Solar-Terrestrial Physics Solar-Terrestrial Physics Солнечно-земная физика / Solnechno-Zemnaya Fizika / Solar-Terrestrial Physics 2712-9640 103604 10.12737/szf-113202515 15-я Российско-Китайская конференция по космической погоде, 9 - 13 сентября 2024 г., Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия The 15th Russian-Chinese Workshop on Space Weather, September 9–13, 2024, Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS, Irkutsk, Russia 15-я Российско-Китайская конференция по космической погоде, 9 - 13 сентября 2024 г., Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия Monitoring of space weather effects with Sozvezdie-270 nanosatellite constellation of Moscow University Мониторинг явлений космической погоды с использованием группировки наноспутников «Созвездие-270» Московского университета Богомолов Андрей Владимирович Bogomolov Andrey Vladimirovich aabboogg@srd.sinp.msu.ru Богомолов Виталий Владимирович Bogomolov Vitaliy Vladimirovich bogovit@rambler.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Июдин Анатолий Федорович Iyudin Anatoliy Fedorovich aiyudin@srd.sinp.msu.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Калегаев Владимир Владимирович Kalegaev Vladimir Vladimirovich klg@dec1.sinp.msu.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Мягкова Ирина Николаевна Myagkova Irina Nikolaevna

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Оседло Владислав Ильич Osedlo Vladislav Ilyich osedlo@mail.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Свертилов Сергей Игоревич Svertilov Sergey Igorevich sis@coronas.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Яшин Иван Васильевич Yashin Ivan Vasilyevich ivn@eas.sinp.msu.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Москва Россия D.V. Skobeltsyn Scientific Research Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University, D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics Moscow Russian Federation 22 09 2025 22 09 2025 11 3 137 148 28 02 2025 12 05 2025 https://naukaru.ru/en/nauka/article/103604/view

В настоящее время реализуется космический проект «Созвездие-270» Московского университета. Он подразумевает развертывание группировки наноспутников формата кубсат. К настоящему времени запущено 20 спутников, 9 из них продолжают функционировать на околоземной орбите, в ближайшее время будет запущен еще один. Специально для использования в экспериментах на борту малых космических аппаратов формата кубсат разработаны приборы, обеспечивающие измерения потоков и спектров заряженных частиц, — в первую очередь, электронов релятивистских и субрелятивистских энергий, а также гамма-квантов. Наряду с космической группировкой создается сеть наземных приемных станций. Многоспутниковая группировка дает ряд преимуществ при изучении динамических процессов в околоземном космическом пространстве. В частности, она позволяет проводить одновременные измерения потоков заряженных частиц с использованием однотипных приборов в разных точках околоземного космического пространства. Такие измерения дают уникальную информацию о потоке субрелятивистских электронов, включая изменения, обусловленные высыпаниями электронов, что имеет большое значение для понимания механизмов ускорения и потерь захваченных и квазизахваченных электронов радиационных поясов Земли (РПЗ). Обсуждаются различные недавние проявления космической погоды, связанные с повышенной вспышечной активностью Солнца. Среди таких эффектов — заполнение полярных шапок частицами солнечных космических лучей, динамические процессы во внешнем РПЗ во время магнитных бурь, быстрые изменения потоков электронов из-за высыпаний.

The space project Sozvezdie-270 of Moscow University is in progress now. It involves the deployment of a CubeSat nanosatellites constellation. To the present, 20 satellites have been launched, 9 of them continue to function in near-Earth orbit; one more will be launched in the near future. Instruments were developed specifically for the experiments on board small spacecraft of the CubeSat format, which provide measurements of fluxes and spectrum of charged particles, primarily electrons of relativistic and sub-relativistic energies, as well as gamma quanta. Along with the space constellation, a network of ground receiving stations is also being created. A multi-satellite constellation gives a number of advantages in studying dynamic processes in near-Earth space. In particular, it makes it possible to carry out simultaneous measurements of charged particle fluxes with instruments of the same type at different points in near-Earth space. Such measurements provide unique information about the flux of sub-relativistic electrons, including variations due to precipitation of electrons, which is of great importance for understanding the mechanisms of acceleration and losses of trapped and quasi-trapped electrons in Earth’s radiation belts (ERB). We discuss various recent space weather manifestations associated with increased solar flare activity. Among such effects is the filling of the polar caps with particles of solar cosmic rays, dynamic processes in outer ERB during magnetic storms, rapid variations in electron fluxes due to precipitation.We discuss various recent space weather manifestations associated with increased solar flare activity. Among such effects is the filling of the polar caps with particles of solar cosmic rays, dynamic processes in outer ERB during magnetic storms, rapid variations in electron fluxes due to precipitation. We discuss various recent space weather manifestations associated with increased solar flare activity. Among such effects is the filling of the polar caps with particles of solar cosmic rays, dynamic processes in outer ERB during magnetic storms, rapid variations in electron fluxes due to precipitation.

