§ 8.2. Характеристики межпланетной среды

Распространение радиоволн в межпланетном пространстве до создания искусственных спутников Земли изучалось путем наблюдения за радиоизлучением небесных тел, являющихся дискретными источниками широкого спектра радиоволн. В настоящее время измерения плотности протонов в межпланетном пространстве ведутся главным образом при помощи ловушек, устанавливаемых на космических ракетах. Электронную плотность принимают равной протонной, так как в делом плазма должна быть квазинейтральной.

Измерения показали, что плотность протонов, а следовательно, и электронов на расстоянии около 150 млн. км от Солнца составляет 2÷20 част/см³. Протоны движутся преимущественно от Солнца со средней скоростью 500 км/с. На рис. 8.1, а и б приведены результаты расчетов средней электронной плотности межпланетной плазмы и скорости ее перемещения в функции расстояния от Солнца. Эти расчеты хорошо соответствуют имеющимся опытным данным. На расстояниях более 30 млн. км от Солнца скорость перемещения плазмы можно считать постоянной и равной 500 км/с. На этих расстояниях электронная плотность N_э в силу постоянства потока плазмы в единичном телесном угле должна зависеть от расстояния до Солнца по закону

Рис. 8.1. Характеристики межпланетной плазмы: а - изменение электронной плотности межпланетной плазмы с расстоянием от Солнца; б - изменение скорости перемещения межпланетной плазмы в направлении от Солнца с расстоянием от Солнца

Межпланетная плазма является статистически неоднородной средой со средним размером неоднородностей порядка 200 км. Помимо этого существуют крупномасштабные неоднородности с размерами 0,1÷1 млн. км.

Природа неоднородностей межпланетной плазмы еще мало изучена. Напряженность постоянного магнитного поля на расстоянии около 150 млн. км от Солнца составляет 4·10^-3 А/м. После солнечных вспышек электронная плотность и скорость потока плазмы, а также напряженность постоянного магнитного поля увеличиваются в несколько раз [24].