Как был обнаружен поляризационный джет

Памяти A.Г.Иосифьяна

Ю.И.Гальперина

А.Г.Зосимовой

Апрель 1962г. Мы, несколько выпускников физфака МГУ, окончивших только что аспирантуру, приехали в Истру знакомиться с предприятием ФВНИИЭМ, куда мы были направлены на работу. Нас было четверо: Трифонов Ю.М., Ильинский Ю.А., Колотов О.С. и я.

Мы вышли на привокзальную площадь. Оказалось, что Истра-это небольшой  город, больше похожий на сельский поселок. Везде бревенчатые домики, окруженные садами и роскошными кустами сирени. С левой стороны площадь  ограничивал ряд деревянных торговых палаток. Выпили по стакану чая, расспросили, где находится  ФВНИИЭМ. Узнали, что к нему надо было проехать еще остановку - к станции Ново-Иерусалимская. Здесь мы и нашли наше предприятие-«филиал», как все называли его в Истре. «Филиал» - это два недавно построенных административно-технических четырехэтажных корпуса, между которыми расположились несколько производственных  зданий - все из серого кирпича.

Нас принял заместитель директора по научной работе Родин А.Л. Желая заполучить нас в качестве своих сотрудников, он красочно рисовал перед нами будущность своего предприятия. Мы расстались с ним с условием, что те из нас, кто не передумает и согласится работать в Истре, прибудут вновь в назначенный день на прием к Иосифьяну - основателю ВНИИЭМ, его директору.

И вот мы снова в Истре. Нас прибыло только трое. Колотов отказался от Истры, так как его уже точно оставили при кафедре.

Принимал нас Иосифьян по отдельности. Наступила моя очередь. Переговорив со мной и расспросив, чем я занимался в аспирантуре, он заглянул в мое личное дело. Из него он узнал, что у меня уже имеется кое-какой стаж научной работы (будучи аспирантом, я работал на полставки младшим научным сотрудником при кафедре физической электроники.) Это ему, по-видимому, понравилось и он назначил меня на должность старшего научного сотрудника.

Определили нас в физический отдел № 4, начальником которого оказался мужчина в очках, заядлый курильщик и энтузиаст физико-технических дел В.И.Докучаев. В отделе № 4 мы действительно встретили много молодых ребят тоже выпускников нашего физфака МГУ.

Вот они: Солодов Ю.П. (вып. 1955г), Деревщиков В.А. (1958г), Аникин В.И., Артеменко В.Г., Елисеев Б.В., Лапшин Е.И., Мордвинов Ю.П., Осадин Б.А., Тайнов Ю.Ф. - все выпускники  1960г., Тихонов В.И.(1961), Веретенников Б.Н.(1961). Позже пришли в филиал: Акопов В.Р., Прохоров Ю.Н., Московкин В.П, - выпускники 1962г.  В 1963г. пришли к нам на работу Зосимов В.В. и Зосимова А.Г., Тихонов Н.А. и  Тихонова Э.А..

В это время в филиале разрабатывался проект спутника «Омега», который по существу являлся учебным прототипом спутника «Метеор». Для «Омеги» проектировался экспериментальный образец плазменного двигателя, который предусматривалось испытать на борту спутника «Омега». Поскольку он не входил в состав штатной аппаратуры, его все и называли «пассажиром».

Наши коллеги-физики, пришедшие раньше нас троих, были уже заняты в проекте. Все наиболее интересные физические задачи были распределены между ними, и нам пришлось некоторое  время выполнять отдельные поручения «начальства».