 космическая погода радиационные пояса Земли солнечные космические лучи наноспутники кубсат space weather Earth’s radiation belts solar cosmic rays nanosatellites CubeSat Работа выполнена при поддержке научно-образовательной школы Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова «Фундаментальные и прикладные исследования космоса», проект № 24-Ш01-05 «Созвездие 270», а также в рамках государственного задания МГУ им. М.В. Ломоносова The work was financially supported by Research and Educational School of M.V. Lomonosov Moscow State University "Fundamental and Applied Space Research", project No. 24-Sh01-05 Sozvezdie-270. It was carried out under Government assignment of M.V. Lomonosov Moscow State University

Белов А.В., Виллорези Дж., Дорман Л.И. и др. Влияние космической среды на функционирование искусственных спутников Земли. Геомагнетизм и аэрономия. 2004, т. 44, № 4, с. 502–510. Baker D.N. Satellite anomalies due to space storms. Space Storms and Space Weather Hazards. 2001, vol. 38. Springer, Dordrecht. DOI: 10.1007/978-94-010-0983-6_11. Богомолов А.В., Денисов Ю.И., Колесов Г.Я. и др. Потоки квазизахваченных электронов с энергиями >0.08 МэВ в околоземном пространстве на дрейфовых оболочках L<2. Космические исследования. 2005, т. 43, № 5, с. 323–329. Bashkirov V.F., Denisov Y.I., Gotselyuk Y.V., et al. Trapped and quasi-trapped radiation observed by “CORONAS-I” satellite. Radiation Measurements. 1999, vol. 30, no. 5, pp. 537–546. Богомолов В.В., Богомолов А.В., Дементьев Ю.Н. и др. Первый опыт мониторинга космической радиации в мультиспутниковом эксперименте Московского университета в рамках проекта «Универсат-СОКРАТ». Вестник Московского университета. Сер. 3: Физика, астрономия. 2020, т. 73, № 6, с. 135–141. Belov A.V., Villoresi J., Dorman L.I., M.I. et al. Effect of the space on operation of satellites. Geomagnetism and Aeronomy. 2004, vol. 44, no. 4, pp. 461–468. Вернов С.Н., Григоров Н.Л., Логачев Ю.И., Чудаков А.Е. Измерения космического излучения на искусственном спутнике Земли. Доклады Академии наук. 1958, т. 120, № 6, с. 1231–1233. Bogomolov A.V., Denisov Y.I., Kolesov G.Y., et al. Fluxes of quasi-trapped electrons with energies >0.08 MeV in the near-earth space on drift shells L<2. Cosmic Res. 2005, vol. 43, no. 5, pp. 307–313. Дорман Л.И., Мирошниченко Л.И. Солнечные космические лучи. М.: Наука, 1968, 468 с. Bogomolov V.V., Bogomolov A.V., Dement’ev Yu.N., Eremeev V.E., et al. A first experience of space radiation monitoring in the multi-satellite experiment of Moscow University in the framework of the Universat-SOCRAT project. Moscow University Physics Bulletin. 2020, vol. 73, no. 6, pp. 676–683. DOI: 10.3103/S0027134920060089. Кузнецов С.Н., Мягкова И.Н. Потоки квазизахваченных частиц над радиационными поясами Земли. Геомагнетизм и аэрономия, 2001, т. 41, № 1, c. 12–15. Caspi A., Barthelemy M., Bussy-Virat C.D., et al. Small satellite mission concepts for space weather research and as pathfinders for operations. Space Weather, 2022, vol. 20, iss. 2, e2020SW002554. DOI: 10.1029/2020SW002554. Кузнецов С.Н., Богомолов А.В., Денисов Ю.И. и др. Солнечная вспышка 4 ноября 2001 г. и ее проявления в энергичных частицах по данным ИСЗ «Коронас-Ф». Астрономический вестник. Исследования солнечной системы. 2003, т. 37, № 2, с. 137–143. DOI: 10.1023/A:1023384425209. Cole D.G. Space weather: Its effects and predictability. Space Sci. Rev. 2003, vol. 107, pp. 295‒302. DOI: 10.1023/A:1025500513499. Кузнецов Н.