Введение
Глава 1. Теоретические и экспериментальные исследования инжекции ионосферных ионов в магнитосферу (обзор) 22
1.1. Стационарные и нестационарные модели полярного ветра 23
1.2. Экспериментальные исследования восходящих потоков ионосферных ионов 42
Глава 2. Теория масс - спектрометрических измерений тепловой плазмы на космических аппаратах 55
2.1 Моделирование спутниковых измерений функций распределения и макропараметров тепловой плазмы 58
2.2 Моделирование измерений энерго - угловыми масс - спектрометрами 65
2.2.1 Прибор ДИКСИОН 65
2.2.2 Прибор ГИПЕРБОЛОИД 83
2.3 Влияние температурной анизотропии и потенциала спутника 89
Глава 3. Моделирование пространственного распределения электрического поля вокруг космических аппаратов 103
3.1 Моделирование распределения электрического поля вблизи космических аппаратов для сильно разреженной плазмы 107
3.1.1. Численная схема и многосеточный алгоритм решения 107
3.1.2 Адаптация вычислительного алгоритма для спутника Авроральный зонд 111
3.1.3 Результаты модельных расчетов электрического поля вокруг спутника Авроралъный зонд 114
3.2 Модель ленгмюровского слоя вблизи космического аппарата простой формы 120
3.2.1 Геометрия модели 122
3.2.2 Гидродинамический подход. Кинетический алгоритм 123
3.2.3 Метод крупных частиц (РІС метод) 126
3.2.4 Результаты численного моделирования 130
3.2.5 Влияние магнитного поля 135
Глава 4. Моделирование нестационарных процессов в тепловой плазме полярной магнитосферы 140
4.1. Нестационарная гидродинамическая модель тепловой плазмы TUBE7.142
4.1.1 Система уравнений модели 142
4.1.2. Геометрия модели 143
4.1.3 Нейтральная атмосфера и скорость ионизации 144
4.1.4. Химические реакции 145
4.1.5 Силы трения 149
4.1.6. Коэффициенты теплопроводности, скорости нагрева и охлаждения 151
4.1.7 Вычислительные алгоритмы. Скорость нейтрального ветра 152
4.1.8. Вычислительные алгоритмы. Температуры заряженных частиц 154
4.1.9 Вычислительные алгоритмы. Концентрации и скорости ионов 155
4.2 Моделирование нестационарных процессов в тепловой плазме полярной магнитосферы 159
4.2.1 Влияние начальных условий на режим истечения тепловой плазмы и характерные времена установления 159
4.2.2 Моделирование движений тепловой плазмы при электронном разогреве 163
4.2.3 Моделирование быстрых конвективных движений («поляризационного джета») 174
Глава 5. Экспериментальные измерения ионов Н+ и 0+ в полярной ионосфере и магнитосфере 184
5.1. Измерения тепловых ионов 0+ на высотах до 2 000 км со спутника Ореол-3 184
5.2. Наблюдение полярного ветра на ночной стороне полярной шапки на высотах 2-3 RE по измерениям спутника Интербол-2 194
Заключение 220
Список литературы 222
