Details

Данная работа посвящена трехмерному гибридному кинетическому моделированию обтекания солнечным ветром магнитных аномалий вблизи Южного полюса Луны. Модель точно рассчитывает траектории протонов и структуру магнитных полей лунных аномалий, в то время как электроны описываются как безмассовая нейтрализующая жидкость. Такой подход снижает ресурсоемкость модели и позволяет исследовать широкое пространство параметров, в том числе варьировать силу и направление солнечного ветра, а также амплитуду межпланетного магнитного поля. Моделирование показало, что несмотря на относительную слабость исследуемых аномалий по сравнению с аномалиями Рейнер Гамма и Герасимовича, они способны эффективно защищать поверхность Луны от потока солнечного ветра, который вблизи полюсов Луны направлен почти тангенциально к поверхности. Расположение наиболее защищенных областей поверхности хорошо коррелирует с залежами водяного льда, что позволяет связать его сохранность с защитным действием магнитного поля. При этом ударный фронт не формируется из-за ограниченности размеров, однако при взаимодействии отраженных и налетающих потоков могут развиваться плазменные неустойчивости. Модель взаимодействия солнечного ветра с лунными магнитными аномалиями может быть использована при разработке радиационной защиты будущих лунных миссий.

The given work is devoted to three-dimensional hybrid kinetic modeling of solar wind flow around magnetic anomalies near the South Pole of the Moon. The model accurately calculates the trajectories of protons and the structure of the magnetic fields of lunar anomalies, while the electrons are described as a massless neutralizing liquid. This approach reduces the resource intensity of the model and allows us to explore a wide range of parameters, including varying the strength and direction of the solar wind, as well as the amplitude of the interplanetary magnetic field. The simulation showed that despite the relative weakness of the studied anomalies compared to the Rayner Gamma and Gerasimovich anomalies, they are able to efficiently protect the lunar surface from the solar wind flow, which is directed almost tangentially to the surface near the poles of the Moon. The location of the most protected areas of the surface correlates well with water ice deposits, which makes it possible to link its safety with the protective effect of a magnetic field. In this case, the shock front does not form due to its limited size, however, plasma instabilities may develop due to the interaction of reflected and incoming fluxes. The model of the solar wind interaction with lunar magnetic anomalies can be used for the development of radiation protection for future lunar missions.