Памятна работа над отчетом, задачей которого было проанализировать все известные способы ориентации спутника  применительно к «Метеору». В работе над отчетом, кроме нас троих, участвовали также Прохоров Ю.Н. и Московкин В.П.  Наиболее интересным в отчете получился раздел, посвященный анализу электромагнитных  силовых органов системы ориентации спутника. Идея силового взаимодействия геомагнитного поля и  токовой катушки была принесена во ВНИИЭМ  К.П.Станюковичем и М.И.Киселевым. По их инициативе и был выпущен этот отчет. В той части отчета, которую вел Ю.Ильинский, пришли к выводу, что непосредственное применение крутящего электромагнитного момента неэффективно из-за неравномерности геомагнитного поля. Отмечено было, что целесообразнее использовать этот момент в качестве опорного при разрядке маховиков гироорбитанта. Сотрудником головного института  Р.И.Бихманом был предложен реальный вариант использования токовой катушки для системы  разрядки на «Метеоре». На это устройство  Р.И.Бихманом совместно с К.П. Станюковичем было получено  авторское свидетельство. Система магнитной разрядки оказалась настолько удачной, что она используется до сих пор.

Имея запас свободного времени, невольно пришлось настойчиво думать о задаче, над которой можно с удовлетворением и пользой работать. Актуальной была задача -найти другие возможные способы ориентации. Счастливые идеи, как говорят, витают в воздухе.

Пришла мысль использовать для этой цели пару ионных трубок, улавливающих ионы, набегающие на быстро движущийся спутник. Разность токов в коллекторах двух трубок, поставленных под углом по отношению друг друга, будет мерой угла отклонения оси симметрии трубок от направления полета спутника, то есть курса. Эта идея была доложена «руководству» отдела. Докучаев В.И. и Мкртычан К.Н.  довели ее до Иосифьяна. Он одобрил эту идею и предложил немедленно приступить к разработке прибора. При подготовке технической записки был проведен обзор литературы, и выяснилось, что идея такого прибора описана в ряде работ [1-4] и, более того, осуществлена в фирме Королева на КА «Союз». (Прибор подобного назначения под названием «Напор» разрабатывался так же  в одной из Ленинградских фирм.) Мы потом познакомились с королевским прибором и с его разработчиками (Дубов И.А., Большаков А.А.)  Один к одному их прибор применить к «Метеору» было невозможно - все рано нужны были большие доработки. Иосифьяном было дано указание: для разработки «нашего» прибора организовать специальное подразделение - лабораторию. В ее состав вошли: В.Н.Пономарев - нач. лаборатории,  Ю.М.Трифонов, В.В.Зосимов, А.Г.Зосимова - научные сотрудники и несколько человек младшего технического состава. Разработка приемной части прибора – блока ионных трубок была поручена конструкторам: В.П.Лебедеву и Е.А.Погорелой. Блок электроники разработали в головном институте В.П.Фока и В.С.Федотов. Свой прибор мы называли «ионный датчик курса (ИДК)», в составе «Метеора» он именовался  как «система 122-Т».

Основу приемного блока составляют четыре ионных трубки, установленные попарно под углом друг относительно друга. Одна пара устанавливалась в плоскости орбиты, другая в плоскости касательной к траектории полета. В качестве ионных трубок использовались радиочастотные  масспектрометры, разработанные Ленинградским СКБ аналитического приборостроения. Первый вариант прибора был сконструирован, исходя из релейного способа управления. Этот вариант прибора был установлен на ИСЗ «Космос-100».(17.12.65)Для спутников «Космос-122,144, 156 и 184», образовавших первую экспериментальную метеорологическую систему «Метеор», был разработан усовершенствованный вариант ИДК, отличающийся от предыдущего линейным (пропорциональным) выходом управляющего сигнала. Разработчиком линейного варианта электронного блока был В.С.Самборский при участии  Ф.Б. Довжика. Физическое обоснование прибора и методики эксперимента, разработка испытательного стенда, имитирующего условия разреженной плазмы, выполнены группой физиков – сотрудниками  ФВНИИЭМ – Пономаревым В.Н., Трифоновым Ю.М., Зосимовым В.В., Зосимовой А.Г., Московкиным В.П.

