В.Д. КУЗНЕЦОВ, С.И. БОЛДЫРЕВ, А.В. ЗАЙЦЕВ

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 пространственновременные 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