Лабораторное моделирование космических явлений большой энергии и ударно-волновых процессов в магнитосфере и ионосфере Земли с использованием лазерной плазмы и импульсно-периодических лазеров

Цель: исследование с помощью лабораторного моделирования магнитосферно-ионосферных связей в околоземном пространстве. Представлены результаты впервые проведенных экспериментов на стенде КИ-1 ИЛФ по моделированию эффектов сверхсжатия магнитопаузы Земли под действием корональных выбросов массы гигантской энергии, которые моделировались сгустками лазерной плазмы. Практическая важность исследований в том, что понимание фундаментальных процессов магнитосферно-ионосферного взаимодействия является необходимым для правильного прогнозирования магнитных вариаций на поверхности Земли, вызванных приходом с Солнца энергичных сгустков плазмы. Впервые проведены лабораторные эксперименты по формированию в фоновой околоземной плазме бесстолкновительных ударных волн. Объект исследования: лазерная плазма, создаваемая импульсно-периодическим (ИП) лазерным излучением с высокой частотой повторения импульсов; кумулятивные волны, создаваемые в ионосферной плазме периодическими сгустками плазмы взрывного характера. Цель: исследование взаимодействия ИП-излучения с поверхностью твердых тел, а также торсионных альфвеновских волн (АВ) и медленных магнитозвуковых волн (МВ), создаваемых периодическими сгустками плазмы в космической плазме с магнитным полем. Впервые показано, что оптический пульсирующий разряд, создаваемый ИП излучением с высокой ~100 кГц частотой повторения импульсов, является уникальным источником света и звука: излучает преимущественно в инфракрасной области λ > 2 мкм; генерирует звук, спектр которого может перестраиваться в инфраультразвуковом диапазоне частот. Впервые показано, что периодические сгустки плазмы создают единую АВ и единую МВ, которые распространяются в узкой силовой трубке геомагнитного поля. Волны переносят импульс (МВ) и момент импульса (вращение плазмы в АВ), а также токи и сильные вариации магнитного и электрического поля. В отличие от волн, создаваемых одним мощным сгустком, энергия большого числа малых сгустков закачивается в узкую трубку, радиус которой зависит от энергии одного сгустка. Волны имеет большую длину, что обеспечивает слабое затухание на длинных трассах и эффективное формирование низкочастотных возмущений в нижней ионосфере.