Solar wind influence on terrestrial planets' upper atmospheres: unveiling their close interaction

太阳风对类地行星高层大气的影响：揭示它们的密切相互作用

基本信息

批准号：
ST/V004115/1
负责人：
Beatriz Sanchez - Cano
金额：
$ 67.12万
依托单位：
University of Leicester
依托单位国家：
英国
项目类别：
Fellowship
财政年份：
2021
资助国家：
英国
起止时间：
2021 至无数据
项目状态：
未结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=ST%2FV004115%2F1
关键词：
Solar wind influence terrestrial planets

项目摘要

Mars and Earth are the only planets in our Solar System that we know host liquid water and are in the habitable zone of the Sun. Comparisons between them, and with other terrestrial planets (i.e. Venus and Mercury), allows us to investigate the requirements for the habitability of a system. However, a critical aspect that determines the actual habitability of a planet is, in fact, its interaction with the solar wind, as it controls atmospheric escape (e.g. Mars' dehydration over time), energy dissipation (such as auroral processes and radio signal absorption), and shields/favours space radiation to reach the surface of a planet. I propose an ambitious and pioneering comparative planetology study in the inner Solar System (i.e. Mars, Earth and Venus) to investigate the response of upper atmospheres to solar wind and Space Weather activity. My investigation takes advantage of the very first opportunity in which three spacecraft are travelling within the barely unexplored inner heliosphere (BepiColombo, Solar Orbiter and Parker Solar Probe), and of the ongoing large upper atmosphere exploration of Earth, Mars, and in lesser extent Venus. It will characterise (1) in-situ solar wind and solar storms evolution, and (2) the dynamic response of the upper atmospheres. The project is equally based on numerical modelling and data analysis.My proposal is an original multidisciplinary investigation that links the Heliophysics and Planetary Science fields, transferring knowledge of the evolution of upper atmospheres from one planet to another. As a result, my work will advance our understanding of habitability in the Solar System, as well as will help inform robotic exploration and eventually human exploration of the Solar System.

火星和地球是太阳系中唯一已知拥有液态水且位于太阳宜居带的行星。它们之间以及与其他类地行星（即金星和水星）的比较使我们能够研究系统宜居性的要求。然而，决定行星实际宜居性的一个关键方面实际上是它与太阳风的相互作用，因为它控制大气逃逸（例如火星随着时间的推移脱水）、能量耗散（例如极光过程和无线电信号吸收）），并屏蔽/有利于空间辐射到达行星表面。我提议在内太阳系（即火星、地球和金星）进行一项雄心勃勃且开创性的比较行星学研究，以研究高层大气对太阳风和空间天气活动的反应。我的调查利用了第一次机会，其中三艘航天器在几乎未被探索的内日光层（BepiColombo、太阳轨道飞行器和帕克太阳探测器）内旅行，以及正在进行的对地球、火星和较小范围的金星的大型高层大气探索。它将表征（1）现场太阳风和太阳风暴的演化，以及（2）高层大气的动态响应。该项目同样基于数值建模和数据分析。我的建议是一项原创的多学科研究，将太阳物理学和行星科学领域联系起来，将高层大气演化的知识从一个行星转移到另一个行星。因此，我的工作将增进我们对太阳系宜居性的理解，并将有助于为机器人探索以及最终人类对太阳系的探索提供信息。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

SHARAD Mapping of Mars Dayside Ionosphere Patterns: Relationship to Regional Geology and the Magnetic Field

火星日侧电离层模式的 SHARAD 测绘：与区域地质和磁场的关系

DOI：
10.1029/2023gl105758
发表时间：
2024
期刊：
Geophysical Research Letters
影响因子：
5.2
作者：
Campbell B
通讯作者：
Campbell B

The Dynamic Evolution of Multipoint Interplanetary Coronal Mass Ejections Observed with BepiColombo, Tianwen-1, and MAVEN

DOI：
10.3847/2041-8213/acd7e7
发表时间：
2023-06
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
0
作者：
Y. Chi;C. Shen;Junyan Liu;Zhihui Zhong;M. Owens;C. Scott;L. Barnard;Bingkun Yu;D. Heyner;H. Auster;I. Richter;Yuming Wang;Tielong Zhang;Jingnan Guo;B. Sánchez–Cano;Z. Pan;Zhuxuan Zou;Mengjiao Xu;Long Cheng;Z. Su;Dongwei Mao;Zhiyong Zhang;Can Wang;Zhiyong Wu;Guoqiang Wang;S. Xiao;Kai Liu;X. Hao;Yiren Li;Manming Chen;M. Lockwood
通讯作者：
Y. Chi;C. Shen;Junyan Liu;Zhihui Zhong;M. Owens;C. Scott;L. Barnard;Bingkun Yu;D. Heyner;H. Auster;I. Richter;Yuming Wang;Tielong Zhang;Jingnan Guo;B. Sánchez–Cano;Z. Pan;Zhuxuan Zou;Mengjiao Xu;Long Cheng;Z. Su;Dongwei Mao;Zhiyong Zhang;Can Wang;Zhiyong Wu;Guoqiang Wang;S. Xiao;Kai Liu;X. Hao;Yiren Li;Manming Chen;M. Lockwood

LatHyS global hybrid simulation of the BepiColombo second Venus flyby