月球尾跡動力學過程的衛星觀測和粒子模擬研究

《月球尾跡動力學過程的衛星觀測和粒子模擬研究》是依託南昌大學，由周猛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：月球尾跡動力學過程的衛星觀測和粒子模擬研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周猛
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

月球尾跡是月球與高速電漿流相互作用下在月球背面形成的密度很低的空腔區域。觀測表明月球尾跡包含有大量的動力學過程，但是其中許多現象的物理機制不清楚。研究月球尾跡的動力學過程，是了解月球附近空間環境特徵的關鍵，對於我國探月計畫有重要意義。本項目擬利用ARTEMIS衛星觀測，結合二維全粒子模擬，通過對比研究在太陽風和地球磁尾中月球尾跡的動力學特徵，揭示月球尾跡再填充過程的內部物理機制和外界驅動造成的影響，理解尾跡再填充過程中完整的粒子動力學過程。具體研究內容包括：尾跡中波動的類型，產生機制以及波粒相互作用在尾跡再填充過程中所起的作用；尾跡邊界層的雙極電場結構，分布以及該電場對粒子進入尾跡過程的影響；來自月球背面的次級電子與行星際粒子的相互作用對尾跡再填充的影響。

結題摘要

月球尾跡是月球與高速電漿流相互作用下在月球背面形成的密度很低的空腔區域，其中包含豐富的動力學過程。由於月球處於地球磁層或太陽風中，其中發生的物理現象直接影響尾跡的形成和形態，因此了解地球磁層和太陽風的動態過程對於月球尾跡的研究有重要幫助。本項目利用歐空局Cluster衛星和美國宇航局ARTEMIS 衛星觀測，結合二維全粒子模擬，詳細研究了月球所處的空間環境，特別是地球磁尾的動態演化及對月球尾跡的影響。重點研究了磁尾磁場重聯磁分界線上的分層結構，密度耗空層和波動；次級磁島的產生和強電場的來源；電漿泡中的動力學尺度結構和電子加速；統計分析了尾跡中以及尾跡邊界層中波動的類型，產生機制以及波粒相互作用在尾跡再填充過程中所起的作用；對比研究了太陽風和地球磁尾中月球尾跡的差別。這一系列研究對於進一步的了解月球空間環境和地月相互作用有重要科學意義。本項目嚴格按照計畫書實行，進展順利，共發表SCI期刊收錄論文9篇，並在此基礎上申請獲批國家和省部級科技項目3項。