18
наблюдать с космического аппарата, на котором распо-
25
ложен ускоритель, или с другого космического аппара-
та, находящегося вблизи. Рассмотрим поведение сгустка
со средней скоростью 5-10 е см/с и числом однократно
ионизованных ионов бария N = 10 18 . Генерация такого
сгустка может быть осуществлена в ускорителе плазмы
весом не более 20 кг, что вполне приемлемо для борто-
вого прибора.
Инжектированный в магнитосферу сгусток плазмы
расширяется с тепловой скоростью до тех пор, пока его
газокинетическое давление не уравновесится магнит-
ным. В дальнейшем беспрепятственное расширение бу-
дет происходить только вдоль силовых линий. При сред-
ней энергии хаотического движения 20 эВ равновесие
давлений наступит тогда, когда размер облака станет
равным ~ 20 м. Во время достижения равновесия кон-
центрация составит 4 • 10 7 см -3 , а число ионов на еди-
ницу поверхности облака около 10 11 см -2 . Такая поверх-
ностная плотность позволяет получить снимки с по-
мощью сверхскоростной кинокамеры с экспозицией в
Ю - * 2 с. Используя электронно-оптический преобразова-
тель, можно получить снимки с экспозицией, на два по-
рядка меньшей. Интенсивность излучения атомов бария
из плазмы, движущейся к Солнцу или от него, должна
быть в несколько раз больше, чем из неподвижного об-
лака. Это связано с доплеровским смещением длины
волны, которое выводит линию поглощения за пределы
фраунгоферовой линии солнечного излучения. Посколь-
ку время расширения составляет ~ Ю -3 с, использова-
ние электронно-оптического преобразователя позволит
получить достаточно подробную информацию о стадии
свободного расширения.
В течение всей стадии свободного расширения маг-
нитное поле не должно оказывать существенного влия-
ния на движение сгустка, инжектированного поперек си-
ловых линий. Сгусток с высокой электропроводностью
свободно раздвигает силовые линии и диссипация его
энергии связана только с токами, вызванными измене-
ниями магнитного поля.
Одновременно с расширением сгустка происходит про-
никновение поля в плазму. Вычисление скорости "диффу-
зии магнитного поля в сгусток требует знания изменения
электронной температуры при расширении, а также
влияния специфических плазменных процессов на про-
26
водимость. Грубые оценки времени диффузии магнитного
поля дают значение, соизмеримое с временем расшире-
ния до установления баланса давления. Для следующей
стадии динамики сгустка наиболее приемлема модель, в
которой плазма движется в «скрещенных» полях: маг-
нитном поле магнитосферы и электрическом поле, выз-
ванном поляризацией. Вначале, пока средний заряд
сгустка практически равен нулю, движение плазмы как