Welchen Durchmesser hat die Magnetopause 1,5 Millionen Kilometer hinter der Erde?

Die Erde hat ein starkes Magnetfeld, das die Konzentration geladener Teilchen von der Sonne in der Nähe des Planeten verändert. Es gibt einen ziemlich sicheren Torus in der Nähe der Erde (LEO unpolare Umlaufbahnen), und es gibt auch einen langen Schweif, in dem die Aktivität der von der Sonne emittierten Partikel reduziert ist (in diesem Bild ist die Sonne auf der linken Seite und die Erde in der Mitte) http:/ /en.wikipedia.org/wiki/File:Magnetosphere_Levels.svg

Künstlerisches Konzept der Magnetosphäre der Erde. en.wikipedia.org/wiki/File:Magnetosphere_Levels.svg

Meine Frage - was ist die Geometrie des Magnetschweifs, wenn wir ihn 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt (an der Linie Sonne-Erde-L2) überprüfen? Was ist hier der geschätzte Durchmesser der Magnetopause oder des Magnetschweifs ?

Wird die Erde zusätzlichen Schutz vor geladenen Teilchen für das Raumschiff bieten, das genau am L2-Lagrange-Punkt des Systems Sonne-Erde hängt?

Wird es einen erheblichen Schutz für das Raumschiff geben, das L2 in einer Entfernung von 200.000 bis 300.000 Kilometern von L2 umkreist (in der Ebene, senkrecht zur Linie Sonne-Erde)?

Antworten (1)

Einige interessante Informationen von ISEE-3 via eoPortal: https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/i/isee aus Abbildung 12 „ISEE-3 spacecraft trajectory overview from halo orbit to geomagnetic tail“

Überblick über die Flugbahn des ISEE-3-Raumfahrzeugs vom Halo-Orbit zum geomagnetischen Schweif

Wenn der Schweif korrekt dargestellt ist, ist sein Durchmesser in der Nähe von L2 etwa 1,5-mal kleiner als der Umlaufbahndurchmesser des Mondes (0,77 Millionen Kilometer) oder in der Nähe von 0,5 Millionen Kilometern.

Die Seite „ The Global Magnetosphere “ aus dem Vortrag „Earth’s Magnetosheath, Magnetopause and Magnetosphere“ von Iver Cairns, 1999, enthält ein interessantes Bild „Abbildung 14.7: Mittag-Mitternacht-Querschnitt der Magnetosphäre und des geomagnetischen Schweifs [Hughes, 1995]. durchgezogene Linien, während die gestrichelten Linien Partikel zeigen, die sich entlang des Feldes bewegen, das dem ... unterliegt, und ich denke, dass die Größen in R_e-Einheiten (6400 km) angegeben sind.

Abbildung 14.7: Mittag-Mitternacht Querschnitt der Magnetosphäre und des geomagnetischen Schweifs – Hughes, 1995

Die Originalquelle dieser Abbildung ist Hughes95, http://www.ss.ncu.edu.tw/~lyu/lecture_files_en/IntroSpacePhysics_KivelsonRussell/SPIntro/SPIntro_9_new.pdf Seite 232 (das Bild stammt von „Pilipp and Morfill 1978“) . Der Punkt "X-Linie" befindet sich in der Nähe von 115 R_e. Die Halbachse der Mondumlaufbahn liegt bei 60 R_e (60 Erdradien). Sonne-Erde L2 ist 240 R_e, also können wir etwa 60 R_e Durchmesser der Magnetopause bei L2 erwarten.

200.000 - 300.000 km Halo-Umlaufbahn um L2 entspricht 30-40 R_e. Ich kann also schlussfolgern, dass die Erdmagnetosphäre den genauen L2-Punkt abdecken könnte. Aber gleichzeitig ist es unwahrscheinlich, dass es dem Satelliten, der so weit von L2 umkreist, viel Schutz oder konstanten Schutz bietet (tatsächlich ist es die Periapsis der Halo-Umlaufbahnparameter von Gaia ).

Siehe auch Peter Delameres Buch Magnetotails in the Solar System Kapitel 4 Earth's magnetotail page 62 Abbildung 4.1 "The Earth's magnetotail projiziert in den Noon-Midnight-Meridian basierend auf IMP-1-Magnetfelddaten [Ness, 1965]", "The tail is in fact eine sehr dynamische Struktur mit vielen internen Prozessen und schnellen Veränderungen [Sharma et al. 2008]"
Welchen Durchmesser hat die Magnetopause 1,5 Millionen Kilometer hinter der Erde?
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