Щоб пояснити розвиток поверхневих хвиль в експерименті G-11a (рис. 9), було проведено моделювання  дрейфу барієвої хмари в площині xy, перпендикулярній вектору геомагнітного поля, за умови слабкої зміни  компоненти електричного поля: Параметр L визначає просторовий масштаб поверхневих збурень,  .
Магнітне поле орієнтоване в напрямку осі z, іонний шар барію лежить уздовж осі х. Моделювання виконувалося з використанням 1000 частинок шляхом генерування їхніх координат в області 100Ч30 км. Частинки мали початковий максвелівський розподіл швидкостей з середніми значеннями швидкості 500 м/с і рухалися під дією сили Лоренця.
Для опису руху використовувався метод ведучих центрів. Враховувалися іонно-нейтральні зіткнення з характерною частотою 0.1 c-1. Інші параметри мали значення: Ex0 = 2 мВ/м,  Гс, що відповідає отриманій в експерименті швидкості дрейфу та іоносферним умовам на висоті 400 км.
Моделювання показало (рис.12), що розвиток збурення на поверхні іонного шару (рис. 10) відбувався з характерним часом ~2 хвилини і амплітудою 10 км, що відповідає даним експерименту G-11a.
Рис. 12. Моделювання розвитку хвильового збурення іонного шару
Змінна частина електричного поля  складала 0.2 мВ/м. Параметри, які виявило моделювання, відповідають масштабу хвильового збурення в експерименті при швидкості дрейфу іонів хмари 60 м/с. Необхідно відзначити, що в експерименті G-11b, у якому поверхневі хвилі не спостерігалися, швидкість дрейфу іонної хмари була в чотири рази менша, ніж в експерименті G-11a, і, відповідно, характерний час розвитку збурення повинен бути набагато більшим.
Таким чином, введення малої змінної компоненти електричного поля дає можливість пояснити розвиток поверхневої неоднорідності в експерименті G-11а. Розвиток збурення залежить від відношення  . Існує граничне значення цього відношення, нижче якого збурення не розвивається, для умов експерименту CRRES це обмеження реалізується при швидкості дрейфу до 10 м/с.
У моделі генерації періодичної структури конденсованого компонента в початковій фазі інжекції (з виникненням хвиль світіння, рис. 2), основним припущенням є утворення такої структури в результаті взаємодії частинок конденсату з поздовжніми низькочастотними коливаннями, збудженими в газоподібній (частково іонізованій) хмарі, яке відбувається у перші 0.5 с після початку інжекції, до поділу газоподібного і конденсованого компонентів. В результаті взаємодії конденсованого компонента з такими коливаннями відбувається утворення хвилеподібної структури світіння, яка спостерігалася в експерименті. Задаючи початкові умови для великої кількості частинок (~103) і інтегруючи для кожної з них систему рівнянь руху:
 ,
 ,
 ,
(na - концентрація молекул залишкової атмосфери, u - відношення теплової швидкості молекул залишкової атмосфери va до V0, ma - маса молекул атмосфери,   = n0/nc,  =v0/V0.,  =V/V0 , R та M - радіус та маса частинок конденсату; m – маса молекул інжектованого газу), можна одержати профілі відносної концентрації частинок у даний момент часу в залежності від радіуса rі. З урахуванням рівняння, що описує звукові коливання газо-плазмового утворення в початковій фазі розльоту, після інтегрування було отримано профілі відносної концентрації частинок конденсату N(x,t) для різних параметрів експерименту (рис. 13).
Рис. 13. Профілі відносної концентрації частинок конденсату N(x,t) за даними моделювання умов формування хвильової структури в експерименті 14.10.83 р.
Отримано профілі для різних відношень маси молекул газоподібного компонента і частинок конденсату, проаналізовано залежності профілів відносної концентрації від температури інжектованої суміші. Обґрунтованість запропонованої моделі генерації хвиль світіння підтверджується також даними радіолокаційних спостережень на початковій фазі інжекції.
У розділі 5 розглянуто також розсіювання сонячного випромінювання в аерозольній хмарі на прикладах конкретних експериментів.
Розділ 6 містить результати моделювання динаміки високошвидкісних потоків нейтрального газу і плазми, інжектованих в іоносферу.