Надо отдать должное мастерству  В.С.Самборского, который на элементной базе тех лет, оперируя  токами 10^-9 – 10^-7 А,  разработал надежный, точный прибор. Первый образец линейного ИДК был испытан на ИСЗ «Космос-122» (25.06.66). В первые часы полета, когда спутник входил в режим ориентации, проводилась натурная калибровка прибора. При произвольном вращении ИСЗ ориентация осей в пространстве определялась по показаниям солнечного датчика, что позволило определить угловую характеристику прибора, которая оказалась близка к  расчетной [5].На заключительной стадии процесса ориентации, когда спутник еще вращался вокруг оси Z, по двум засечкам  0-показний прибора определялась угловая скорость, что давало возможность более точно определить крутизну характеристики и токовую чувствительность[9].Поскольку точность измерений имела  принципиальное значение, в дальнейшем была проведена оценка возможного влияния на точность затеняющих конструкций, таких как солнечные батареи, зонт телевизионной антенны[6].

Полученная со спутника «Космос-122»  информация подтвердила уже известный  из опыта полетов КА «Союз» факт, что основная угловая погрешность прибора связана с коротацией ионосферы. Широтный ход этой погрешности (максимум у экватора, минимум в приполярных областях) весьма напоминает широтный ход горизонтальной составляющей геомагнитного поля. Было предложено компенсировать часть коротационной погрешности сигналом с магнитометра, измеряющего горизонтальную составляющую геомагнитного поля. За счет этого удалось бы снизить угловую погрешность прибора до 1-1,5 градусов.

Однако, начиная с ИСЗ «Космос-144»(28.02.67), запуски стали осуществляться со стартовой площадки в Плесецке. Угол наклона плоскости орбиты увеличился с 65 до 81,2 градуса. При обработке информации со спутника «Космос-156»(27.04.67) в области полярных шапок обнаружились большие, часто меняющие знак, отклонения выходного сигнала. Некоторые записи сигнала УОР (угол отклонения рыскания) при пролете спутника над полярными шапками очень напоминали вид записей продольного электрического поля в экспериментах на спутниках OGO-6, INJUN-5  [7,8]. Это указывало на то, что в полярных областях существуют интенсивные течения плазмы – ЕxB дрейф ионов. Так как вариации сигнала УОР, выраженные в угловых единицах составляли 5 и более градусов, то стало ясно, что из-за этого наш прибор как датчик курса непригоден.

К этому времени на спутниках «Метеор» была полностью отлажена система ориентации на основе построителя местной (инфракрасной) вертикали и гироорбитанта. Появилась возможность использовать ИДК в качестве измерителя скорости дрейфа ионов. Это побудило добиваться права устанавливать наш прибор на  следующих спутниках в качестве исследовательского инструмента. Благодаря поддержке Главного Конструктора системы «Метеор» А.Г.Иосифьяна такое право было получено.

На спутнике «Космос-184»(25.10.67), строго ориентированном по трем осям, впервые  были проведены прямые измерения скорости упорядоченного движения ионов. Понимая научную значимость полученных результатов, я решил, во что бы то ни стало, добиться разрешения на публикацию их в открытой печати. Мои доводы, что результаты уникальны, что объект исследования не является монопольным  и, раньше или позже это будет сделано другими, убедили  и публикацию мне разрешили.

Несколько статей с описанием методики эксперимента и первых результатов по дрейфу ионов и широтному распределению концентрации ионов были опубликованы в журнале «Космические исследования»[9-12]. Рецензентом был В.Г.Истомин. Он одобрил статьи и способствовал их скорейшему опубликованию.

Мой расчет, что эти работы заинтересуют специалистов по ионосферным проблемам, оправдался. Со мной  связался по телефону М.Н.Фаткуллин  и мы встретились с ним.

Он задал несколько вопросов, посетовал, что результаты не «привязаны» к геомагнитным координатам. К моему разочарованию продолжения эта встреча не имела.

Но скоро я получил письмо из ИКИ от Ю.И.Гальперина.  Вот оно:

Москва, 16 сентября 1970

Уважаемый  тов.  Пономарев,

Я с большим удовольствием и одновременно с большим удивлением прочел вашу статью в  «Косм. исследованиях», т. 8, № 4. Прежде всего, очень приятно, что применен такой простой и эффективный метод измерений. Радуют совершенно оригинальные результаты, которые, несомненно, очень важны для физики ионосферы и магнитосферы. Вместе с тем, многое в этой работе показывает, что Вы совершенно недостаточно использовали и обработали полученный материал, и некоторые важнейшие сведения об эксперименте отсутствуют в публикации, так что ей практически нельзя пользоваться.

