Кіріспе
Жер атмосферасы мен ғарыш кеңістігіндегі табиғи плазманы зерттеу Ғарыш физикасы, сонымен қатар ғарыш плазмасы физикасы деп те аталады, бұл Жердің жоғарғы атмосферасында және Күн жүйесінің қалған бөлігінде табиғи плазмаларды зерттеу. Оған аэрономия, полярлық сәулелер, планеталық ионосфералар мен магнитосфералар, сәулелендіру белдеулері және ғарыш ауа-райы (жалпы алғанда, күндізгі жер физикасы деп аталады) тақырыптары кіреді. Ол сондай-ақ Күн физикасын, оның күн желін, короналық қызу проблемасын, күн энергетикалық бөлшектерін және гелиосфераны зерттейтін гелиофизика пәнін қамтиды. Ғарыш физикасы - таза ғылым және қолданбалы ғылым, радио хабарларын тарату, ғарыш кемелерінің (әсіресе байланыс және ауа райы спутниктерінің) операциялары және метеорологияда қолданылады. Ғарыш физикасындағы маңызды физикалық процестерге магниттік қайта қосылу, синхротрондық сәулелену, сақиналы тоқтар, Альфвен толқындары және плазма тұрақсыздықтары жатады. Оны зерттеу үшін ракеталар мен ғарыш кемелерінің тікелей жер бетіндегі өлшеулері, плазмалар шығарған электромагниттік сәулеленудің жанама қашықтан бақылауы және теориялық магнитогидродинамика қолданылады. Жақын байланысты салаларға плазма физикасы жатады, ол фундаменталды физиканы және жасанды плазмаларды зерттейді; атмосфералық физика, Жер атмосферасының төменгі деңгейлерін зерттейді; және астрофизикалық плазмалар, олар Күн жүйесінен тыс табиғи плазмалар.
Space physics, also known as space plasma physics, is the study of naturally occurring plasmas within Earth's upper atmosphere and the rest of the Solar System. It includes the topics of aeronomy, aurorae, planetary ionospheres and magnetospheres, radiation belts, and space weather (collectively known as solar terrestrial physics). It also encompasses the discipline of heliophysics, which studies the solar physics of the Sun, its solar wind, the coronal heating problem, solar energetic particles, and the heliosphere. Space physics is both a pure science and an applied science, with applications in radio transmission, spacecraft operations (particularly communications and weather satellites), and in meteorology. Important physical processes in space physics include magnetic reconnection, synchrotron radiation, ring currents, Alfvén waves and plasma instabilities. It is studied using direct in situ measurements by sounding rockets and spacecraft, indirect remote sensing of electromagnetic radiation produced by the plasmas, and theoretical magnetohydrodynamics. Closely related fields include plasma physics, which studies more fundamental physics and artificial plasmas; atmospheric physics, which investigates lower levels of Earth's atmosphere; and astrophysical plasmas, which are natural plasmas beyond the Solar System.
Тарих
Ғарыш физикасының бастауы қытайлықтарға барып тіреледі, олар компастың принципін ашқан, бірақ оның қалай жұмыс істейтінін түсінбеген. 16 ғасырда Уильям Гилберт "Де Магнете" еңбегінде Жердің магнит өрісінің алғашқы сипаттамасын берді, Жердің өзі үлкен магнит екенін көрсетіп, компастың инесі солтүстікке бағытталатынын түсіндірді. Компас инесінің магниттік ауытқулары навигациялық карталарда тіркелді, ал Лондон маңындағы ауытқуды сағатшы Джордж Грэм егжей-тегжейлі зерттеді, нәтижесінде біз қазір магниттік дауылдар деп аталатын магниттік ауытқуларды анықтадық, оны Александр фон Гумбольдт атады. Гаусс пен Уильям Вебер Жердің магнит өрісін өте мұқият өлшеді, ол жүйелі өзгерістер мен кездейсоқ ауытқуларды көрсетті. Бұл Жердің оқшауланған дене емес екенін, бірақ оған сыртқы күштер әсер еткенін білдірді, әсіресе Күн мен күн дақтарының пайда болуы. Жеке аурора мен оны қоса жүретін геомагниттік бұзылыстар арасындағы байланысты Андерс Целсиус пен Олоф Петер Хьортер 1747 жылы байқаған. 1860 жылы Элиас Лумис (18111889) магниттік полюс айналасындағы 20 25 градус овалдың ішінде жарық шашылудың ең жоғары жиілігін көрсетті. 1881 жылы Герман Фриц тұрақты магнит өрісінің "изохазмаларының" немесе сызықтарының картасын жариялады. 1870-ші жылдардың аяғында Анри Беккерель тіркелген статистикалық байланыстың алғашқы физикалық түсіндірмесін ұсынды: күн дақтары жылдам протонның көзі болуы керек. Олар Жердің магнит өрісіне сүйене отырып, полюстерге жетеді. ХХ ғасырдың басында бұл идеялар Кристиан Биркеландты террелла немесе вакуум камерасында Жердің магнит өрісін симуляциялайтын және күн желін құрайтын энергетикалық бөлшектерді симуляциялау үшін катодты сәуле түтігін пайдаланатын зертханалық құрылғыны жасауға итермеледі. Жердің магнит өрісі мен күн желінің өзара әрекеттесуі туралы теория қалыптаса бастады. Алайда ғарыш физикасы 1950 жылдардың басында Ван Аллен бастаған команда алғашқы зымыранды 110 км биіктікке ұшырғанға дейін орынды өлшеулерден басталған жоқ. Екінші кеңестік спутник - "Спутник 2" және алғашқы американдық "Эксплорер 1" ғарыш кемелерінің Гайгер санағыштары Жердің радиациялық белдеулерін анықтады, кейіннен оларды Ван Аллен белдеулері деп атады. Жердің магнит өрісі мен планетааралық кеңістіктің арасындағы шекараны Explorer 10 зерттеп шықты. Болашақтағы ғарыш кемелері Жер орбитасынан тыс жерлерге барып, күн желінің құрамы мен құрылымын егжей-тегжейлі зерттейді. Бұларға WIND (ғарыш кемесі), (1994), Advanced Composition Explorer (ACE), Ulysses, 2008 жылы жұлдыздар аралық шекараны зерттеуші (IBEX) және Паркер Күн зондтары кіреді. Басқа ғарыш кемелері STEREO және Күн мен Гелиосфералық обсерватория (SOHO) сияқты күнді зерттейді.