Аналитический метод определения условий длительного орбитального существования техногенных наночастиц, инжектируемых в околоземное пространство на высокой круговой орбите

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Аналитически на основе использования «дрейфовых» уравнений движения определены условия реализации двух возможных режимов длительного орбитального существования техногенных наночастиц, инжектируемых в околоземное пространство на высокой круговой орбите в области кольцевого тока и не выходящих в процессе орбитального движения за пределы этой области. Показано, что в каждом из указанных режимов ведущий центр наночастицы, не достигая плотных слоев атмосферы, в ведущей плоскости периодически колеблется по отрезку силовой линии геомагнитного поля между «зеркальными точками», которые в одном режиме расположены в Северном и Южном полушариях, а в другом – в том же полушарии, что и точка инжекции. Корректность сформулированных условий подтверждена сравнением с результатами соответствующих численных экспериментов.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Е. Колесников

Санкт-Петербургский государственный университет

Autor responsável pela correspondência
Email: e.kolesnikov@spbu.ru
Rússia, Санкт-Петербург

С. Чернов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: e.kolesnikov@spbu.ru
Rússia, Санкт-Петербург

Bibliografia

  1. Колесников Е. К. Особенности орбитального движения субмикронных частиц в плазмосфере Земли // Космич. исслед. 2001. Т. 39. № 1. С. 100– 105. (Cosmic Research. P. 92–97). https://doi.org/10.1023/A:1002848114220
  2. Колесников Е. К., Чернов С. В. О размерах микрочастиц, захватывающихся магнитным полем Земли, при различных уровнях геомагнитной активности // Космич. исслед. 2003. Т. 41. № 5. С. 558– 560. (Cosmic Research. P. 526–527). https://doi.org/10.1023/A:1026062603506
  3. Колесников Е. К., Чернов С. В. О возможности длительного орбитального существования субмикронных частиц, инжектируемых в околоземное космическое пространство на вытянутых эллиптических орбитах с низким перигеем // Космич. исслед. 2013. Т. 51. № 4. С. 287–293. (Cosmic Research. P. 254–260). https://doi.org/10.1134/S0010952513030039
  4. Колесников Е. К., Чернов С. В. О возможности длительного орбитального существования в плазмосфере Земли наночастиц из материала с низким выходом фотоэмиссии // Космич. исслед. 2015. Т. 53. № 5. С. 388–394. (Cosmic Research. P. 354– 359). https://doi.org/10.1134/S001095251505007X
  5. Yakovlev A. B., Kolesnikov E. K., Chernov S. V. Analytical research of the possibility of long orbital existence of submicron particles in the Earth’s plasmasphere by the methods of the KAM theory // J. Plasma Physics. 2017. V. 83. Art. ID. 905830306. https://doi.org/10.1017/S0022377817000447
  6. Yakovlev A. B., Kolesnikov E. K., Chernov S. V. The restrictions on the assumption about conservations of parameters of orbit for submicron particles in the Earth’s plasmasphere in light of the corotational electric field // J. Plasma Physics. 2018. V. 84. Art. ID. 905840613. https://doi.org/10.1017/S0022377818001241
  7. Yakovlev A. B., Kolesnikov E. K., Chernov S. V. Investigation of the influence of the field of co-rotation on the possibility of the long-term orbital existence of submicron particles in the plasma-sphere of the Earth // Physics and Astronomy Intern. J. 2018. V. 2. Iss. 1. P. 48–53. http://medcraveonline.com/PAIJ/PAIJ-02-00047.pdf
  8. Kolesnikov Е. K., Chernov S. V. About the possibility of magnetic and gravitational capture of the technogenic nanoparticles injected in the near-Earth space in high circular orbits. The Eighth Polyakhov’s Reading: Proc. Intern. Scientific Conference on Mechanics // AIP Conference Proceedings. 2018. V. 1959. Art. No. 040009. https://doi.org/10.1063/1.5034612
  9. Kolesnikov E. K., Chernov S. V. Exploring possible long orbital existence of submicronic man-made particles injected in the near-Earth space on geostationary orbit // Advances in Space Research. 2022. V. 69. Iss. 3. P. 1564–1577. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.11.005
  10. Колесников Е. К., Чернов С. В. Времена жизни техногенных микрочастиц, инжектируемых в околоземное космическое пространство на геостационарной орбите // Космич. исслед. 2022. Т. 60. № 4. С. 307–314. (Cosmic Research. P. 275– 281). https://doi.org/10.1134/S0010952522040050
  11. Horanyi M., Houpis H. L.F., Mendis D. A. Charged Dust in the Earth’s Magnetosphere // Astrophysics and Space Science. 1988. V. 144. P. 215–229.
  12. Kanal M. Theory of current collection of moving spherical probes: Scientific Report. No. JS-5 / Space Physics Research Laboratory, University of Michigan. Ann Arbor. 1962.
  13. Whipple E. C. Potentials of surfaces in space // Reports on progress in physics. 1981. V. 44. P. 1197–1250.
  14. Katz I., Parcs D. E., Mandell M. J. et al. A three dimensional dynamic study of electrostatic charging in materials: Report NASA. No. CR-135256. 1977.
  15. Draine B. T., Salpeter E. E. On the Physics of Dust Grains in Hot Gas // Astrophysical J. 1979. V. 231. P. 77–94.
  16. Prokopenko S. M.L., Laframboise J. G. High-Voltage Differential Charging of Geostationary Spacecraft // J. Geophysical Research. 1980. V. 85. Iss. A8. P. 4125–4131.
  17. Grard R. J.L. Properties of the Satellite Photoelectron Sheath Derived from Photoemission Laboratory Measurements // J. Geophysical Research. 1973. V. 78. Iss. 16. P. 2885–2906.
  18. Garrett H. B., DeForest S. E. Time-Varying Photoelectron Flux Effects on Spacecraft Potential at Geosynchronous Orbit // J. Geophysical Research. 1979. V. 84. Iss. A5. P. 2083–2088.
  19. Колесников Е. К., Чернов С. В., Яковлев А. Б. О корректности канонической формулировки задачи движения субмикронных частиц в плазмосфере Земли // Космич. исслед. 2007. Т. 45. № 6. С. 499– 504. (Cosmic Research. P. 471–475). https://doi.org/10.1134/S0010952507060032
  20. Альвен Г., Фельтхаммар К.-Г. Космическая электродинамика. 2-е изд. М.: Мир, 1967. 260 с.
  21. Колесников Е. К., Филиппов Б. В. Некоторые задачи эволюции заряженных частиц в поле магнитного диполя. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. 72 с.
  22. Ленерт Б. Динамика заряженных частиц: пер. с англ. М.: Атомиздат, 1967. 353 с.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Calculated trajectory of LF in the case when the inclination of the initial orbit is less than critical.

Baixar (10KB)
Metadados
3. Fig. 2. Calculated trajectory of LV in the case when the inclination of the initial orbit is greater than the critical orbit and the initial latitude is less than the critical value .

Baixar (12KB)
Metadados
4. Fig. 3. Calculated trajectory of LV in the case when the inclination of the initial orbit is greater than the critical orbit and the initial latitude is greater than the critical value .

Baixar (10KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».