Модель гальмування повітряно-плазмового струменя в експериментах "Кумулюс". Процес гальмування високошвидкісного повітряно-плазмового струменя в ракетному експерименті супроводжується виникненням ударної хвилі і явищами збудження, дисоціації й іонізації як інжектованих молекул, так і молекул навколишньої атмосфери. Як показало моделювання, процеси pелаксації струменя досить добре описуються моделлю аеродинамічного гальмування в атмосфері.
Модель механізму світіння при інжекції газового струменя із супутника. Оскільки основним компонентом суміші є H2, спрощена схема реакцій, що обумовлюють випромінювання в 630.0-636.4 нм, може бути записана так:
H2 + O+ ? OH+ + H, k1 ˜ 2·10-9 см3/c
OH+ + e- ? H + O(3P, 1D, 1S), k2 ˜ 1·10-7 см3/c
O(1D) ? O(3P) + hн, A = 0,0091 с-1
де k1 і k2 - коефіцієнти швидкостей реакцій, A - коефіцієнт Ейнштейна для спонтанного переходу 1D ? 3P0, 3P1, 3P2 в атомі кисню.
З урахуванням вказаної вище схеми реакцій отримана формула для наближеної оцінки електронної концентрації Nе на осі струменя 1.6• 104 см-3 - це в кілька разів менше модельних значень Nе в незбуреній, неосвітленій Сонцем середньоширотній іоносфері на висоті 350 км в умовах рівнодення і F10.7 ˜ 96. За результатами експерименту можна зробити висновок, що інжекція молекул Н2 в іоносфері на висотах F-шару викликає утворення іоносфеpної діpи, електpонна концентpація в якій може бути в декілька pазів менше фонової (ефект дії плазмогасячої суміші).
Моделювання "скіддінгу" і початкової філаментації іонної хмари в супутниковому експерименті CRRES G-9 виконано в 2-D і 3-D варіантах. У першому випадку, на відміну від попередніх моделей “скіддінгу”, використані фонове електричне поле і модель неоднорідної іонізації. Внесок неоднорідної іонізації полягає в більш сильному продукуванні іонів на передньому боці хмари, що "розтягує" поляризаційний потенціал у напрямку руху і, з урахуванням інших ефектів, може привести до подрібнення іонної хмари, що спостерігалося в експерименті.
Рис. 14. Контури густини іонної хмари, що показують утворення іонного волокна в моделях: а) 2-D на 2-й секунді і б) 3-D на 3-й секунді після інжекції (експеримент G-9)
В другому, 3-D варіанті, розширена сукупність фізичних процесів, що беруть участь у чисельному експерименті, шляхом врахування концентрації нейтральних частинок іоносфери і включенням у модель струмів, які виникають при інжекції і які можуть генерувати магнітні поля, порівняні із зовнішнім полем. Обидві моделі показали відділення одного волокна (рис. 14).
Відокремлення волокон не відбувається, якщо розглядати однорідну іонізацію. У 3-D варіанті отримана більша відповідність експерименту просторових і часових характеристик подрібнення. В експерименті спостерігалося два волокна (рис. 6, ліворуч). Тому, ймовірно, має місце не відділення декількох волокон від головного згустку, а розпад одного волокна на декілька частин.
В розділі 7 розглянуто застосування узагальненого досвіду оптичних спостережень, набутого в активних експериментах, в умовах реалізації української програми антарктичних досліджень, особливості досліджень газо-плазмових утворень у високоширотній іоносфері і досліджень атмосфери в Антарктиці. Показана необхідність довготривалих фонових досліджень приполярної атмосфери та іоносфери на антарктичній станції Академік Вернадський. Розроблена та реалізована програма аналізу і візуалізації довгих рядів даних як елемента розвитку концепції “космічної погоди”. Обговорюються питання, пов'язані з довгоперіодичними змінами геомагнітного поля, обумовленими варіаціями параметрів нижньої атмосфери в Антарктиці.
Додаток А присвячений методиці проведення оптичних вимірювань в активних експериментах. У додатку Б наведено методики обробки результатів вимірювань штучних газо-плазмових утворень в іоносфері, методика оцінки концентрації частинок і розмірів іонної хмари, розвинуті і реалізовані в дисертації. У додатку В розглянуто проект активного експерименту з трасування іоносферної конвекції методом довгоживучих іонних хмар. Список активних експериментів в атмосфері, у яких брав участь автор дисертації, наведений в додатку Г.