Сначала я постараюсь перечислить неясности, возникшие у меня при чтении этой интереснейшей работы, а затем перейду к деловым предложениям.

1. Для анализа необходимо знать местное солнечное (или геомагнитное) время, например, на экваторе, для дневной и ночной части орбиты, поскольку результаты ясно показывают (и это следовало ожидать), что движение зависит от местного времени. Не ясно к какой точке относятся приведенные значения 23 час 33 мин и 10 час 45 мин (это московское декретное время, или местное время на экваторе или  еще что-либо.)

2. Характер поля, очевидно, связан с геомагнитным полем, которое сильно отличается от дипольного. Во-первых, необходимо указать инвариантные ( или, по крайней мере геомагнитные, однако это очень неточно) координаты, в особенности в приполярных широтах, для рис.1. Во-вторых, измеренные значения скорости дрейфа ( перпендикулярного) должны быть умножены на значения геомагнитного поля вдоль орбиты спутника, рассчитанные не по дипольной формуле, а на основании современных разложений геомагнитного поля ( 48 или 100 членов) и определены значения ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ( и направления). Именно это представляет сегодня наиболее актуальную проблему  в геофизике, и мне кажется, что Ваши измерения являютсяуникальными. Эти расчеты не представляют сложности (см. ниже.)

Очень важно, таким образом, разделить наблюдаемые движения на перпендикулярные и продольные по отношению к локальному магнитному полю. Особый интерес имеют продольные движения в полярных шапках ( теории «полярного ветра» Бэнкса, Хольцера иАксфорда), оживленно дискутирующиеся сейчас в геофизике.

3. Приведенные Вами карты по существу смешивают два различных эффекта – зависимость от солнечного местного времени ( одинаковой для серии последовательных витков, поскольку орбита за это время не изменяется) и зависимость от магнитного поля (инвариантная широта, местное геомагнитное  время), различающиеся от орбиты к орбите весьма заметно из-за несовпадения магнитной и географической оси земли, и, наконец, от величины перпендикулярной компоненты геомагнитного поля, которая входит в расчет перпендикулярной компоненты электрического поля (см. выше). Таким образом, измерения на различных витках могут сильно отличаться друг от друга, но именно география, определяющая только этот последний фактор, т.е. величину перпендикулярной компоненты геомагнитного поля, играет сравнительно небольшую и легко учитываемую роль, а остальные факторы ( это видно из рис.1) оказывают не меньшее или даже большее влияние. Очевидно, для анализа необходимо перестроить имеющиеся измерения в функции инвариантных координат и геомагнитного местного времени (или аналогичных параметров).

4. Полученные вами скорости упорядоченного дрейфа часто близки или даже выше тепловой скорости ионов NO, O  в термосфере и это должно привести к ряду геофизических явлений, наблюдаемых наземными геофизическими обсерваториями. Такое сопоставление было бы весьма интересно.

Таковы основные вопросы и неясности, возникшие у меня.

Мы проводим геофизические исследования на спутниках по проблемам, близко связанным с проблемами, указанными выше, например, Космос-261, Космос-320, Космос-348 и др.см. «Косм. Исслед.» т. 8, №1,104, 1970. Мы располагаем машинными программами и ведем расчеты на БЭСМ-4 всех геофизических параметров, необходимых для анализа геофизических измерений вдоль траектории спутника (указанные выше параметры и еще ряд других). Если угодно, мы с удовольствием провели бы для вас необходимые расчеты у себя в ИКИ и даже, если пожелаете, могли бы принять участие в анализе полученных данных. Само собой разумеется, что при этом будут соблюдены необходимые правила работы с такого рода информацией и т.п.

Во всяком случае, независимо от вашего решения относительно последнего делового предложения, очень хотелось бы получить от Вас ответ на вопросы, поставленные выше.

