DYNAMICS OF THE EXPANSION OF ARTIFICIAL PLASMA FORMATIONS IN EARTH’S IONOSPHERE

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents the results of numerical simulation of the initial stage of expansion of plasma formations resulting from the injection of high-speed aluminum plasma jets into the Earth’s ionosphere at different altitudes corresponding to two “North Star” experiments. The influence of an artificial atmosphere represented by an air cloud on the plasma formation parameters in the North Star-I experiment is studied. Gas-dynamic parameters of plasma formations and their optical characteristics are determined. We present a comparison of the calculation results with the results of measurements of the luminosity curves in two wavelength ranges of photometers, which shows good agreement between the calculated and experimental data.

About the authors

T. V. Losseva

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences; Dukhov Research Institute of Automatics

Email: Tatiana.Losseva@gmail.com
Moscow, 119334; Moscow, 127055 Russia

E. M. Urvachev

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences; Dukhov Research Institute of Automatics; National Research Centere “Kurchatov Institute”

Moscow, 119334; Moscow, 127055 Russia; Moscow, 123182 Russia

E. S. Goncharov

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences; Dukhov Research Institute of Automatics

Moscow, 119334; Moscow, 127055 Russia

A. N. Lyakhov

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences; Dukhov Research Institute of Automatics