ВИСНОВКИ
У роботі отримано експериментальні результати і розвинуто теоретичні моделі, що дозволяють розв'язати актуальні задачі оцінки впливу на іоносферу викидів речовини і плазми, досліджувати процеси відновлення параметрів середовища до незбуреного рівня, одержати і візуалізувати інформацію про процеси в іоносфері для розробки сучасної концепції “космічної погоди”. Розвинуто методологію і техніку діагностики навколоземного космічного простору.
Головні наукові і практичні результати роботи:
1. Розроблено наукову концепцію комплексного використання газо-плазмових утворень для вирішення проблеми діагностики навколоземного простору, моделювання фізичних процесів їхньої активної взаємодії з атмосферою Землі в рамках єдиного підходу, що об'єднує три головних напрямки: а) використання газо-плазмових утворень як маркерів для досліджень динаміки природних явищ у навколоземній плазмі; б) моделювання техногенного впливу ракетно-космічних систем на геокосмос; в) вивчення динаміки штучних та природних локалізованих плазмових неоднорідностей.
2. Вперше експериментально виявлено властивості взаємодії інжектованих речовин з іоносферною плазмою: а) розвиток поверхневих хвиль шару іонів на висоті F-області, б) надтонку стратифікацію іонного згустку, в) формування квазіперіодичної структури в початковій фазі еволюції барієвої хмари, г) поширення високошвидкісного фронту світіння при інжекції барію з орбітальними швидкостями.
3. Відкрито утворення довгоживучих (більше 14 годин) штучних локалізованих плазмових неоднорідностей в іоносфері, час існування яких більш ніж на порядок перевищує відомий раніше.
4. Розроблено теоретичні моделі розвитку виявлених особливостей тонкої структури штучних газо-плазмових утворень, що пояснюють їхню просторово-часову еволюцію в широкому діапазоні початкових параметрів:
- утворення надтонкої волокнистої структури при стратифікації барієвих іонних хмар;
- поведінки газо-плазмового утворення при інжекції з орбітальними швидкостями;
- поверхневої деформації іонізованого шару барію в F-області іоносфери внаслідок розвитку нестійкості Релея-Тейлора;
- звукових коливань газо-плазмової кулі, що генерують хвильові структури в початковій фазі інжекції.
5. Вперше запропоновано та реалізовано новий спосіб трасування іоносферної конвекції завдяки створенню довгоживучих іонних неоднорідностей.
6. Розроблено оригінальні багатопозиційний експериментальний комплекс та методики вимірювань, калібрування і обробки даних, що дозволили реконструювати повний “оптичний портрет” газо-плазмових утворень: (а) просторовий розподіл яскравості в динамічному діапазоні до 60 дБ, (б) спектральний розподіл енергії випромінювання в різних ділянках об'єкта; (в) динаміку енергетичних характеристик об'єкта; (г) абсолютне фотометричне калібрування зображення.
7. Розвинуто наукову програму досліджень верхньої атмосфери в Антарктиці на українській станції Академік Вернадський. Розроблено і реалізовано методики дистанційного зондування параметрів нейтральної й зарядженої компонент атмосферного газу, електромагнітних полів і оптичних емісій, оригінальні програми порівняльного аналізу та візуалізації довгих рядів вимірювань, як складових концепції “космічної погоди”.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Дума Д.П. Космический мусор – угроза безопасности космических полетов и экологии космического пространства // 6th Open Young Scientists' Conference on Astronomy and Space Physics. April 27-30. Kyiv. Ukraine. – Abstracts. – 1999. – P. 20-22.
2. Haerendel G., Lust R., Rieger E. Motion of artificial ion clouds in the upper atmosphere // Planet. Space Sci. – 1967. - V.15, No 1. - P.1.
3. Bernhardt P.A., Roussel-Dupre R.A., Pongratz M.B., Haerendel G., Valevzuela A., Gurnett D. and Anderson R.R. Observations and theory of the AMPTE barium releases // Journ. Geophys. Res. – 1987.- Vol. 92. - P. 5777.