В свое время  (около полутора лет назад) мы обсуждали возможность такого рода измерений с Э.А. Чередниченко из п/я В-2289, но, видимо он не знал о том, что вы уже провели такой интересный эксперимент.

До свидания.

С уважением      Ю.И.Гальперин.

Мои координаты таковы: Москва  В-485, Профсоюзная ул. 88. Институт Космических Исследований АН СССР.  Лаборатория полярных сияний. Докт. ф-мат.н. Гальперину.

Телефон  129-35-29,    285-47-81

P.S.  Ваш адрес я узнал в Космических Исследованиях.

С большим удовлетворением прочитал я это письмо. Я понял, что полученными результатами заинтересовался крупный специалист с многолетним опытом работы в области авроральных явлений. Естественно, я принял все предложения Гальперина.

Первая встреча произошла на станции метро «Профсоюзная». Юрий Ильич произвел на меня самое благоприятное впечатление, которое со временем только закреплялось. Это был среднего роста, приятной наружности молодой мужчина, сразу расположивший к себе своей естественностью, отсутствием всякого налета превосходства.

Пока мы подходили к ИКИ, между нами шла ознакомительная беседа. В  ИКИ, который тогда еще достраивался, Юрий Ильич ознакомил с планами на будущее, показал корпус БЭСМ-4. В лаборатории, за его рабочим столом, я ознакомил Юрия Ильича с  записями телеметрической информации ( каждый виток на бумажной ленте метровой длины) Мне был показан образец расчета геомагнитных параметров -это целый свиток  бумажной ленты.

Началась кропотливая, ручная работа по привязке расчетных величин UT, MLT,Λ к спутниковым данным. Чуть позже к этой работе была привлечена А.Г.Зосимова, ставшая к этому времени аспиранткой Юрия Ильича. Она проделала большую работу, обрабатывая первичные результаты и снабжая их сравнительными данными зарубежных экспериментов.

Усилия этой работы быстро окупились.  Юрий Ильич сразу оценил значимость полученных результатов, их приоритетность, поэтому торопился«обнародовать» их как можно скорее. Первая наша совместная работа появилась в виде препринта [13] а, затем, в виде статьи[14] Брошюру (препринт) Ю.И. распространил среди своих коллег и  на нее в скором времени появились отклики [15].

Юрий Ильич был широко эрудированным и сведущим в вопросах полярной ионосферы; причем сведения он черпал не только из своего опыта, из публикаций, которые он внимательно отслеживал, но и непосредственно от своих зарубежных коллег, с которыми, благодаря своей общительности, поддерживал тесные связи. К тому времени в среде ученых  имелось мнение, что электрическое поле, возникающее в хвостовой части магнитосферы и проектирующееся хорошо проводящими магнитными силовыми трубками насубавроральную область ионосферы, должно вызывать в ней сильное течение (дрейф) в западном направлении. Юрий Ильич предполагал увидеть нечто подобное в нашем эксперименте  и, когда мы  разложили на столе подборку записей по пролетам за 3 ноября, уже привязанных к геомагнитным координатам, Юрий Ильич, показав  на узкий выброс в районе 60 градусов  инвариантной магнитной широты, воскликнул:

« Это - поляризационный джет!»

На основе  этих результатов были написаны две работы, одна из которых опубликована в журнале «Космические исследования», другая - в «Annales Geophysicae»[16-18].

Это те  работы, в которых впервые путем прямых измерений выявлен элемент полярной ионосферы, названный Ю.И.Гальпериным:  «поляризационный джет» - (PJ).

PJ-это узкая  сверхзвуковая полоса (струя, поток, течение, дрейф) плазмы, движущейся в западном направлении в области ионосферной проекции плазмапаузы  и наиболее явственно проявляющаяся во время магнитных бурь. Это наиболее употребляемое определение, хотя оно может включать и другие сопутствующие явления или акцентировать другие факторы, например, электрическое поле, возбуждающее движение плазмы. В ионосфере существование поляризационного джета приводит к целому ряду резких изменений, создающих сильные плазменные неоднородности, которые хорошо регистрируются с поверхности Земли с помощью ионозондов и сильно нарушают распространение радиоволн, т.е. влияют на космическую погоду (Земля и Вселенная, 1997, №6; 2000, №3).

