Laboratory Modelling of the Earth Radiation Belt
Alexander Luchinskiy, Yakov S. Shifrin
介绍了地球辐射带的实验室模拟方法。该方法可用于全球能源和通信项目实现的后果估计。
Method of the laboratory modeling of the Earth radiation belt is presented. Method can be used for the estimation of consequences of global energetic and communication projects realizations.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Effects of the May 2024 Solar Storm on the Earth's Radiation Belts Observed by CALET on the International Space Station
2024年5月太阳风暴对地球辐射带的影响，通过国际空间站CALET观测到新的高能电子存储环及南大西洋异常区域磁通量变化。
PreMevE Update: Forecasting Ultra-relativistic Electrons inside Earth's Outer Radiation Belt
地球外层范艾伦带内的高能电子对在现代社会中发挥重要作用的星载电子设备构成了重大辐射威胁。能量大于或等于2兆电子伏（MeV）的超相对论电子由于其高穿透能力而特别令人感兴趣，因此预测这些>=2兆电子伏的电子能级对所有空间部门都具有重要意义。在这里，我们更新的MeV电子预测模型的最新发展，在地球的外辐射带。新版本称为PreMevE-2 E，侧重于预测整个外辐射带的超相对论电子通量分布，除了地球同步轨道外，不需要现场测量。模型的输入包括NOAA卫星在低地球轨道观测到的沉淀电子、太阳风监测器观测到的上游太阳风条件（速度和密度）以及洛斯阿拉莫斯地球同步轨道卫星测量到的超相对论电子。我们评估了总共32个监督机器学习模型，这些模型分为四类不同的线性和神经网络架构，并通过使用一组性能最好的模型成功测试了集成预测。所有模型都经过单独训练、验证，并通过NASA范艾伦探测器任务的现场电子数据进行测试。结果表明，最终的集合模式一般优于单个模式的L壳，这个PreMevE-2 E模式提供了可靠的和高保真的25小时（~1天）和50小时（~2天）的预测与高的平均性能效率值。我们的研究结果还表明，这个新的模型是由非线性分量在低L-壳层（< ~4）的超相对论电子，这是不同于线性分量的优势，在所有的L-壳层的1 MeV电子，如以前发现的。
Impact of High Intensity Long-Duration Continuous Auroral Electrojet Activity (HILDCAAs) on relativistic electrons of the radiation belt of Earth during Van Allen probe era
本研究利用范艾伦探测器数据，通过超纪元分析发现HILDCAA事件后0-2天辐射带相对论电子通量显著增强，最高加速至6MeV，垂直投掷角电子增强更显著，证实ULF波相关波粒相互作用的作用，深化了辐射带加速过程认知。
Trapped Proton Environment in Medium-Earth Orbit (2000-2010)
本文提出了一种基于新经验质子辐射带模型和GPS实测数据的方法，用于推导2000-2010年间中地球轨道上质子通量，揭示了质子环境的变化特征。
Measuring the Earth's Synchrotron Emission from Radiation Belts with a Lunar Near Side Radio Array
地球辐射带中的高动能电子由于与行星磁场相互作用而发出同步辐射。一个月球近侧阵列将被独特地定位来成像这种发射，并提供一个近实时的测量地球的辐射带是如何对当前的太阳输入作出反应的。Salambo代码是辐射带中三维相空间电子密度动态的物理模型，允许预测被困在带中的1 keV至100 MeV电子分布。这些信息被放入同步辐射模拟器中，该模拟器提供从给定观察点到1 MHz的发射亮度分布。使用数字高程模型从月球侦察轨道器（LRO）月球轨道器激光高度计（LOLA）的数据，我们选择了一组位置附近的月球地下点的最小高程变化在各种大小的补丁，我们模拟无线电接收器，以创建一个合成孔径。我们认为所有现实的噪声源在低频区。然后，我们使用自定义的CASA代码来成像和处理来自我们定义的阵列的数据，使用SPICE将月球坐标与地球对齐。我们发现，对于250个/cm ^3的中等月球表面电子密度，在10 km直径的圆上使用16384个单元的阵列，每12-24小时就可以探测到辐射带。改变电子密度可以使测量在月球夜晚快10倍，在月球中午慢10倍。
Simulation of charged particles in Earth's magnetosphere: an approach to the Van Allen belts
本文以恒定偶极磁场作为地球磁层的一阶近似，模拟不同初始条件下带电粒子的轨迹，数值再现了 Van Allen 辐射带的形成。
Evidence of the Earth's inner radiation belts during the low Solar and geomagnetic activity obtained with the STEP-F instrument
本研究利用STEP-F仪器数据分析，在2009年低太阳和地磁活动期间发现了地球磁层中存在三个电子辐射带的持续结构，包括一个位于L≈1.65的永久层，以及两个在特定时段同时出现的新内辐射带。
How the Shortest and Longest HILDCAAs Shaped Earth Outer Radiation Belt During the Van Allen Probes Era?