4. Андреева Л.А., Мохов А.Н., Полосков С.Н., Танцова Г.Н. Определение скорости ветра и коэффициента диффузии с помощью ИСО // Геомагнетизм и аэрономия. – 1967. – Т. VІІ, № 1. - С.134-138.
5. Жулин И.А., Сагдеев Р.З. Активные эксперименты в ионосфере и магнитосфере // Вестник АН СССР.- 1975.- Т. 12. – С. 84-91.
6. Mendіllo M., Hawkіns G.S., Klobuchar J.A.. A large-scale hole іn the іonosphere caused by the launch of Skylab // Scіence. - 1975. - Vol. 187. - P. 343.
7. Николаев Н.В. Динамика плазменных облаков в ионосфере // Магнитосферные исследования. - 1990. - № 14. - С. 47-63.
8. Davіs T.N. Chemіcal releases іn the іonospherte // Rep. Prog. Phys. - 1979. - Vol. 42. - P. 1565-1604.
9. Wescott E.M. L = 1, 2.4 conjugate magnetіc fіeld lіne tracіng experіments wіth barіum charge // J. Geophys. Res. - 1974. - Vol. 79. - P. 159-166.
10. Филипп Н.Д., Ораевский В.Н., Блаунштейн Н.Ш., Ружин Ю.Я. Эволюция искусственных плазменных неоднородностей в ионосфере Земли. – Кишинев: "Штиинца", 1986. - 248с.
11. Mendіllo M. The effect of rocket launches on the іonosphere // Adv. Space. Res. - 1981. - Vol. 1. - P. 275.
12. Groves G.V. Initial expansion to ambient pressure of chemical explosive releases in the upper atmosphere. // J.Geophys.Res. - 1963. - Vol. 68. - P.3033-3047.
13. Блаунштейн Н.Ш., Цедилина Е.Е., Мирзаева Л.И., Мишин Е.В. Дрейфовое расплывание и стратификация неоднородностей в ионосфере при наличии электрического поля // Геомагнетизм и аэрономия. - 1990. - Т. 30. - С. 799.
14. Ивченко В.Н., Лазоренко П.Ф., Милиневский Г.П. Телевизионные наблюдения с широкоугольными объективами. // Пробл. косм. физики. – 1979. - Вып. 14. - С. 16-23.
15. Nesmyanovich A.T., Ivchenko V.N., Milinevsky G.P. Television system for observation of artificial aurora in the conjugate region during ARAKS Experiment. // Space. Sci. Instr. – 1978. – V. 4. – P. 251-252.
16. Stenbaek-Nielsen H.C., Wescott E.M., Haerendel G., Valenzuela A. Optical observations on the CRIT II critical ionization velocity experiment // Geophys. Res. Lett. – 1990.- Vol. 17. - P.1601-1604.
17. Jackman C.H., Concidine D.B., Fleming E.L. A global modeling study of solid rocket aluminum oxide emission effects on stratospheric ozone // Geophys. Res. Lett. - 1998. - Vol. 25, No. 6. - P. 907-910.
18. Евтушевский А.М., Ивченко В.Н., Кравченко В.А. и др. Оптический аппаратурный комплекс для исследований динамики ионосферы по наблюдениям искусственных облаков // Исследование динамических процессов в верхней атмосфере / Труды 5 Всес. сов., Обнинск, 19-22 ноября 1985 г. - М.: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 230-234.
19. Авдюшин С.И., Ветчинкин Н.В., Козлов С.И. и др. Программа "Активные эксперименты и антропогенные эффекты в ионосфере": организация, аппаратурно-методическое обеспечение, основные результаты исследований // Космические исследования. - 1993. - Т. 32, вып.1. – С. 3-25.
20. Bernhardt P.A. Probіng the magnetosphere usіng chemіcal releases from the Combіned Release and Radіatіon Effects Satellіte // Phys. Fluіds B. - 1992. - Vol. 4, No. 7. - P. 2249-2256.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Жулин И.А., Милиневский Г.П., Лоевский А.С., Мойся Р.И., Романовский Ю.А., Ружин Ю.Я., Скомаровский В.С. Экспериментальные исследования возмущения в ионосфере при кумулятивной инжекции паров бария// Космические исследования. - 1984. - Т.22, № 3. - С.406-412.