Ниже воспроизведена страница из журнала «Annales Geophysicae», где отмечен первый случай регистрации поляризационного джета (кружок с цифрой 1 ).

Спустя несколько лет явление  поляризационного  джета было подтверждено в экспериментах  на  спутниках Explorer [19] и приобрело новое название-SAID (subauroral iondrift). В этих экспериментах использовался планарный измеритель ионного дрейфа  с цифровой обработкой сигнала [20].Наряду с терминами PJ,SAID часто используется терминSAPS(subauroral polarization stream), который ввелиFoster иBurke [21].Его цель – оттенить тот факт, что в более спокойные геомагнитные условия  PJ/SAID  существует в виде более широкого и менее интенсивного потока плазмы. Взаимоотношение между этими тремя названиями выражено в работе [22] так:

Polarization Jet (PJ) -Term used by Galperin (1973) to describe narrow, intense poleward-directed electric field structures observed just equatorward of the nighttime auroralregion by Soviet spacecraft.

Sub-Auroral Ion Drift (SAID) - term introduced by Spiro et al. (1978) to describe essentially the same phenomena on the basis of Atmosphere Explorer ion drift measurements.

Sub-Auroral Polarization Stream (SAPS) -term introduced by John Foster to include somewhat broader and less intense regions of sub-auroral, poleward-directed electric field.

(Здесь сделан акцент на электрическое поле как на причину движения плазмы)

В дальнейшем эта структура широко изучалась как со спутников так и наземными средствами[25-38]. При описании этого явления и ему сопутствующих употребляются и другие названия, такие как, например: SAEF (subauroral electric field), характеризующее именно  электрическое поле в этой структуре,  AWFC -auroral westward flow channel [24], SAPS- Sub-Auroral Positive Stream [25], ASAID- abnormal subauroral ion drift [26,27]. SARAS - substorm-associated radar auroral surges [28], DS-drift spike [29]

Количественное описание формирования и развития PJ/SAID можно найти в  работах[39-46].

Часто, мы знаем, в появлении нового, особенно в экспериментальной области знаний, немаловажную роль играют случай, счастливое стечение обстоятельств. Здесь благоприятными были следующие обстоятельства:

1. В  ФВНИЭМ собралась группа хорошо образованных физиков и инженеров, грамотно рассчитавших и сконструировавших измерительный прибор.
2. Во главе проекта -  «Метеор» стоял А.Г.Иосифьян- крупный ученый - новатор, который поддержал устремление провести данный эксперимент.
3. Несомненной удачей явилось то, что обработку, анализ и осмысление эксперимента возглавил Ю.И.Гальперин – известный  ученый,  самый осведомленный специалист в области авроральных явлений.