В., Ныммик Р.А., Панасюк М.И. Попова Е. Действующие модели потоков заряженных частиц космического пространства и новые экспериментальные данные. Вопросы атомной науки и техники. Сер.: физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2014, № 1, с. 44–48. Daglis I.A. Space Storms and Space Weather Hazards. Kluwer, Dordrecht, Boston, 2001. DOI: 10.1007/978-94-010-0983-6. Мягкова И.Н., Богомолов А.В., Еремеев В.Е. и др. Динамика радиационной обстановки в околоземном пространстве в сентябре–ноябре 2020 г. по данным спутников «Метеор-М» и «Электро-Л». Космические исследования. 2021, т. 59, № 6, с. 460–472. DOI: 10.31857/S0023420621060078. Dorman L.I., Miroshnichenko L.I. Solar Cosmic Rays. Moscow: Nauka, 1968, 468 p. (In Russian). Новиков Л.С., Воронина Е.Н. Взаимодействие космических аппаратов с окружающей средой. М.: КДУ, 2021. Ginet G.P., O’Brien T.P., Huston S.L. AE9, AP9 and SPM: New models for specifying the trapped energetic particle and space plasma environment. Space Sci. Rev. 2013, vol. 179, pp. 579–615 DOI: 10.1007/s11214-013-9964y. Панасюк М.И., Свертилов С.И., Богомолов В.В. и др. Эксперимент на спутнике «Вернов»: транзиентные энергичные процессы в атмосфере и магнитосфере Земли. Ч. 1. Описание эксперимента. Космические исследования. 2016a, т. 54, № 4, с. 277–285. DOI: 10.7868/S002342061604004X. Iucci N., Levitin A., Belov E., Eroshenko E.A. Space weather conditions and spacecraft anomalies in different orbits. Space Weather. 2005, vol. 3, S01001. DOI: 10.1029/2003SW000056. Панасюк М.И., Свертилов С.И., Богомолов В.В. и др. Эксперимент на спутнике «Вернов»: транзиентные энергичные процессы в атмосфере и магнитосфере Земли. Ч. 2. Первые результаты. Космические исследования. 2016б, т. 54, № 5, с. 369–376. DOI: 10.7868/S0023420616050071. Kudela K. Space weather near Earth and energetic particles: selected results. Journal of Physics: Conf. Series. 2013, vol. 409, iss. 1, article id. 012017. DOI: 10.1088/1742-6596/409/1/012017. Романова Н.В., Пилипенко В.А., Ягова Н.В. и др. Статистическая связь частоты сбоев на геостационарных спутниках с потоками энергичных электронов и протонов. Космические исследования. 2005, т. 43, № 3, с. 186–193. Kuznetsov S.N., Myagkova I.N. Fluxes of quasi-trapped particles under the Earth's radiation belts. Geomagnetism and Aeronomy. 2001, vol. 41, no. 1, pp. 10–13. Садовничий В.А., Панасюк М.И., Яшин И.В. и др. Исследования космической среды на микроспутниках «Университетский—Татьяна» и «Университетский—Татьяна-2». Астрономический вестник. Исследования солнечной системы. 2011, т. 45, № 1, с. 5–31. Kuznetsov S.N., Myagkova I.N. Quasi-trapped electron fluxes (>0.5 MeV) under the radiation belts: analysis of their connection with geomagnetic indices. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002, vol. 64, no. 5-6. pp. 601–605. Baker D.N. Satellite Anomalies due to space storms. Space Storms and Space Weather Hazards. 2001, vol. 38. Springer, Dordrecht. DOI: 10.1007/978-94-010-0983-6_11. Kuznetsov S.N., Bogomolov A.V., Denisov Y.I., et al. The solar flare of November 4, 2001, and its manifestations in energetic particles from CORONAS-F data. Solar System Res. 2003, vol. 37, pp. 121–127. DOI: 10.1023/A:1023384425209. Bashkirov V.F., Denisov Y.I., Gotselyuk Y.V., et al. Trapped and quasi-trapped radiation observed by “CORONAS-I” satellite. Radiation Measurements. 1999, vol. 30, no. 5, pp. 537–546. Kuznetsov N.V., Nymmik R.A., Panasyuk M.I., Popova E. Working model of flows of space charged particles and new experimental data. Voprosy atomnoi nauki i tekhniki [Problems of Atomic Science and Technology. Ser. Physics of Radiation Effects…] 2014, no. 1, pp. 44–48. (In Russian). Caspi A., Barthelemy M., Bussy-Virat C.D., et al. Small satellite mission concepts for space weather research and as pathfinders for operations. Space Weather, 2022, vol. 20, iss. 2, e2020SW002554. DOI: 10.1029/2020SW002554. Lundstedt H. The Sun, space weather and GIC effects in Sweden. Adv. Space Res. 2006, vol. 37, no. 6, pp. 1182–1191. DOI: 10.1016/j.asr.2005.10.023. Cole D.G. Space weather: Its effects and predictability. Space Sci. Rev. 2003, vol. 107, pp. 295‒302. DOI: 10.1023/A:1025500513499. McGranaghan R.M., Camporeale E., Georgoulis M., Anastasiadis A. Space weather research in the digital age and across the full data lifecycle: Introduction to the topical issue. J. Space Weather and Space Climate. 2021, vol. 11, p. 50. DOI: 10.1051/swsc/2021037. Daglis I.A. Space Storms and Space Weather Hazards. Kluwer, Dordrecht, Boston, 2001. DOI: 10.1007/978-94-010-0983-6. Myagkova I.N., Bogomolov A.V., Eremeev V.E., et al. Dynamics of the Radiation Environment in the Near-Earth space in September–November 2020 according to the Meteor-M and Electro-L Satellite Data. Cosmic Res. 2021, vol. 59, iss. 6, pp. 433–445. DOI: 10.1134/S0010952521060071. Ginet G.P., O’Brien T.P., Huston S.L. AE9, AP9 and SPM: New models for specifying the trapped energetic particle and space plasma environment. Space Sci. Rev. 2013, vol. 179, pp. 579–615 DOI: 10.1007/s11214-013-9964y. Nagata K., Kohno T., Murakami H., Nakamoto A., Hasebe N., Kikuchi J., Doke T. Electron (0.19–3.2 MeV) and proton (0.58–35 MeV) precipitations observed by OHZORA satellite at low latitude zones L=1.6–1.8. Planet. Space Sci. 1988, vol. 36, pp. 591–606. Iucci N., Levitin A., Belov E., Eroshenko E.A. Space weather conditions and spacecraft anomalies in different orbits. Space Weather. 2005, vol. 3, S01001. DOI: 10.1029/ 2003SW000056. Novikov L.S., Voronina E.N. Interaction of spacecraft with the environment. Moscow: KDU, 2021. Kudela K. Space weather near Earth and energetic particles: selected results. Journal of Physics: Conf. Series. 2013, vol. 409, iss. 1, article id. 012017. DOI: 10.1088/1742-6596/409/1/012017. Panasyuk M.I., Svertilov S.I., Bogomolov V.V., et al. Experiment on the Vernov satellite: Transient energetic processes in the Earth atmosphere and magnetosphere. Pt 1. Description of the experiment. Cosmic Res. 2016a, vol. 54, no. 4, pp. 261–269. DOI: 10.1134/S0010952516040043. Kuznetsov S.N., Myagkova I.N. Quasi-trapped electron fluxes (>0.5 MeV) under the radiation belts: analysis of their connection with geomagnetic indices. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002, vol. 64, no. 5-6. pp. 601–605. Panasyuk M.I., Svertilov S.I., Bogomolov V.V., et al. Experiment on-the Vernov satellite: Transient energetic processes in the Earth atmosphere and magnetosphere. Pt 2. First results. Cosmic Res. 2016b, vol. 54, no. 5, pp. 343–350. DOI: 10.1134/S0010952516050051. Lundstedt H. The Sun, space weather and GIC effects in Sweden. Adv. Space Res. 2006, vol. 37, no. 6, pp. 1182–1191. DOI: 10.1016/j.asr.2005.10.023. Potapov A., Ryzhakova L., Tsegmed B. A new approach to predict and estimate enhancements of “killer” electron flux at geosynchronous orbit. Acta Astronaut. 