基于二维和三维解析模型的弓激波位置快速预测-估计器：在火星及 MAVEN 任务中的应用
空间物理
2022-03-01 v2 等离子体物理
摘要
我们提出了快速算法，利用现有的二维(2D)和三维(3D)激波面解析模型，从航天器数据中自动估计弓激波的统计位置。我们推导了2D和3D中的 standoff 距离表达式，以及弓激波上任意给定点处的法向量表达式。我们构建了两种简单的弓激波检测算法：一种仅基于现有模型的几何预测器，另一种使用该预测位置并借助许多行星任务中搭载的磁力计数据进一步精化。这两种经验技术适用于任何具有明确激波结构的行星环境。应用于火星环境和 NASA/MAVEN 任务时，预测的激波位置平均在弓激波穿越点的 0.15 个行星半径 范围内。使用预测-校正算法，该估计进一步精化到真实穿越点（约 0.05 ）的几分钟范围内。在2014年至2021年间，我们检测到14,929次清晰的弓激波穿越，主要为准垂直穿越。借助2D圆锥和3D二次拟合，我们研究了激波面相对于火星年(MY)、太阳经度(Ls)和太阳EUV通量水平的变化。尽管在 Y 和 Z 火星太阳轨道坐标中的不对称性平均较小，但我们表明，对于 MY32 和 MY35，Ls = [135-225] 以及高太阳通量情况，这种不对称性可能变得尤为明显，并叠加在部分由地壳磁场存在引起的通常南北不对称性之上。
引用
@article{arxiv.2109.04366,
title = {A fast bow shock location predictor-estimator from 2D and 3D analytical models: Application to Mars and the MAVEN mission},
author = {C. Simon Wedlund and M. Volwerk and A. Beth and C. Mazelle and C. Möstl and J. Halekas and J. Gruesbeck and D. Rojas-Castillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.04366},
year = {2022}
}
备注
55 pages, 10 figures, 5 tables