УДК 521(06) Астрофизика и космофизика Е.С. ВЕДЕРНИКОВА, С.В. КОЛДАШОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) УСЛОВИЯ РЕГИСТРАЦИИ ВСПЛЕСКОВ ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ НА НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТАХ С помощью численного моделирования потоков частиц в околоземном космическом пространстве (ОКП) проведен анализ эффективности выделения всплесков высокоэнергичных заряженных частиц в фоновых потоках частиц в спутниковых экспериментах. В последние годы широко обсуждается возможность использования космических средств для предсказания землетрясений. В частности, предполагается регистрировать различные предвестники землетрясений в ОКП, в том числе обнаруженное в спутниковых экспериментах МИФИ новое сейсмомагнитосферное явление всплески высокоэнергичных заряженных частиц [1, 2]. В настоящее время проводится подготовка специализированных экспериментов, направленных на разработку космической системы для мониторинга предвестников землетрясений [3]. При этом, требования к характеристикам такой системы недостаточно определены и являются предметом изучения. В данной работе рассмотрены возможности выделения всплесков частиц в фоновых потоках частиц при проведении измерений на низкоорбитальных космических аппаратах (КА). Необходимо отметить принципиальную трудность выделения всплесков частиц на околоземных орбитах, связанную с модуляцией фоновых темпов счета регистрируемых частиц при движении КА вдоль орбиты из-за неоднородного пространственного распределения стационарных потоков частиц (широтные и долготные эффекты, отроги радиационного пояса). Анализ условий выделения всплесков частиц проводился с помощью численного моделирования потоков частиц в ОКП по следующей схеме. Моделировалось движение КА вдоль орбиты. На каждом шаге определялись географические координаты, l, b координаты, жесткость геомагнитного обрезания, по которым вычислялся локальный фоновый поток частиц. Для его расчета применялись стандартные модели: АР-8 и АЕ-8 (протоны и электроны радиационного пояса), модели галактических космических лучей и частиц атмосферного альбедо [4]. Регистрация частиц ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 7 47 УДК 521(06) Астрофизика и космофизика аппаратурой на КА моделировалась с использованием ее характеристик (геомфактор, апертура) и с учетом статистических флуктуаций пуассоновского потока частиц. Время появления всплесков частиц вдоль орбиты КА моделировалось случайным образом, амплитуды (I) и длительности всплесков были заданными и варьировались. В результате расчетов определялись темпы счета частиц вдоль орбиты КА, содержащие информацию о всплесках и фоновых потоках частиц. Для выделения всплесков частиц по этим данным использовались различные реализации метода скользящего среднего. В качестве количественного критерия наличия (отсутствия) всплеска частиц была выбрана разность () между текущим темпом счета и фоновым темпом счета, выраженная в единицах стандартного отклонения. При этом эффективность выделения всплесков частиц характеризовалась двумя параметрами: вероятностью определения “истинных” всплесков частиц (1) и вероятностью регистрации “ложных” всплесков частиц (2), вызванных статистическими флуктуациями. Очевидно, что оптимальными для выделения всплесков являются условия, когда 1 близко к 1 и 2 близко к 0. По данной методике были проведены расчеты для различных орбит КА (наклонения: 090, высоты: 400900 км), различных характеристик всплесков частиц и регистрирующей аппаратуры. В результате были определены зависимости вероятностей 1 и 2 от параметра , что позволило выполнить анализ условий регистрации всплесков частиц и выбрать оптимальные. В частности, было выявлено, что слабые всплески частиц (I<3) могут быть надежно (1>90%, 2<5%) зарегистрированы в готовящихся экспериментах [3] при длительности всплесков не менее 30-40 с. Следует отметить, что всплески частиц сейсмической природы являются слабыми [2], и полученные результаты демонстрируют возможность надежного выделения предвестников землетрясений. Анализ результатов моделирования для разных орбит показал, что наилучшей с точки зрения выделения всплесков частиц является экваториальная орбита с высотой 400600 км, поскольку в этом случае модуляция фоновых темпов счета частиц оказывается наименьшей. Список литературы 1. Galper A.M., Koldashov S.V., Voronov S.A. // Advance Space Research. 1995. V.15. Р.131. 2. С.Ю. Александрин и др. //“Известия Академии наук”. Сер. физ. 2001. Т.65. №1. С.400. 3. А.Г. Батищев и др. // Научная сессия МИФИ-2002. Сб. науч. тр. 2002. Т.7. С.42. 4. С.В. Авакян, А.И. Вдовин, В.Ф. Пустарников. Ионизирующие и проникающие излуче ния в околоземном космическом пространстве. С.Пб. Гидрометеоиздат, 1994, 352 с. 485-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 7 ISBN