Moscow, 119334; Moscow, 127055 Russia

References

  1. Белоцерковский М.Б., Гурвич А.В., Евтушевский A.M., Киселев Ю.Н., Милиневский Г.П., Романовский Ю.А., Христофоров Б.Д., Фейгин В.М. // Космич. исслед. 1993. Т. 31. С. 32.
  2. Адушкин В.В., Зецер Ю.И., Киселев Ю.H., Немчинов И.В., Христофоров Б.Д. // ДАН АН CCCР. 1993. Т. 31. С. 486.
  3. Адушкин В.В., Зецер Ю.И., Гаврилов Б.Г., Грыцькив И.В., Киселев Ю.Н., Романовский Ю.А., Рыбаков В.А., Менг Ч.-И., Эрландсон Р., Стоянов Б. // ДАН РФ. 1998. Т. 361. С. 818.
  4. Гаврилов Б.Г., Зецер Ю.И., Подгорный А.И., Подгорный И.М., Собянин Д.Б. //Динамические процессы в геосферах под действием внешних и внутренних потоков энергии и вещества (геофизика сильных возмущений)/ Сб. научн. тр. М.: ИДГ РАН, 1998. С. 168.
  5. Киселев Ю.Н., Гаврилов Б.Г., Зецер Ю.И., Поклад Ю.В., Рыбаков В.А // Динамические процессы в геосферах под действием внешних и внутренних потоков энергии и вещества (геофизика сильных возмущений)/ Сб. научн. тр. М.: ИДГ РАН, 1998. С. 181.
  6. Киселев Ю.Н., Зецер Ю.И., Поклад Ю.В., Рыбаков В.А. // Нестационарные процессы в верхних и нижних оболочках Земли (геофизика сильных возмущений). Сб. научн. тр. М.: ИДГ РАН, 2002. С. 323.
  7. Gavrilov B.G., Podgorny I.M., Sobyanin D.B., Zetzer J.I., Erlandson R.E., Meng C.I., Pfaff R.F., Lynch K.A. // J. Spacecr. Rockets. 2004. V. 41. P. 490.
  8. Lynch K.A., Torbert R. B., Chutter M., Erlandson R. E., Meng C. I., Zetzer J. I., Gavrilov B. G., Kiselev Y.N. // J. Spacecraft Rockets. 2004. V. 41. P. 496.
  9. Pfaff R. F., Freudenreich H. T., Bounds S., Peter A. Delamere P.A., Erlandson R.E., Meng C.I., Zetzer J.I., Gavrilov B.G. // J. Spacecraft Rockets. 2004. V. 41. P. 521. doi: 10.2514/1.11945.
  10. Erlandson R.E., Meng C.I., Swaminathan P.K., Kumar C.K., Dogra V.K., Stoyanov B.J., Gavrilov B.G., Kiselev Y.N., Zetzer J.I., Stenbaek-Nielsen H.C., Lynch K.A., Pfaff R.F., Delamere P.A., Bounds S., Gatsonis N.A. // J. Spacecraft Rockets. 2004. V. 41. P. 483.
  11. Зецер Ю.И., Поклад Ю.В., Erlandson R.E. // Физика земли. 2021. № 5. С. 184. doi: 10.31857/S0002333721050227.
  12. Swenson C.M., Kelley M.C., Primdahl F., Baker K.D. // Geophys. Res. Lett. 1990. V. 17. P. 2337.
  13. Swenson C.M., Kelley M.C., Brenning N., Torbert R.B., Primdahl F., Baker K.D. // Adv. Space Res. 1992. V. 12. P. 65.
  14. Лосева Т.В., Голубь А.П., Косарев И.Б., Поклад Ю.В., Ляхов А.Н., Зецер Ю.И. // Динамические процессы в геосферах. М.: ИДГ РАН, 2021. № 13. С. 175. doi: 10.26006/22228535_2021_1_175.
  15. Лосева Т.В., Косарев И.Б., Поклад Ю.В., Ляхов А.Н., Зецер Ю.И., Урвачев Е.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 956. doi: 10.31857/S0367292122600583.
  16. Denavit J. // Phys. Fluids. 1979. V. 22. P. 1384. doi: 10.1063/1.862751.
  17. Werner G.R., Uzdensky D.A., Begelman M.C., Cerutti B., Nalewajko K. // Monthly Notices Royal Astron. Soc. 2018. V. 473. P. 4840. doi: 10.1093/mnras/stx2530.
  18. Lobok M., Brantov A., Bychenkov V.Y. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. № 12. doi: 10.1063/1.5125968.
  19. Lobok M., Andriyash I.A., Vais O., Malka V., Bychenkov V.Y. // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. L053201. doi: 10.1103/PhysRevE.104.L053201.
  20. Урвачев Е.М., Лосева Т.В., Ляхов А.Н., Зецер Ю.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 1118. doi: 10.31857/S0367292123601145.
  21. Лосева Т.В., Урвачев Е.М., Зецер Ю.И., Ляхов А.Н., Косарев И.Б., Поклад Ю.В. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 797. doi: 10.31857/S0367292123600450.
  22. Glazyrin S. I., Brantov A.V., Rakitina M.A., Bychenkov V.Yu. // High Energy Density Physics. 2020. V. 36. P. 100824. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S1574181820300707.
  23. Urvachev E.M., Shidlovski D.S., Blinnikov S.I., Glazyrin S.I. // Astron. Lett. 2023. V. 49. P. 445. doi: 10.1134/S1063773723080042.
  24. Toro E. F. Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics: a practical introduction. Springer Science & Business Media, 2013.
  25. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. 686 с.
  26. Ralchenko Y., Fuh, J., Jou F., Martin W., Podobedova L., Reader J., Sansonetti J., Wiese W. NIST Atomic Spectra Database (2006). 2006. http://physics.nist.gov/asd3.
  27. Kurucz R. L. // Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica. 1992. V. 23. P. 181. https://adsabs.harvard.edu/full/1992RMxAA..23.. 181K.
  28. Popel S. I., Gisko A. A., Golub’ A. P., Losseva T. V., Bingham R., Shukla P. K. // Phys. Plasmas. 2000. V. 7. P. 2410.
  29. Лосева Т. В., Попель С. И., Голубь А. П. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. С. 1007.
  30. Bartosiewicz Y., Proulx P., Mercadier Y. // J. Phys. D: Applied Phys. 2002. V. 35. P. 2139.
  31. Кузьмичева М.Ю. // Динамические процессы в геосферах. 2018. № 10. С. 185. doi: 10.26006/IDG.2018.10.20195.
  32. Ковалева И.Х., Ковалев А.Т. // Динамические процессы в геосферах. 2021. № 13. С. 158. doi: 10.26006/22228535_2021_1_158.
  33. Belyaev М.А, Larson D.J., Cohen B.I., Clark S.E. // Phys. Plasmas. 2024. V. 31. P. 012902. doi: 10.1063/5.0177132.
  34. Kropotina J. A., Petrukovich A.A., Chugunova O. M., Bykov A.M. // Monthly Notices Royal Astron. Soc. 2023. V. 524. P. 2934. doi: 10.1093/mnras/stad2038.
  35. Dikalyuk A.S., Kuratov S.E. // Math Models Comput Simul. 2018. No. 10. P. 198. doi: 10.1134/S2070048218020059.
  36. Le A., Stanier A., Yin L., Wetherton B., Keenan B., Albright B. // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. P. 063902. doi: 10.1063/5.0146529.
  37. Карпов С. А., Потапенко И. Ф. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 890.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences