справки: краткосрочный прогноз солнечной активности – менее 3 суток, среднесрочный – от 3 до 20 суток, долгосрочный – более 20 суток, полный оборот Солнца вокруг своей оси равен ~ 27 суток. Главные задачи солнечного мониторинга: мониторинг возникновения, эволюции и распада активных областей по всей поверхности Солнца; ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 7 29 УДК 521(06) Астрофизика и космофизика мониторинг вспышечной активности; контроль спорадических солнечных явлений (выбросы плазмы, ударные волны и т.п.); мониторинг развития и распространения транзиентов, контроль за идущими в направлении Земли; мониторинг солнечного ветра («медленного» и «высокоскоростного») и моменты попадания Земли в эти потоки; мониторинг общего потока солнечной радиации; оперативная диагностика геоэффективности солнечных явлений и определение начала и амплитуд геомагнитных бурь. В сущности, космический мониторинг солнечной активности должен являться составной частью многоуровневой наземно-космической системы глобального гелиогеофизического мониторинга, призванного обеспечить надёжный прогноз и контроль геоэффективных событий в системе Солнце – Земля. Рис. 1 Рис. 2 Схема орбитального построения космической системы мониторинга солнечной активности предполагает наблюдения Солнца с борта трёх космических аппаратов, разнесённых по орбите Земли в плоскости эклиптики на угловое расстояние около 120° по отношению друг к другу. Реализовать эту схему можно двумя вариантами, которые изображены на рис. 1 и 2. Вариант 1, изображенный на рис. 1, предполагает расположение космических аппаратов (КА) на трёх гелиоцентрических орбитах, лежащих в плоскости эклиптики, имеющих период обращения около 8 месяцев и разнесённых на 120 градусов. В апоцентрах эти орбиты касаются гелиоISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 7 30 УДК 521(06) Астрофизика и космофизика центрической траектории Земли, а в перицентрах они приближаются к Солнцу на расстояние ~ 80 млн. км. КА будут синхронно двигаться вокруг Солнца, одновременно приближаясь к нему или удаляясь от него. Вариант 2, изображенный на рис. 2, предполагает расположение космических аппаратов (КА) на той же орбите, что и Земля, но смещены относительно неё по гелиоцентрической долготе на – 120 град. и + 120 град. В силу подобия орбит КА и Земли угловое расстояние между космическими аппаратами, входящими в систему, будет сохраняться постоянным в течение всего времени полёта. Один из КА может находиться в окрестностях Земли (т.е. двигаться вместе с ней вокруг Солнца с периодом обращения один год). Для наблюдения районов полюсов Солнца должен быть запущен внеэклиптический КА с наклоном орбиты ~ 30 ÷ 40 град. и периодом обращения около года. Варианты различаются стоимостью и временем реализации. Проекты по созданию аналогичных систем разрабатываются и в космических агентствах США и Европы. В конце октября 2006 г. США начали реализовывать свой проект STEREO с аналогичными задачами. Таким образом, реализация описываемой космической системы мониторинга солнечной активности позволит: повысить достоверность прогнозов солнечной и геомагнитной активности и их воздействия на технические системы и экологическое состояние биосферы Земли; повысить безопасность функционирования сложных технических наземных и космических систем – радиосвязи, навигации, коммуникационных и энергосетей, нефте- и газопроводов, спутников, пилотируемых космических станций; повысить безопасность работы потенциально опасных для экологии объектов (атомных электростанций, химических производств, хранилищ опасных отходов и т.п.) осуществлять действенный контроль за состоянием здоровья людей, зависимых от изменений характеристик внешней среды, в частности, своевременно предупреждая о геомагнитных бурях. Список литературы 1. Болдырев С.И. и др. Астрономический вестник, том 39, № 6, 2005, С. 563-570. 2. Коломийцев О.П. и др. Астрономический вестник, том 40, № 4, 2006, С. 357-361. 3. Ишков В.Н. Известия РАН, серия физическая. т. 62, № 9, 1998, C.1835-1839. 4. Ишков В.Н. Известия РАН, серия физическая, т. 63, №11, 1999, С. 2148-2151. ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 7 31