2. Ивченко В.Н., Кравченко В.А., Лапчук В.П., Милиневский Г.П. Многоканальные электрофотометры для регистрации свечения ночного неба // Вестник Киевск. ун-та. Астрономия. - Киев, Выща школа, 1985. - Вып. 27. - С. 82-87.
3. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Лившиц А.И., Милиневский Г.П., Романовский Ю.А., Хмиль С.В. Оптические эффекты на начальной стадии инжекции искусственного ионного облака // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. - Т. 26, № 5. - С. 762-766.
4. Дзюбенко Н.И., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П., Мишин Е.В., Телегин В.А. О "континууме" в излучении искусственного полярного сияния // Геомагнетизм и аэрономия. - 1986. - Т. 26, № 3. - С. 514-515.
5. Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Фотометрические профили авроральных дыр // Морфология и физика полярных сияний. – Апатиты: Кольский филиал АН СРСР. - 1988. – С. 28-32.
6. Хмиль С.В., Милиневский Г.П., Пишкало З.И., Евтушевский А.М. Определение концентрации ионов и размеров искусственного облака в ионосфере по фотометрическим данным // Вестник Киевск. ун-та. Астрономия. - Киев: Выща школа, 1989. - Вып. 31. - С. 74-79.
7. Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. Миграции аврорального зенита // Вестник Киевского ун-та. Астрономия. - Киев: Лыбидь, 1990. - Вып. 32. - С. 72-77.
8. Милиневский Г.П., Романовский Ю.А., Евтушевский А.М., Савченко В.А., Алпатов В.В., Гурвич А.В., Лившиц А.И. Оптические наблюдения в активных экспериментах по исследованию верхней атмосферы и ионосферы Земли // Космические исследования. - 1990. - Т. 28, вып. 3. - С. 418-429.
9. Євтушевський О.М., Міліневський Г.П., Романовський Ю.О., Савченко В.А. Спектральні дослідження штучних світних утворень в активних експериментах в іоносфері Землі (апаратура, методика, калібрування вимірів) // Вісник Київ. ун-ту. Фіз.-мат. науки. - 1992. - Вип. 6. С. 49-58.
10. Евтушевский А.М., Милиневский Г.П., Романовский Ю.А., Cавченко В.А. Стратификация бариевых облаков в ионосфере по телевизионным наблюдениям. // Космические исследования. - 1992. - Т.30, вып.3. - С.343-350.
11. Авдюшин С.И., Клюев О.Ф., Милиневский Г.П., Намазов С.А., Ораевский В.Н., Перес Х., Портнягин Ю.И., Романовский Ю.А., Ружин Ю.Я. Предварительные результаты исследований искусственных образований в ионосфере в экспериментах по проекту "CRRES" // Космические исследования. - 1993. - Т. 31, вып. 1. - С. 71-83.
12. Белоцерковский М.Б., Гурвич А.В., Евтушевский А.М., Киселев Ю.Н., Милиневский Г.П., Романовский Ю.А., Христофоров Б.Д., Фейгин В.М. Ионосферные эффекты при инжекции высокоскоростной кумулятивной воздушно-плазменной струи // Космические исследования. - 1993. - Т. 31, вып. 2. - С. 32-42.
13. Блаунштейн Н.Ш., Милиневский Г.П., Мишин Е.В., Савченко В.А. Формирование и развитие стратифицированной структуры в процессе эволюции плазменного облака в ионосфере Земли. // Геомагнетизм и аэрономия. - 1993. - Т.33, № 2. - С. 92-98.
14. Дзюбенко М.І., Євтушевський О.М., Кравченко В.О., Лапчук В.П., Міліневський Г.П., Романовський Ю.О. Фотометричні вимірювання світіння іоносфери при інжекції нейтрального газу // Вісник Київського ун-ту. Астрономія. - Київ, 1994. - № 33. - С. 101-105.
15. Kanіuka A.A., Mіlіnevsky G.P. Modellіng of plasma mіxture release іn the іonosphere // Вісник Київськ. ун-ту. Астрономія. - 1994. - Вип. 33. - С. 89-95.
