Моделирование космических процессов большой энергии и ударно-волновых процессов в магнитосфере и ионосфере Земли на уникальном экспериментальном стенде КИ-1 с использованием лазерной плазмы и импульсно-периодических лазеров

Объектами исследования являются магнитосферная и ионосферная плазма Земли, космическая плазма и плазмосфера горячих экзопланет, а также лазерная плазма, включая технологические применения. Экспериментально выявлен оптимальный режим генерации низкочастотных вистлерных волн сверх-Альфвеновскими сгустками лазерной плазмы с рекордной амплитудой волновых возмущениц. При оптимальном соотношении параметров в вистлерные возмущения переходит до 60% энергии сгустков. Представлены результаты комплексного эксперимента по формированию в вакуумном магнитном поле протяженной струи-джета за счет инжекции лазерной плазмы поперек магнитного поля. В отличие от аналогичных экспериментов по моделированию астрофизических джетов на других лазерных стендах в мире, где изучаемые структуры имеют протяженность несколько мм, на стенде КИ-1 создан джет размером 0.5 м. Используя глобальный трехмерный численный код, смоделирована истекающая атмосфера теплого Нептуна GJ436b, движимая ионизующим звездным излучением и взаимодействующая со звездным ветром. При типичных ожидаемых параметрах рассчитано транзитное поглощение в линии Lyα и обнаружено, что оно в основном создается энергетическими нейтральными атомами. Смоделированное поглощение хорошо согласуется с наблюдениями телескопом Хаббл и позволяет оценить параметры плазменного ветра другой звезды. Создана уникальная 5-кВт импульсно-периодическая СО2 лазерная система для промышленного использования и разработки новых лазерно-плазменных технологий. Исследовано влияние приложенного электрического поля на пороги зажигания приповерхностной лазерной плазмы оптического пульсирующего разряда. Найдены эффективные способы модификации поверхности ряда промышленных материалов, значительно улучающих их свойства.