Виктор Пономарёв            01.03.2011

1. Истомин В.Г. Сб. «Искусств. спутники Земли», 1959, вып. 3,. Изд-во АН СССР.
2. Gettings H. Missiles and Rockets, 1961, V.8, No. 1, p 116.
3. Swain D.W., W.H. Bennet, Spacecraft and Rockets, 1965, V.3, No.2, p288.
4. Elmore R.E., AIAA Paper, 1968, No. 873, p 1.
5. Пономарёв В.Н., Погорелый М. П.,Зосимова А.Г. Многоэлектродный зонд в разреженном плазменном потоке. Геомагнетизм и аэрономия, 1971, Т.11, № 4, С.697-702
6. Пономарёв В.Н. Влияние затеняющих пластин на ток плоского зонда в потоке  разреженной замагниченной плазмы. Геомагнетизм и аэрономия, 1974, Т.14, №3, С.42
7. J.P. Heppner, Electric field variations during substorms: OGO-6 measurements Planetary and Space Science,Volume 20, Issue 9, September 1972, Pages 1475-1498
8. D. P. Cauffman, D. A. Gurnett, Double-Probe Measurements of Convection Electric Fields with the Injun-5 Satellite, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 76, NO. 25, PP. 6014-6027, 1971
9. Пономарёв В.Н., Самборский В.С. Скорость упорядоченного движения ионов в ионосфере на высоте  600 км., ч 1. Методика измерений. Космич. исслед. 1970.Т.8. С.557.
10. Пономарёв В.Н., Скорость упорядоченного движения ионов в ионосфере на высоте  600 км., ч.2. Результаты  измерений. Космич. исслед. 1970.Т.8. С.563.
11. Пономарёв В.Н., Распределение концентрации ионов на высоте 600 км. на низких и средних широтах, Космич. исслед., 1971, № 6, С. 878.
12. Пономарёв В.Н., Неоднородности ионной концентрации в ионосфере на высоте 600 км. Космич. исслед. 1972, Т.10., №3, С.368
13. Гальперин Ю.И., Пoномарёв В.Н. Прямые измерения конвекции плазмы в верхней ионосфере, Пр-130, ИКИ, Москва, 1972
14. Гальперин Ю.И., Пономарёв В.Н. Прямые измерения конвекции плазмы в верхней ионосфере. Космич. исслед. 1973. Т. 11, №1, С.88
15. Banks M.,  C.L. Rino and V.B. Wickwar. Incoherent scatter radar observations of westward electric fields and plasma densities in the auroral ionosphere, 1. J. Geophys. Res.,V.78, №1, p 187, 1974.
16. Гальперин Ю.И., Пономарёв В.Н., Зосимова А.Г. Прямые измерения скорости дрейфа ионов в верхней ионосфере во время магнитной бури. 1.Вопросы методики и некоторые результаты измерений в магнито - спокойное  время. Космич. исслед.. 1973. Т.11. С. 273.
17. Гальперин Ю.И., Пономарёв В.Н., Зосимова А.Г. Прямые измерения скорости дрейфа ионов в верхней ионосфере во время магнитной бури. 2. Результаты измерений во время магнитной бури 3 ноября 1967г.// Космич. исслед. 1973. Т.11. С. 283.
18. Galperin Yu.I., Ponomarev V.N., Zosimova A.G. Plasma convection in the polar ionosphere // Ann. Geophys. !974. V. 30 P. 1-7.
19. Spiro R.W., Heelis R.A., Hanson W.D. Rapid subauroral ion drifts observed by Atmospheric Explorer C // Geophys. Res. Lett. 1979. V. 5. P. 660-675
20. Heelis R.A., Hanson W.D. Measurements of thermal ion drift velocity and temperature using planar sensors., Measurements Techniques in Space Plasmas: Particles. Geophisical Monograf 102. 1998.
21. J.S. Foster and W.J. Burke. SAPS : A new characterization for Sub-Auroral Electric Field EOS,83, 393-394, 2002.
22. Bob Spiro (Rice University) Sub-Auroral Electric Fields:An Inner Magnetosphere Perspective. 2005 GEM/CEDAR Tutorial
23. Karlsson, T., Marklund, G. T., and Blomberg, L. G.: Subauroral electric fields observed by the Freja satellite: A statistical study,  J. Geophys. Res., 103, 4327–4341, 1998.
24. M. L. Parkinson, M. Pinnock, H. Ye, M. R. Hairston, J. C. Devlin, P. L. Dyson, R. J. Morris, and P. Ponomarenko. On the lifetime and extent of an auroral westward flow channel (AWFC) observed during a magnetospheric substorm Annales Geophysicae (2003) 21: 893–913.