本研究利用范艾伦探测器数据对比最短与最长HILDCAA事件，发现长事件导致更高电子能量和更强ULF波，强调事件持续时间对辐射带建模的重要性。
Radiation belt electron precipitation in the upper ionosphere at middle latitudes before strong earthquakes
本文介绍了范艾伦带电子沉淀事件与强震（M>6.5）发生位置和时间的时空相关性的广泛研究实例。该研究基于对DEMETER卫星（高度约700 km）在中纬度地区探测到的能量为70 - 2350 keV的电子爆发（EBs）观测结果的分析。EB显示出相对峰值-背景增加通常< 100，它们具有~0.5 - 3分钟的持续时间，随着卫星向赤道移动，峰值以较高能量移动的能谱，并且最高能量极限<~500 keV。在VLF波的存在下观测到了EB。在地理纬度相近的东亚和地中海，由于地球磁场大小的差异，电子束的通量-时间廓线存在差异。最重要的结果是电子沉淀变化的时间变化特征，它在大震前几天或几周开始增加，然后出现最大值，最后变弱，在地震前几小时出现最小值或暂停。
Linear, Quasi-Linear and Nonlinear Radial Transport in the Earth's Radiation Belts
本文提出了行星辐射带径向传输的漂移动力学描述，刻画了准线性模型无法描述的快速线性过程及非线性条件，并证明Alfvénic波的相干加速无法完全用扩散模型解释。
High-energy electron bursts in the inner Earth magnetosphere caused by precipitation from radiation belt
2006年发射的俄罗斯Resurs-DK 1号卫星上的ARINA轨道实验是为了研究近地空间带电粒子通量（电子E ~ 3 - 30 MeV，质子E ~ 30 - 100 MeV），特别是各种地球物理和太阳磁层现象引起的内辐射带高能电子沉降。在一定条件下（能量，LB坐标）的电离电子在地球周围漂移，并且可以被卫星光谱仪的计数率快速增加（所谓的爆发）检测到。高能电子暴可能是由局部的地球物理现象（如地震或雷暴）引起的。这样的爆发在其测量的能量-时间分布中具有独特的特征。这些特征包含了关于电子沉淀初始位置的信息。几种方法（线性，鲁棒回归）以前被用来找到降水区域和突发登记的卫星板上的位置之间的纵向距离。在这份报告中，新的集成方法被开发出来，它使用的组合结果从几个方法依赖于突发注册条件。基于相对论粒子运动方程的局地粒子沉降数值模拟。在实验数据分析中，使用了ARINA 10年的实验结果。根据爆破实验数据的几个结果。结果表明，采用包围法比单独采用任何一种方法都能获得更好的效果。
Nonresonant scattering of relativistic electrons by electromagnetic ion cyclotron waves in Earth's radiation belts
在地球辐射带的典型条件下，电磁离子回旋波预计会产生俯仰角散射，并导致相对论（$> 1$ MeV）电子在大气中沉淀。然而，数百千电子伏范围内（但不包括$<1$ MeV）的相对论性电子如何与这些波共振，同时与这些$>1$ MeV沉淀，这一直是一个长期的谜团。我们证明，当波包是短的，非共振相互作用，使这种散射的$100$ s千电子伏的电子通过在波数空间中引入一个扩展。我们推广的准线性扩散模型，包括非共振效应。所得的模型表现出指数衰减的散射率延伸到最小共振能量以下取决于短的波包。这个广义模型自然解释了观察到的非共振电子沉淀在数百keV的同时与$>1$ MeV沉淀。
Electron intensity measurements by the Cluster/RAPID/IES instrument in Earths radiation belts and ring current
