Bepi Colombo - 2

BepiColombo: Kinetické procesy ve slunečním větru, v magnetoobálce a magnetosféře planety Merkur

 Záměr našeho projektu je definován v projektu BepiColombo/MMO Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE) zaslaném jako odezva na výzvu  AO JX-MMO-9999:

 -          3D hybridní modelování interakce slunečního větru s prostředím planety Merkur  (zejména pro různé orientace meziplanetárního magnetického pole a heliocentrické vzdálenosti planety od Slunce)

-          2D and 3D analýza  vlnově-částicových procesů v rázové vlně, v okolí magnetopauzy a v oblasti pólů

-          Porovnání výsledků simulací s daty získanými experimentem MPPC

 Během naší práce na projektech ESA (kontrakty č. 14529 a č. 98024) jsme vyvinuli globální třídimen­zionální kinetický model interakce mezi slunečním větrem a magnetosférou planety, který jsme úspěšně aplikovali na první numerické studie magnetosféry planety Merkur. Dosažené výsledky vedly k začlenění našeho týmu do projektů BepiColombo (ESA) a MESSENGER (NASA). Námi řešený projekt pomůže odhadu měřících rozsahů přístrojů a optimálnímu navržení trajektorií družice BepiColombo na základě výsledků numerických experimentů. Náš tým přitom rovněž využije přístupu k měřením družice MESSENGER, neboť náš numerický model je NASA využíván k interpretaci pozorování této americké družice (rovněž zkoumající planetu Merkur).

 Náš projekt je zaměřen na:

 1)      Studium slunečního větru: Budeme se věnovat studiu nestabilit iniciovaných teplotní anizotropií, rychlostní torzí a svazky nabitých částic, přičemž budeme porovnávat výsledky teoretického a numerického modelovaní s výsledky družicových měření. Budeme zkoumat vliv těchto procesů na plazma v magnetoobálce planety Merkur  a v oblasti před rázovou vlnou planety.

 2)      Struktura a konfigurace magnetosféry Merkuru: V počátečním stadiu projektu se zaměříme na studium základní struktury Merkurovy magnetosféry při různých parametrech slunečního větru (orientace meziplanetárního magnetického pole, dynamický tlak).

 3)      Jak a kde sluneční vítr dopadá na planetu Merkur?: Poněvadž náš model popisuje ionty jako jednotlivé částice můžeme studovat jejich trajektorie a místa, kde na planetu dopadají. Budeme přitom „měřit" urychlování a energii nabitých částic a jejich ohřívání v podobě změn jejich rychlostní distribuční funkce. Měření distribučních funkcí budou zároveň předpověďmi pozorování experimentu MPPC na družici BepiColombo, sama družice MESSENGER distribuční funkce iontů neměři.

 4)      Jaké mechanizmy způsobují urychlování nabitých částic v magnetosféře Merkuru?:  Budeme zkoumat formování svazků a teplotních anizotropií. Použijeme také testovacích částic ke studiu cirkulace elektronů v magnetosféře planety Merkur. To nám umožní sestavit distribuční funkce elektronů a předpovědět pozorování elektronového experimentu MPPE družice BepiColombo. Opět se zaměřime na studium urychlování a ohřevu elektronů a vznik svazků a teplotních anizotropií.

 5)      Dochází v magnetosféře planety Merkur ke vzníku magnetických bouří a jak se tyto liší od podobných jevů v magnetosféře planety Země?: Provedeme několik numerických experimentů, kdy budeme měnit parametry slunečního větru (konkrétně orientaci meziplanetárního magnetického pole) během vlastní simulace. Budeme přitom zkoumat podmínky, při nichž dochází k magnetickým bouřím v relativně velmi malé magnetosféře planety.

 6)      Distribuce nasimulovaných dat: data získaná během našich numerických studií zpřístupníme našim kolegům z týmu MPPE a MPPC BepiColombo ve formě dat „naměřených" virtualní družicí prolétavající nasimulovanými daty prostřednictvim jednoduchého interaktivního WWW rozhraní.

Hlavní řešitel : Pavel Trávníček

Trvání projektu : 2008 - 2012
Celkový rozpočet : 262 400 EUR