16. Грицай З.І., Євтушевський О.М., Міліневський Г.П. Оптичні ефекти розділення ступенів при запусках багатоступінчастих ракет // Вісник Київського ун-ту. Астрономія. - Київ, 1997. - Вип. 34. - С. 125-130.
17. Милиневский Г.П. Научные исследования на украинской антарктической станции Академик Вернадский. // Радиофизика и радиоастрономия. - 1997.- T. 2, № 3. - С. 255-266.
18. Milinevsky G.P., Evtushevsky A.M., Kravchenko V.A., Gritsai Z.I. The high-speed initial expansion of the barium atomsand ions in the CRRES Caribbean releases // Вісник Київського ун-ту. Астрономія. - Київ, 2000. - Вип. 36. - С. 65-68.
19. Andreewa L.A., Ivchenko I.S., Milinevsky G.P., Rozhansky V.A., Ruzhin Yu.Ya., Skomarovsky V.S., Tsendin L.D. Dynamic of artificial plasma cloud in "Spolokh" experiment: cloud deformation // Planet. Space Sci. - 1984 - Vol.32, No 8. - P. 1045-1052.
20. Kashirin A.I., Milinevsky G.P., Kluev O.F. Artificial plasma cloud evolution in the low latitude ionosphere. // J. Atm. Terr. Phys. - 1993. - Vol. 55. - P. 193-195.
21. Milinevsky G.P., Kashirin A.I., Romanovsky Yu.A., Stenbaek-Nielsen H.C., Kelley M.C. Long-lived artificial ion clouds in the Earth's ionosphere // Geophys. Res.Lett. - 1993. - V. 20, No. 11. - P. 1019-1022.
22. Blaunstein N.Sh., Milinevsky G.P., SavchenkoV.A., Mishin E.V. Formation and development of striated structure during plasma cloud evolution in the Earth's ionosphere // Planet. Space Sci. - 1993. - Vol. 41, No 6. - P. 453-460.
23. Mіlіnevsky G.P., Alpatov V.V., Gurvіch A.V., Evtushevsky A.M., Peres J., Romanovsky Yu.A. Optіcal observatіons of artіfіcіal clouds іn the CRRES experіments // Adv. Space Res. - 1995. - Vol. 15, No. 12. - P. 131-134.
24. Namazov S.A., Romanovsky Yu.A., Milinevsky G.P. Evolution of an artificial ion cloud and simulated plasma instabilities in the equatorial ionosphere during active experiments on the CRRES satellite and geophysical rockets // Turkish J. Phys. – 1996. - Vol. 20, No. 12. - P. 1306-1319.
25. Zaitsev S.N., Milinevsky G.P., Evtushevsky A.M. Simulation of the initial evolution of the CRRES G-9 barium release in the ionosphere // J. Atm. Terr. Phys. - 1996. - Vol. 58, No. 16. - P. 1895-1901.
26. Gritsai Z.I., Evtushevsky A.M., Leonov N.A., Milinevsky G.P. Comparison of ground-based and TOMS-EP total ozone data for Antarctica and northern midlatitude stations (1996-1999) // Phys. Chem. Earth (B). - 2000. - Vol. 25, No. 5-6. - P. 459-461.
27. Способ определения ориентации магнитных силовых линий на высотах ионосферы планет: А.с. 1492939 СССР, МКИ3 G 01 J 1/10. / Дзюбенко Н.И., Евтушевский А.М., Ивченко В.Н., Милиневский Г.П. (СССР) - 1989. - № 4042571/21; Заявлено 25.03.1986; Зарегистрировано 8.03.1989.
28. Способ измерения яркости искусственных протяженных светящихся образований в ионосфере: А.с. 1758447 СССР, МКИ3 G 01 J 1/10. / Евтушевский А.М., Милиневский Г.П. (СССР). - № 4758010/25; Заявлено 8.08.89; Опубл. 30.08.92, Бюл. N 32. - 4 с.
29. Пат. 17856А України, МПК5 G 01 J 1/10. Спосіб калібрування яскравості протяжних заатмосферних об'єктів / Євтушевський О.М., Міліневський Г.П., Кравченко В.О. (Україна).- № 94042123; Заявл. 4.04.94; Опубл. 31.10.97, Бюл. N 5. - 4 с.