2000年发射的星团飞行任务产生了一个利用自适应粒子成像探测器研究/成像电子光谱仪仪器测量地球磁层电子通量强度的大型数据库。然而，由于辐射带和环电流中高能电子（>400 keV）和内区质子（230-630 keV）的背景污染，这些数据很少用于内磁层科学。本文提出了两种背景校正算法。第一种算法基于质子和电子的经验污染百分比。第二种算法使用同步质子观测。这些算法的效率通过比较校正的Cluster/RAPID/IES数据与2012-2015年的Van Allen Probes/Magnetic Electron Ion Spectrometer（MagEIS）测量值来证明。这两种技术都改善了IES在辐射带和环电流中的电子数据。IES校正的测量结果还与2017年两个会合期间的Arase中能粒子实验-电子分析仪（MEP-e）电子数据进行了比较，也显示出接近1的比率。我们展示了一个科学的应用程序的校正IES电子数据分析其演变过程中的太阳活动周期。2001- 2016年期间，外层带能量为40-400 keV的自旋平均年平均IES电子强度在4和6之间与AE指数和太阳风动压呈高度正相关。导出了外辐射带太阳风动压与IES电子测量值之间的线性-对数关系。
On the impact of the geospace environment on so-lar-lithosphere coupling and earthquake occurrence
我们发现，在磁暴在磁层内部产生新的辐射带后大约两个月，在新产生的辐射带的磁场线足迹附近可能发生增加的地震活动性。1991年3月24日，释放和辐射效应组合卫星（CRRES）在一次地磁风暴后探测到一个新的辐射带。此后不久，1991年5月30日，在地磁L~2.69线的足迹内，阿拉斯加发生了7.0级强烈地震。此外，2012年10月28日，加拿大在L~3.3足迹附近发生了7.8级强烈地震，该足迹靠近2012年9月3日地磁风暴后由“范艾伦探测器”卫星探测到的新辐射带的磁力线。由于2015年6月21日的磁暴，在L~1.5-1.8附近新形成的辐射带的磁场线足迹附近，地震活动性也有所增加。我们论证了两种可能的太阳-岩石圈耦合过程：（1）伴随地震孕育过程的岩石圈扰动可以改变全球电路（GEC）中的电场，导致电离层扰动的出现;反之亦然的机制（ii）太阳风在磁层和电离层中产生的扰动，可以改变GEC中的电场，这将导致岩石圈出现扰动。
On the impact of the geospace environment on solar-lithosphere coupling and earthquake occurrence
我们发现，在磁暴在磁层内部产生新的辐射带后大约两个月，在新产生的辐射带的磁场线足迹附近可能发生增加的地震活动性。1991年3月24日，释放和辐射效应组合卫星（CRRES）在一次地磁风暴后探测到一个新的辐射带。此后不久，1991年5月30日，在地磁L~2.69线的足迹内，阿拉斯加发生了7.0级强烈地震。此外，2012年10月28日，在加拿大L~3.3足迹附近发生了一次7.8级强烈地震，该足迹靠近2012年9月3日地磁风暴后由“范艾伦探测器”卫星探测到的新辐射带的磁力线。由于2015年6月21日的磁暴，在L~1.5-1.8附近新形成的辐射带的磁场线足迹附近，地震活动性也有所增加。我们论证了两种可能的太阳-岩石圈耦合过程：（1）伴随地震孕育过程的岩石圈扰动可以改变全球电路（GEC）中的电场，导致电离层扰动的出现;反之亦然的机制（ii）太阳风在磁层和电离层中产生的扰动，可以改变GEC中的电场，这将导致岩石圈出现扰动
A Nano-satellite Mission to Study Charged Particle Precipitation from the Van Allen Radiation Belts caused due to Seismo-Electromagnetic Emissions
在过去的十年中，已经进行了几次尝试来研究地震电磁辐射-地震前兆-对电离层和辐射带的影响。印度理工学院马德拉斯纳米卫星（IITMSAT）飞行任务的目的是对低地轨道上的带电粒子通量进行灵敏测量，以研究范艾伦辐射带带电粒子沉降的性质。该飞行任务将在一颗纳米卫星上搭载天基质子电子能量探测器，试图收集具有统计意义的数据，以核实与大地震前地震电磁辐射之间可能存在的相关性。
Observation of particle acceleration in laboratory magnetosphere
磁层等离子体的自组织是由磁化粒子向内扩散引起的。向内的扩散不仅产生了一个朝向偶极磁场中心的密度梯度，还加速了粒子，并提供了一个具有高能粒子的行星辐射带。在这里，我们报告了在环阱1（RT-1）设备中创建的“实验室辐射带”的第一次实验观察。通过光谱测量，我们发现了一个明显的各向异性的离子温度，证明了电子感应加速器的加速机制，加热粒子在垂直方向上相对于磁场时，粒子向内移动。包括加热机制的能量平衡模型解释了所观察到的离子温度分布。