25. G.Sofko, M. Watanabe, R. Schwab, and C. Huang, Auroral secondary ions in the inner magnetosphere  Int. Conf. Substorms-8 : 297–302 (2006)
26. M. Voiculescu and M. Roth Eastward sub-auroral ion drifts or ASAID Ann. Geophys., 26, 1955–1963, 2008
27. S. Lil.eo, T. Karlsson, and G. T. Marklund, Statistical study on the occurrence ofASAID electricfields, Ann. Geophys., 28, 439–448, 2010
28. Freeman, M. P., Southwood, D. J., Lester, M., Yeoman, T. K., and Reeves, G. D.: Substorm-associated radar auroral surges, J. Geophys.Res., 97, 12 173–12 185, 1992.
29. Unwin, R.W., Cummack, C.H.: Drift spikes The ionospheric signature of large poleward directed electric fields at subauroral latitudes. Mem. Nat. Inst. Polar Res. 16, 72 (Special Issue “IMS in Antarctica”) (1980)
30. Anderson, P. C., Hanson, W. B., and Heelis, R. A.: The ionospheric signatures of rapid subauroral ion dirfts,  J. Geophys.Res., 98(96), 5785–5792, 1991.
31. Anderson, P., Hanson, W., Heelis, R., Graven, J., Baker, D., andFrank, L.: A proposed production model of rapid subauroral iondrfits and their relationship to substrom evolution,  J.Geophys.Res., 98, 6069–6078, 1993.
32. P. C. Anderson, D. L. Carpenter, K. Tsuruda, T. Mukai, and F. J. Ric Multisatellite observations of rapid subauroral ion drifts (SAID) J. Geophys. Res., Vol. 106., №A12., p. 29585-29599.,2001.
33. K.H. Kim, F. S. Mozer, D.H. Lee, and H. Jin Large electric field at the nightside plasmapause observed by the Polar spacecraft, Journal of Geophysical Research, vol. 115, xxxxxx, doi:10.1029/2010JA015439, 2010
34. Smiddy, M., M. C. Kelley, W. Burke, F. Rich, R. Sagalyn, B. Shuman, R.Hays, and S. Lai, Intense poleward directed electric fields near the ionospheric projection of the plasmapause, Geophys. Res. Lett., 4, 543, 1977.
35. Foster, J. C., and H. B. Vo, Average characteristics and activity dependdence of the subauroral polarization stream, J. Geophys. Res., 107(A12), 1475, doi:10.1029/2002JA009409. 2002,
36. R. A. Makarevich and P. L. Dyson,  Dual HF radar study of the subauroral polarization stream,  Ann. Geophys., 25, 2579–2591, 2007
37. В.Л.Халипов, Ю.И.Гальперин, А.Е.Степанов, Л.В.Шестакова, Формирование поляризационного джета в ходе взрывной фазы суббури. Результаты наземных измерений. Космич. исследования, 2001,том39, №3,с. 244-253.
38. Ye. Bondar, I. Golikov, V. Khalipov, A. Koryakin, V. Popov, T. Solovyevand A. Stepanov,The Polarization Jet influence on the subauroral ionospheric structure,29th ICPIG, July 12-17, 2009, Cancun, Mexico
39. Southwood, D. J. The role of hot plasma in magnetospheric convection, J. Geophys. Res., 82, 5512–5520, 1977.
40. Southwood, D. J. and Wolf, R. A.: An assessment of the role of precipitation in magnetospheric convection, J. Geophys. Res., 83,5227–5232, 1978.
41. De Keyser, J., Roth,M., and Lemaire, J.: The magnetospheric driver of subauroral ion drifts, Geophys. Res. Lett., 25, 1625–1628,1998.
42. De Keyser, J.: Formation and evolution of subauroral ion drifts in the course of a substorm, J. Geophys. Res., 104, 12 339–12 349,1999.
43. Galperin, Y. I.: Polarization jet: Characteristics and a model, Ann.Geophys., 20, 391, 2002
44. W. Lyatsky, Arjun Tan, and G. V. Khazanov A simple analytical model for subauroral polarization stream (SAPS) . GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 33, L19101, , 2006
45. М.Г. Дёминов, Структура ионосферы в области поляризационного джета, ИЗМИРАН, 2008,   http://solarwind.cosmos.ru/txt/2009/presentations/Ionosphere..
46. Demekhov, Andrei Consequences of the interaction between Alfven ion-cyclotron waves and ring-current ions37th COSPAR Scientific Assembly. Held 13-20 July 2008, in Montréal, Canada., p.693