30. Evtushevsky A.M., Milinevsky G.P., Kravchenko V.A., Chernouss S.A., Romanovsky Yu.A., Savchenko V.A. Geophysical research in the upper atmosphere by optical diagnostic devices complex // Abstracts of the 19th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods, Kiruna, Sweden, August 10-14, 1992. - P. 108.
31. Грицай З.И., Евтушевский А.М., Милиневский Г.П., Зайцев С.Н., Каширин А.И., Романовский Ю.А. Динамика филаментации бариевых ионных облаков в ионосфере // Proceedіngs of the Іnternatіonal Semіnar on Space Plasma Physіcs (6-10 June 1993, Kіev, Ukraіne). - Kіev, 1994. - P. 117-125.
32. Evtushevsky A.M., Milinevsky G.P., Zaitsev S.N. The 3-D simulation of the initial ion cloud filamentation observed in the CRRES barium releases // Abstracts of the 22nd European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods, Finland, Nurmijarvi, 28.08-1.09.1995. - P. G-9.
33. Kravchenko V.A., Milinevsky G.P., Suprunenko A.A., Evtushevsky A.M., Leonov N.A., The search of the long-term oscillations in the geomagnetic field and ozone data from antarctic station Akademik Vernadsky // Proceedings of International Symposium "From solar corona into Earth's magnetosphere: Interball", February 1-4, Kyiv, 2000. - P. 149-152.
34. Ivanov I.I., Kolomiets G.I., Milinevsky G.P., Musatenko S.I. Dynamic spectra of atmospherics obtained at Academic Vernadsky station // Abstracts of the First Ukrainian Antarctic Meeting, Kyiv, 4-7 June, 2001. - P. 59.
АНОТАЦІЇ
Міліневський Г.П. Взаємодія штучних газо-плазмових утворень з атмосферою Землі. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. - Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, Харків, 2001.
Розроблено наукову концепцію комплексного використання газо-плазмових утворень для розв'язання задач діагностики навколоземного простору, моделювання фізичних процесів активної взаємодії нейтральних потоків газу і плазми з атмосферою Землі в рамках єдиного підходу, що об'єднує три головних напрямки використання газо-плазмових утворень: 1) як маркерів для досліджень динаміки природних процесів у навколоземній плазмі; 2) для моделювання процесів формування та релаксації штучних і природних неоднорідностей; б) для моделювання техногенних впливів на середовище, що виникають при використанні ракетно-космічних систем. Вивчено сукупність вперше виявлених властивостей взаємодії інжектованої речовини з іоносферною плазмою та дано їх теоретичне пояснення в розроблених фізичних моделях. Відкрито довгоживучі (більше 14 годин) штучні локалізовані плазмові неоднорідності в іоносфері і запропоновано принципово новий спосіб трасування іоносферної конвекції шляхом створення довгоживучих іонних хмар. Результати можуть використовуватись під час розробки наукової концепції "космічної погоди".
Ключові слова: іоносфера, газо-плазмові утворення, активні експерименти, навколоземна плазма, довгоживучі іонні хмари, стратифікація, оптичні дослідження, числове моделювання.
Милиневский Г.П. Взаимодействие искусственных газо-плазменных образований с атмосферой Земли. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, Харьков, 2001.
Разработана научная концепция комплексного использования газо-плазменных образований для решения задач диагностики околоземного пространства, моделирования физических процессов активного взаимодействия нейтральных потоков газа и плазмы с атмосферой Земли в рамках единого подхода, который объединяет три главных направления исследований: 1) использование газо-плазменных образований в качестве маркеров для исследований динамики естественных процессов в околоземной плазме; 2) моделирование процессов формирования и релаксации искусственных и естественных газо-плазменных образований; б) моделирование техногенных воздействий на среду, возникающих в процессе освоения околоземного пространства и использования ракетно-космических систем.
Впервые экспериментально выявлены процессы и изучены свойства взаимодействия инжектированных веществ с ионосферной плазмой: а) развитие поверхностных волн в ионном слое на высоте F-области, б) сверхтонкая стратификация ионного сгустка, в) формирование квазипериодической структуры в начальной фазе эволюции бариевого облака, г) распространение высокоскоростного фронта свечения при инжекции бария с орбитальными скоростями.