Spatial distribution of high-energy protons in the inner radiation belt on the data of low Earth orbit space experiments
本报告介绍了Resurs-DK 1卫星上的ARINA仪器（高度$\sim$ 600公里，倾角$\sim$ 70 $^{o}$，自2006年至2016年）和国际空间站上的VSPLESK仪器（高度$\sim$ 400公里，倾角$\sim$ 52 $^{o}$，自2008年至2013年）在低地球轨道上的测量结果。这两种仪器在物理布局方面是相同的。它们可以测量30-100 MeV范围内的高能质子，能量分辨率为10%，角度精度为7 $^{o}$。对仪器测量质子通量的总周期进行了数据分析。研究了内辐射带（L $<$ 2）中L-B质子分布与质子能量的关系。质子强度的地理和俯仰角分布进行了研究，为选定的L-壳。这些分布在23 $^{rd}$太阳活动周期的减少部分和24 $^{th}$太阳活动周期的主要部分进行了分析。
The radiation belts of Jupiter and Saturn
外行星轨道飞行器（伽利略、朱诺和卡西尼）的时代正在推进我们对木星和土星辐射带的结构、形成和演变的理解，远远超出了飞越飞行任务和地面观测时代的可能性。在对地球辐射带进行详细和长期观测的背景下，这些飞行任务将近20年的数据集突出表明，在将粒子加速到相对论性动能并限制其通量强度的过程中，哪些过程可以被认为是更普遍的，因此对大多数地外磁层来说是关键的，哪些过程反映了每个行星及其磁层系统的独特方面。在本章中，我们集中在现场辐射带观测的理论，模拟和地球观测站的相关测量的背景下。我们描述了木星和土星辐射带的平均状态和时间变化，并将它们与特定的物理过程联系起来。
Forecasting Megaelectron-Volt Electrons inside Earth's Outer Radiation Belt: PreMevE 2.0 Based on Supervised Machine Learning Algorithms
在这里，我们提出了最近的进展，在升级的预测模型兆电子伏（MeV）的电子在地球的外范艾伦带。这种更新后的模型，称为PreMevE 2.0，被证明是大大改善的预测，特别是在外部Lshells，包括上游太阳风速度模型的输入参数列表。此外，基于几种线性和人工机器学习算法，构建了一系列模型，并使用Van Allen Probes 42个月MeV电子观测进行了训练，验证和测试。这些模型的样本外检验结果表明，在优化模型超参数和输入参数组合的情况下，来自每类模型的最佳表现者具有相似的能力，可以做出可靠的1天（2天）预测，Lshell平均性能效率值为~ 0.87（~0.82）。有趣的是，线性回归模型往往是最成功的一个相比，其他模型，这表明1 MeV的电子动力学和沉淀电子之间的关系是由线性分量占主导地位。它也表明，PreMevE 2.0可以合理地预测在2天的预测MeV电子事件的发病。这种改进的PreMevE模型由长期空间基础设施（近地轨道上的NOAA卫星，L1点的太阳风监测器和地球同步轨道上的LANL卫星）的观测数据驱动，对MeV电子进行高保真预报，因此可以成为未来宝贵的空间天气预报工具。
Energetic particle contamination in STIX during Solar Orbiter's passage through Earth's radiation belts and an interplanetary shock
本研究调查太阳轨道飞行器穿越地球辐射带和行星际激波期间高能粒子对STIX仪器的污染，识别出>100 keV电子为主要污染源。
Opening the Black Box of the Radiation Belt Machine Learning Model
本研究利用DeepSHAP方法解释了辐射带电子通量预测模型ORIENT，验证了其识别出的特征重要性符合物理认知，提升了模型的可解释性。
Solar Magnetic Configuration Control over Radiation Belt Electrons
该研究挑战外辐射带季节变化源于局地几何效应的传统观点，证实冕洞太阳风的周期性重现及其阿尔文特性驱动外辐射带电子通量变化，建立了太阳与磁层多尺度动力学的统一框架。
Chorus Wave Driven Electron Dynamics in the Van Allen Belts: From Coherence to Diffusion
