Полярные сияния как инструмент для исследований высыпания заряженных частиц с высокими энергиями в верхние атмосферы планет земной группы

Плазма солнечного ветра состоит в основном из электронов и протонов с высокими кинетическими энергиями. Исследования их воздействия на верхние атмосферы планет земного типа чрезвычайно важно, так как эти частицы являются энергетическими агентами для атмосферы и уточнение их характеристик, а также, соответствующего отклика атмосферы, позволит существенно продвинуться в изучении солнечно-планетных связей и космической погоды. В рамках проекта планируется провести кинетическое моделирование высыпания заряженных частиц с высокими кинетическими энергиями в верхние атмосферы Венеры, Земли и Марса. Сравнение результатов моделирования с in situ измерениями позволит как уточнить параметры высыпающихся частиц, так и, что очень важно, исследовать отклики верхней атмосферы на высыпание. Основное внимание будет сосредоточено на изучении свечений полярных сияний в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, что обусловлено как наличием наблюдений, так и значимостью протекающих в исследуемых областях процессов высыпания для нагрева и изменения общей структуры верхних атмосфер планет земной группы. Моделирование процессов высыпания плазмы солнечного ветра в верхние атмосферы планет Солнечной системы проводятся нашей группой на протяжении последних 18 лет. Разработанные модели электронных и протонных полярных сияний использовались для исследования полярных сияний и интерпретации наблюдений в верхних атмосферах Земли (проект NASA IMAGE), Марса (проекты ESA Mars Express и NASA MAVEN) и Венеры (проект ESA Venus Express) а также, для интерпретации полученных при помощи космического телескопа им. Хаббла наблюдений полярных сияний на планетах-гигантах Юпитере и Сатурне. В рамках предлагаемого проекта мы планируем усовершенствовать наши кинетические модели процессов высыпания для исследования различных типов недавно открытых - дискретных, диффузных и протонных, - полярных сияний на Марсе, используя доступные данные наблюдений и измерений космических аппаратов ESA Mars Express и NASA MAVEN. Кроме того, мы планируем модифицировать данные модели для исследования влияния процессов высыпания на верхнюю и среднюю атмосферу Марса в рамках научной программы космического проекта Роскосмоса и ESA ЭкзоМарс.