クラスターから見たアーティストによる微小乱流の印象。画像クレジット：ESAクリックして拡大
ESAのクラスターミッションによる測定のおかげで、ヨーロッパの科学者のチームは地球の磁気圏の「微小」渦を特定しました。
存在が数学モデルによって予測されたそのような小規模な渦乱流は、これまで宇宙で観測されていません。結果は宇宙物理学だけでなく、核融合の研究のような他のアプリケーションにも関連しています。
2002年3月9日、4つのクラスタ衛星が互いに100キロメートルの距離で4面体で飛行し、北の磁気カスプ？彼らが発見したとき。磁気尖点は、地球を取り巻く磁力線が磁気ファンネルを形成する磁極上の領域です。
磁気カスプは地球の磁気圏における2つの重要な領域です。 –太陽系全体を横切る太陽によって生成される荷電粒子の一定の流れ–地球の上層（電離層）に直接アクセスできます。
大量のプラズマ（荷電粒子のガス）とエネルギーは、これらと他の「アクセス可能な」を通して輸送されます。磁気圏を貫通する領域–地球の自然保護シールド。太陽風によって運ばれ、地球の磁気圏に当たる全エネルギーの1％未満しか実際には侵入できませんが、それでも通信ネットワークや電力線などの地球システムに大きな影響を与える可能性があります。
太陽材料がこっそり入ると、地球を取り巻くプラズマに乱流が発生します。これは、流体の乱流と似ていますが、より複雑な力が関係しています。このような乱流は、たとえば密度と温度が異なるプラズマの層の間の遷移領域で発生しますが、その形成メカニズムはまだ完全には解明されていません。
乱気流は、数千から数キロメートルのさまざまなスケールで存在します。その場で？マルチポイント？測定、4つのクラスター衛星は2004年に大規模な乱流の存在を報告しました-磁気圏界面の側面にある幅40000キロまでの渦？ （磁気圏を自由空間から分離する境界層）。 ？micro？の新しい発見わずか100 kmの渦を伴う乱流は、地球を取り巻くプラズマの研究の最初のものです。
クラスター：前例のない診断ツール
このような発見は非常に重要です。たとえば、それにより科学者は小規模および大規模の乱気流をリンクし始め、それが実際にどのように形成されるのか、そしてどのような関連があるのか疑問を持ち始めることができます。たとえば、乱流を引き起こして形成する基本的なメカニズムは何ですか？渦は境界層を通過する質量とエネルギーの輸送にどの程度寄与しますか？大きな渦を生成するには小さな渦が必要ですか？または、その一方で、大きな渦はそのエネルギーを消散させ、小さな渦のカスケードを作成しますか？
これらの質問に答えようとすることで、クラスターは地球に近い環境の最初の3次元マップのための前例のない診断ツールであり、その例外性はマルチスペースクラフトの同時観測によって与えられます。クラスターは、太陽活動が地球に影響を与える方法とメカニズムに関する私たちの理解に革命を起こしています。
その上、ダイナミクスとエネルギーが関与する地球のプラズマの乱流に関するクラスターの研究は、プラズマの基本理論の進歩に貢献しています。これは、天体物理学だけでなく、実験室でのプラズマの理解と処理に関する限り、関連する高エネルギーを考慮すると重要です。これは特に核融合の研究に関連しています。
たとえば、クラスターのデータは、国際的なITERプロジェクトにおけるプラズマ物理学の研究を補完しています。これは、世界中のいくつかの研究機関が明日の発電所を対象とする実験段階です。この点で、磁気圏を調査することにより、クラスターは唯一のオープンな「自然の実験室」に自由にアクセスできます。プラズマ物理学の研究のため。
元のソース：ESAポータル