2016, vol. 126, pp. 47–51. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.04.017. McGranaghan R.M., Camporeale E., Georgoulis M., Anastasiadis A. Space weather research in the digital age and across the full data lifecycle: Introduction to the topical issue. J. Space Weather and Space Climate. 2021, vol. 11, p. 50. DOI: 10.1051/swsc/2021037. Romanova N.V., Pilipenko V.A., Yagova N.V., et al. Statistical correlation of the rate of failures on geosynchronous satellites with fluxes of energetic electrons and protons. Cosmic Res. 2005, vol. 43, pp. 179–185. DOI: 10.1007/s10604-005-0032-6. Nagata K., Kohno T., Murakami H., et al. Electron (0.19–3.2 MeV) and proton (0.58–35 MeV) precipitations observed by OHZORA satellite at low latitude zones L=1.6–1.8. Planet. Space Sci. 1988, vol. 36, pp. 591–606. Sadovnichii V.A., Panasyuk M.I., Yashin I.V., et al. Investigations of the space environment aboard the Universitetsky-Tat’yana and Universitetsky—Tat’yana-2 microsatellites. Solar System Res. 2011, vol. 45, no. 1, pp. 3–29. Potapov A., Ryzhakova L., Tsegmed B. A new approach to predict and estimate enhancements of “killer” electron flux at geosynchronous orbit. Acta Astronaut. 2016, vol. 126, pp. 47–51. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.04.017. Sadovnichii V.A., Panasyuk M.I., Amelyushkin A.M., et al. “Lomonosov” satellite — space observatory to study extreme phenomena in space. Space Sci. Rev. 2017, vol. 212, no. 3-4. pp. 1705–1738. DOI: 10.1007/s11214-017-0425-x. Sadovnichii V.A., Panasyuk M.I., Amelyushkin A.M., et al. “Lomonosov” satellite — space observatory to study extreme phenomena in space. Space Sci. Rev. 2017, vol. 212, no. 3-4, pp. 1705–1738. Schrijver C.J., Kauristie K., Aylward A.D., et al. Understanding space weather to shield society: A global road map 772 for 2015–2025 commissioned by COSPAR and ILWS. Adv. Space Res. 2015, vol. 55, pp. 2745‒2807. DOI: 10.1016/j.asr.2015.03.023. Schrijver C.J., Kauristie K., Aylward A.D., et al. Understanding space weather to shield society: A global road map 772 for 2015–2025 commissioned by COSPAR and ILWS. Adv. Space Res. 2015, vol. 55, pp. 2745‒2807. DOI: 10.1016/j.asr.2015.03.023. Vernov S.N., Grigorov N.L., Logachev YU.I., Chudakov A.Ye. Changes in cosmic radiation on an artificial Earth satellite. Doklady Akademii Nauk. 1958, vol. 120, no. 6, pp. 1231–1233. (In Russian). Wei F., Feng X., Guo J.S., et al. Space weather research in China. Adv. in Space Environment Res. Springer, Dordrecht. 2003, pp. 327–334. DOI: 10.1007/978-94-007-1069-6_31. Wei F., Feng X., Guo J.S., Fan, Q., Wu, J. Space weather research in China. Adv. in Space Environment Res. Springer, Dordrecht. 2003, pp. 327–334. DOI: 10.1007/978-94-007-1069-6_31. Wilkinson P. Space weather studies in Australia. Space Weather: The Intern. J. Research and Applications. 2009, vol. 7, S06002. DOI: 10.1029/2009SW000485. Wilkinson P. Space weather studies in Australia. Space Weather: The Intern. J. Research and Applications. 2009, vol. 7, S06002. DOI: 10.1029/2009SW000485. URL: https://swx.sinp.msu.ru/tools/davisat.php (дата обращения 22 июля 2025 г.). URL: https://swx.sinp.msu.ru/tools/davisat.php/ (accessed July, 22, 2025).