研究通过自洽生成合声波场的第一性原理模拟与测试粒子建模，揭示电子运动由短时间尺度相干转向长时间尺度随机扩散，统一解释辐射带动力学。
Relativistic electron flux model in the outer radiation belt using a neural network approach
我们提出了一个基于机器学习的模型，相对论电子通量>1.8 MeV，使用神经网络的方法在地球的外辐射带。外辐射带相对论电子神经网络模型（ORIENT-R）仅使用太阳风条件和地磁指数作为输入。首次证明了仅用太阳风条件和地磁指数就可以确定外辐射带的状态，而不需要任何初始和边界条件。确定外辐射带动力学的最重要的特征是AL，太阳风流速和密度，和SYM-H指数。ORIENT-R再现了样品外相对论电子通量，相关系数为0.95，不确定性因子为~2。ORIENT-R再现辐射带动态在一个样本外的磁暴与观测结果吻合良好。此外，ORIENT-R在2018年3月至2019年10月期间运行了一个完全超出样本的时间段，当时AL指数结束并被预测的AL指数（lasp.colorado.edu/mixlix）取代。它再现电子通量的相关系数为0.92和样品外的不确定性因子为~3。此外，ORIENT-R捕捉到了来自低地球轨道（LEO）SAMPEX的电子通量趋势，这是一个在时间和空间上都完全不符合样本的数据集。总而言之，ORIENT-R模型可以在短时间尺度（即，地磁暴）和非常长的时间尺度（即，太阳周期）变化。
Long-term variations of quasi-trapped and trapped electrons in the inner radiation belt observed by DEMETER and SAMPEX
地球辐射带中的电子可分为三种：沉淀电子、准俘获电子和俘获电子。我们使用的数据从DEMETER和SAMPEX任务和地面中子监测器（NM）和太阳黑子观测调查的长期变化的准捕获和捕获的亚MeV电子在不同的L壳层的内带。DEMETER和SAMPEX的测量跨越了17年，表明在$L \leq 1.14$的电子通量与太阳黑子数反相关，但与由NM计数率表示的宇宙射线强度成正比，这表明内带内边缘的电子是由宇宙射线反照中子衰变（CRAND）产生的。从2001年太阳活动最大值到2009年太阳活动最小值，宇宙射线的太阳活动周期变化使$L \leq 1.14$的电子通量增加了两倍。在$L \ge 1.2$，准捕获和捕获的电子都在磁暴期间增强，并在延长的安静时间期间衰减到背景水平。在$L>2$，准捕获电子类似于捕获电子，相关系数高达0.97，表明俯仰角散射是该区域的主导过程。
The Chandra X-Ray Observatory's Radiation Environment and the AP-8/AE-8 Model
钱德拉X射线天文台（CXO）于1999年7月23日发射，并于1999年8月7日到达其最终轨道。CXO在一个高度椭圆的轨道上，大约140，000 km x 10，000 km，周期大约为63.5小时（约2.65天）。它在每一个轨道上都会穿越地球的范艾伦带一次，在此期间，由于高辐射环境，无法进行科学观测。钱德拉X射线观测中心（CXC）目前使用国家空间科学数据中心的“近地”AP-8/AE-8辐射带模型来预测穿过辐射带的开始和结束时间。然而，我们的调度软件只使用一个简单的偶极子模型的地球磁场。由此产生的B，L磁坐标，并不总是给出足够准确的预测的开始和结束时间的过境的范艾伦带。我们通过与钱德拉的机载辐射监测器EPHIN（电子、质子、氦仪器粒子探测器）仪器的数据进行比较来证明这一点。我们提出的证据表明，这种错误的定时的外部电子辐射带以及数据，也表明一个辐射带过境到下一个所经历的CXO的显着variablity。我们还提出了一个解释，为什么AP-8/AE-8模型的偶极子实现是不理想的CXO适合。最后，我们提供了一个简短的讨论，我们正在进行的努力，以确定一个模型，占辐射带的变化，几何形状，和一个可用于观测调度的目的。
Detection of the third innermost radiation belt on LEO CORONAS-Photon satellite around 2009 solar minimum
