Comptes Rendus
Article de recherche
Ray tracing of very low frequency waves produced by active experiments or lightning events at low Earth orbit
[Lancer de rayons d’ondes à très basse fréquence produites par des expériences actives ou des éclairs à orbite terrestre basse]
Comptes Rendus. Physique, Volume 26 (2025), pp. 285-294.

Cet article fait partie du numéro thématique Ondes au service des plasmas, plasmas au service des ondes coordonné par Julien Hillairet.  

Nous explorons la propagation d’ondes électromagnétiques de très basses fréquences dans la plasmasphère, telle que des ondes de type siffleur générées par les éclairs ou des ondes produites par des expériences actives. Une expérience active est une perturbation artificielle et contrôlée de l’espace proche de la Terre ou de l’ionosphère souvent dans l’idée de dépeupler cette région de particules de hautes énergies (souvent des électrons). Pour le faire, nous ordonnons les paramètres de propagation selon trois classes : les paramètres de fond, les paramètres géométriques et les paramètres intrinsèques. Les paramètres de fond regroupent le modèle de champ magnétique ainsi que celui de la densité plasmasphérique. Ils influent via leurs valeurs aux différents points de calcul ainsi que leurs gradients. Le paramètre intrinsèque ici établi est la fréquence de l’onde. Avec ces paramètres nous verrons que des comportements très différents sont accessibles.

We investigate the propagation in the plasmasphere of Very Low Frequency (VLF) electromagnetic waves, such as natural lightning-generated whistler waves and waves produced by active experiments. An active experiment is an artificial controlled disturbance of the low orbit space or the ionosphere. The aim is often to produce electromagnetic waves for removing high-energy particles (mostly electrons). We study the wave propagation parameters whether they are geometric, background, or intrinsic parameters, such as the magnetic field model, the ambient plasma density model of the plasmasphere, and the wave frequency. All of these parameters cause different behaviors of propagation, which are discussed in this article.

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DOI : 10.5802/crphys.238
Keywords: Ray tracing, Very low frequency waves, Magnetic field models, Low Earth orbit
Mots-clés : Ray-tracing, Ondes très basses fréquences, Modèles de champs géomagnétiques, Basses orbites

Leo Cerfolli 1, 2 ; Jean-Francois Ripoll 1, 2 ; Richard Bertram Horne 3 ; Alexandra Michelle Wold 4 ; Robert Andrew Marshall 4

1 CEA, DAM, DIF, F-91297, Arpajon, France
2 UPS, CEA, LMCE, 91297 Bruyères-le-Châtel, France
3 British Antarctic Survey, Natural Environment Research Council, Cambridge, UK
4 Ann & H.J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder, CO, USA
Licence : CC-BY 4.0
Droits d'auteur : Les auteurs conservent leurs droits
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Leo Cerfolli; Jean-Francois Ripoll; Richard Bertram Horne; Alexandra Michelle Wold; Robert Andrew Marshall. Ray tracing of very low frequency waves produced by active experiments or lightning events at low Earth orbit. Comptes Rendus. Physique, Volume 26 (2025), pp. 285-294. doi : 10.5802/crphys.238. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.5802/crphys.238/

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