Details

В данной работе представлены результаты двумерного гибридного моделирования взаимодействия магнитных аномалий южного приполярного региона с солнечным ветром для различных направлений потоков. Как известно, Луна не обладает постоянным дипольным магнитным полем, однако на её поверхности существуют небольшие участки с локальными магнитными полями, достигающими нескольких десятков нТл, которые могут частично защищать поверхность Луны от солнечного ветра. Для исследования лунных магнитных аномалий был использован гибридный метод моделирования. В данной модели ионы рассматриваются как отдельные частицы, а электроны — как безмассовая нейтральная жидкость. В качестве объектов исследования выбраны небольшие аномалии с магнитными полями порядка нескольких нанотесла, аналогичные тем, что обнаружены в южных полярных регионах Луны. Расчёты проводились для двух направлений солнечного ветрового потока: тангенциального, то есть вдоль поверхности, и нормального, перпендикулярного ей. Результаты показали, что при тангенциальном направлении потока с малым углом падения ионов взаимодействие с магнитной аномалией приводит к усилению магнитного поля в зоне взаимодействия и формированию неоднородного электрического поля, которое препятствует проникновению солнечного ветра. Это вызывает увеличение отклонения заряженных частиц и снижение их концентрации вблизи поверхности.

This work presents the results of two-dimensional hybrid modeling of the interaction between magnetic anomalies in the southern near-polar region and the solar wind for various directions of flow. The Moon does not have a permanent dipole magnetic field, however, there are small areas on its surface with local magnetic fields reaching several tens of nanoteslas, which can partially protect the lunar surface from the solar wind. To study lunar magnetic anomalies, a hybrid modeling method was used. In this model, ions are represent as individual particles, while electrons are considered a massless neutral fluid. The objects of study were small anomalies with magnetic fields on the order of a few nanoteslas, similar to those found in the lunar southern polar regions. Calculations were made for two directions of the solar wind flow: tangential, i.e., along the surface, and normal, perpendicular to it. The results showed that with a tangential flow direction at a small ion incidence angle, interaction with the magnetic anomaly leads to an enhancement of the magnetic field in the interaction zone and the formation of a non-uniform electric field that hinders the penetration of the solar wind. This causes an increase in the deflection of charged particles and a decrease in their concentration near the surface.

• Введение
• Глава 1. Теоретические основы взаимодействия солнечного ветра с магнитными аномалиями Луны
  • 1.1. Магнитные аномалии на поверхности Луны
  • 1.2. Взаимодействие магнитных аномалий с солнечным ветром
  • 1.3. Магнитные аномалии вблизи южного полюса Луны
  • 1.4. Обзор результатов предыдущих исследований моделирования взаимодействия солнечного ветра с магнитными аномалиями
• Глава 2. Математическая модель гибридного описания плазмы для исследования взаимодействия солнечного ветра с магнитными аномалиями
  • 2.1. Постановка задачи
  • 2.2. Вычисление плотностей заряда и тока
  • 2.3. Численный подход
    • 2.3.1. Moment Collector
    • 2.3.2. Field Solver
    • 2.3.3. Particle Mover
  • 2.4. Параметризация моделируемой системы
• Глава 3. Анализ результатов численного моделирования
  • 3.1. Нормальный поток
  • 3.2. Тангенциальный поток
• Заключение
• Список использованных источников