我们分析了2009年5月范艾伦内外电子辐射带下，内部和外部的各种磁层区域的高能带电粒子种群的变化。这项研究的基础是从近地圆轨道CORONAS-Photon卫星上相互靠近放置的STEP-F和SphinX仪器获得的实验数据。从高灵敏度STEP-F装置收集的粒子注量的数据分析表明在L = 1.6处存在持久电子带，即，在地球磁层著名的范艾伦电子内辐射带之下。这个“新”带的电子能谱比内带陡得多，因此在南大西洋异常（SAA）之外的L = 1.6上几乎没有记录到能量Ee > 400 keV的电子。我们引入了太阳软X射线分光光度计SphinX中使用的X射线探测器的有效最低阈值能量的概念，并定义了两个区域的值：SAA和Van Allen外带。不同的最低阈值能量值与粒子能谱的不同斜率直接相关。对最初为各种目的建造的STEP-F和SphinX仪器所获得的数据进行交叉分析，使人们能够探测到南半球和北半球辐射带中空间电子分布的高度各向异性特征。我们还发现，在弱磁暴的主相期间，在所有纬度都存在低能电子。
Nanosatellites for the study of high-energy particles$'$ microbursts$'$ nature in the Earth$'$s magnetosphere: an idea of cosmic experiment
本文提出一项基于纳卫星平台的宇宙实验构想，旨在研究地球磁层中高能带电粒子微爆现象，并详细描述了微型电子与质子探测分析器MiRA_ep的功能方案、结构特征及技术参数。
The search for a strategy for mankind to survive the solar Red Giant catastrophe
在大约50亿年后，我们的太阳将成长为红巨星，并将吞噬地球。该计划分为两个部分：我们建议建造某种遮阳伞来遮蔽地球。阳伞的位置将是（内）拉格朗日点L1。如果我们还想在下一个5 Gy之后的时间里生存下来，在那里太阳的光度和半径增加了数百倍，并且振荡直到我们的太阳最终发展成一个白矮星，我们必须通过摆动技术将地球转移到柯伊伯带（50 AU）。在月球轨道上伸展的DD聚变发电站环应该产生必要的175 PW的可见光。在柯伊伯带，地球将被带到人造太阳的轨道上，人造太阳是由附近其他行星系统引入的气态类太阳行星融合而形成的。
Nonlinear resonant interactions of radiation belt electrons with intense whistler-mode waves
本文概述了地球外辐射带高能电子与强烈哨声模波非线性共振相互作用的理论现状，并探讨了将其纳入全球辐射带模拟的多种方法。
Machine-learning based discovery of missing physical processes in radiation belt modeling
结合不完整的观测数据对地球辐射带高能电子动态进行实时预测，对于保护宝贵的人造地球卫星和了解其物理过程具有重要意义。传统上，简化模型采用基于准线性近似的扩散方程。使用物理信息神经网络（PINN）框架，我们训练和测试基于Van Allen Probe数据的模型。我们提出了一个配方，从解决病态的反问题推断模型系数的数据使用PINN收集物理见解。由此，发现“杀手电子”的动力学更准确地描述为漂移扩散方程。的扩散和漂移系数，这是既简单又比现有的模型更准确的参数化。
Subcritical growth of electron phase-space holes in planetary radiation belts
范艾伦探测器发现了具有大幅度电场（$1 \leq E \leq 500 $ mV/m）的长寿命静电相干结构，揭示了行星辐射带加速的替代途径。根据以前的报告表明，小相空间的空穴，与$qϕ/T^c_e\simeq 10^{-2}-10^{-3}$，可能会导致电子与大振幅哨声相互作用，我们证明了一种可能的机制，通过该机制，空穴可以增长非线性（即$γ\propto \sqrtϕ$）和亚临界作为冷热电子种群之间的动量交换的结果。我们的结果为地球辐射带中大振幅电子相空空穴的普遍存在和快速增长提供了一个解释。
The in-situ exploration of Jupiter's radiation belts (A White Paper submitted in response to ESA's Voyage 2050 Call)