Экспериментально выявлены долгоживущие (больше 14 часов) искусственные локализованные плазменные неоднородности в ионосфере. Явление открывает новое свойство – значительную продолжительность существования искусственных ионизированных образований в ионосфере, которая более чем на порядок превышает известное раньше характерное время жизни таких объектов. Предложен принципиально новый способ трассирования ионосферной конвекции путем создания долгоживущих ионных неоднородностей методом инжекции бариевых облаков.
Разработаны физические модели развития впервые выявленных особенностей тонкой структуры искусственных газо-плазменных образований и теоретически объяснена совокупность не исследованных прежде динамических процессов их эволюции в широком диапазоне начальных параметров, пространственных и временных масштабов:
- образование сверхтонкой волокнистой структуры при стратификации бариевых ионных облаков в модели, учитывающей инерцию и диффузию ионов;
- эволюция газо-плазменного образования при инжекции с орбитальными скоростями в модели с неоднородной ионизацией нейтрального облака и с учетом токов, развивающихся в его плазменной компоненте;
- поверхностной деформации ионизированного слоя бария в F-области ионосферы вследствие развития неустойчивости Релея-Тейлора;
- генерация волновой структуры в начальной фазе инжекции как следствие возбуждения продольных низкочастотных колебаний в плазме искусственного облака.
Экспериментальные данные получены с помощью разработанного уникального многопозиционного комплекса аппаратуры и оригинальных методик измерений, калибровки и обработки данных, позволяющих построить полный оптический портрет газо-плазменных образований: (а) пространственное распределение яркости в динамическом диапазоне до 60 дБ, (б) спектральное распределение энергии излучения в разных участках поверхности объекта; (в) динамику энергетических характеристик объекта; (г) абсолютную фотометрическую калибровку изображения.
Детально рассмотрены методики обработки результатов наблюдений газо-плазменных образований, выполненных с использованием аппаратуры многопозиционного диагностического комплекса аппаратуры. Обсуждаются особенности спектрального состава излучения искусственных облаков, которые использованы для изучения радиационно-газодинамических процессов при образовании газо-плазменных образований. Представлены данные по яркостным параметрам светящихся облаков различного типа и проведено их сопоставление с модельными расчетами рассеяния солнечного излучения на компонентах облаков.
Апробация результатов полученных в диссертации подтверждена цитированием в современной научной периодике, включением в ряд монографий, заказных обзорных докладов, выдачей соискателю двух авторских свидетельств на изобретение. Результаты работы использованы в ряде крупнейших международных проектов с активными экспериментами, являются основой для развития ряда направлений украинских исследований в Антарктике, могут применяться при разработке концепции "космической погоды".
Ключевые слова: ионосфера, газо-плазменные образования, активные эксперименты, околоземная плазма, долгоживущие ионные облака, стратификация, оптические исследования, численное моделирование.
Milinevsky G.P. Interaction of artificial gas-plasma formations with the Earth atmosphere. - Manuscript.
Thesis for a doctor degree in physics and mathematics on speciality 04.00.22 - geophysics. – Usikov's Institute for Radiophysics and Electronics NAS of Ukraine, Kharkiv, 2001.
The scientific concept of complex usage of gas-plasmas formations for the near-earth space diagnostics, for simulation of physical interaction processes of chemical and plasma releases with the Earth's atmosphere within the framework of the unified approach which combines three fields of the gas-plasmas formations using: 1) to mark the dynamics of natural processes in near-earth plasma; 2) to simulate the development and relaxation processes of artificial and natural gas-plasmas formations; 3) to simulate the technical impact to the space environment by space-rocket systems are discussed. The experimentally detected processes of chemical releases interaction with atmosphere and their properties are studied. The long-lived barium ion clouds with lifetime of more than 14 hours are discovered. The simulation of the number inhomogeneous relaxation processes in the atmosphere was undertaken. The application of long-lived barium ion clouds to study of ionosphere convection is developed. The results of work could be applied in the space weather program and were used in Ukrainian Antarctic researches.
Key words: ionosphere, gas-plasma formations, active experiments, chemical releases, space plasma, long-lived ion clouds, striations, optic observations, and numerical simulation.
| 