木星拥有太阳系中最具活力和最复杂的辐射带。它们的危险环境是为什么这么多航天器避免而不是调查它们的原因，并解释了它们如何将许多秘密隐藏得如此之好，尽管已经研究了几十年。在本白皮书中，我们将讨论为什么这些秘密值得揭开。木星的辐射带和包围它们的巨大磁层构成了一个前所未有的物理实验室，适合于跨学科和新颖的科学研究：从研究贯穿宇宙的基本高能等离子体物理过程，如绝热带电粒子加速和非线性波-粒子相互作用;到利用高能粒子辐射的天体生物学后果。对木星辐射带的恶劣环境进行实地探测，给我们的任务设计、科学规划、仪器和技术开发带来了许多挑战。我们通过审查直接和间接观察这一独特系统的不同选择来应对这些挑战。我们强调需要新的仪器，地球和卫星协同遥感和现场调查的价值，以及多航天器现场测量的至关重要性。虽然同时进行多点现场观测早已成为探索内太阳系电磁相互作用的标准，但它们从未在木星或地球以外的任何强磁化行星上发生过。我们的结论是，一个专门的多航天器任务木星的辐射带是一个必不可少的和明显的前进方向，值得给予高度优先欧空局的航行2050年计划。
Spatial and temporal variations of high-energy electron flux in the outer radiation belt
介绍了ARINA卫星实验（2006 - 2016年）获得的外辐射带高能电子通量短期变化的观测结果。俄罗斯资源-DK 1号卫星上的闪烁分光计ARINA是在MEPhI开发的。该仪器在3-30 MeV范围内以10 - 15%的能量分辨率对低地轨道的高能电子通量及其能谱进行了连续测量。以2012年3月为例，详细研究了不同L壳层电子通量的时间分布，并对外辐射带（L3 -7）高能（4-6 MeV）电子的实验数据进行了分析。结果表明，这种电子的通量在那里有很大的变化。观测到了与太阳耀斑和日冕物质抛射引起的地磁暴有关的磁层电子通量的急剧上升和下降效应。
Dynamical Origin of (469219) Kamo`oalewa of Tianwen-2 Mission from the Main-Belt: $ν_6$ Secular Resonance, Flora Family or 3:1 Resonance with Jupiter
研究通过长期动力学模拟揭示(469219)卡莫`奥亚瓦可能源于主带，分析了ν₆共振、弗洛拉族和木星3:1共振三种候选源区，发现ν₆共振转移效率最高。
Excitation of whistler-mode waves by an electron temperature anisotropy in a laboratory plasma
本文通过受控实验室实验证实电子温度各向异性不稳定性可激发哨声模波，并结合粒子模拟揭示其周期性激发源于投掷角散射与能量注入共同作用的自调节过程，为理解近地空间哨声辐射机制提供了直接实验依据。
Gravity-Assist as a Solution to Save Earth from Global Warming
全球变暖是人类文明面临的问题之一，脱碳政策是解决这一问题的主要途径。在这项工作中，我们提出了利用小行星的引力辅助来增加地球到太阳的轨道距离。我们可以操纵小行星的轨道在小行星带通过太阳能航行和推进发动机，引导它们向火星轨道和引力散射可以把小行星在一个有利的方向，提供能量损失从地球散射。其结果将是增加地球的轨道距离，从而降低地球的温度。我们计算每个散射的地球轨道距离的增加，并调查执行这个项目的可行性。
New proposals for the detection of the Earth's gravitomagnetic field in space-based and laboratory-based experiments
在这篇文章中，我们提出了两个新的建议，用于测量地球引力场的广义相对论重磁分量。一种方案是通过分析两颗放置在具有补充倾角的等轨道上的相同地球人造卫星的激光测距数据来测量近地点$ψ$速率的差异。这样，由于地球位的偶纬向谐波而产生的混淆经典长期岁差的影响将被抵消，尽管LAGEOS型卫星的近地点特别敏感的非重力扰动应该是可获得精度的一个限制因素。通过适当选择轨道平面的倾角，有可能减少这种潜在扰动的周期，从而使用不太长的观测时间跨度。然而，如果数据分析的时间跨度不超过无阻力装置的寿命，使用一对无阻力卫星将大大减少这个问题。在另一种方案中，为了提取相对论重磁信号，应测量放置在南极真空室中的无摩擦平面上的两个反向旋转粒子的旋转周期之差。在其他非常具有挑战性的实际影响，地球的角速度$ω_{\oplus}$应该知道在$10^{-15}$ rad s $^{-1}$水平从VLBI和平面的摩擦力应该小于$2\times 10^{-9}$达因。
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