太阳释放出的带电粒子不断撞击地球，其能量足以使地球上的生命几乎不可能存在。生命之所以可能存在，是因为地球的磁场捕捉并偏转了这些粒子，阻止了绝大多数粒子到达地球表面。被捕获的粒子在北极和南极之间以复杂、不断变化的模式来回反弹，这种模式也受到复杂、不断变化的电场的影响。当它们行进范艾伦辐射带接触到两极附近的大气时，它们就产生了北方(和南方)极光，这些粒子的爆炸也会破坏卫星和地面上敏感设备。因此，理解辐射带的复杂性至关重要。
由Arase/PWE在内部磁层捕获被称为“合唱”电磁波。图片：Kanazawa University
博科园-科学科普：美国国家航空和宇宙航行局已经发射了两颗卫星来研究范艾伦腰带——然而，它们的轨道只允许它们探索赤道地区。这限制了我们理解粒子流动的能力，并阻止预测它们对所有卫星的影响。为了探索远离赤道的区域，日本航天探索机构下属的太空与航天科学研究所于2016年发射了Arase卫星。
以金泽大学为中心的日本研究小组为Arase卫星配备了多个传感器进行等离子波实验，探测地球内部磁层的电场和等离子波。现在已经从传感器中收集了他们的第一组数据，这些数据最近发表在《地球、行星和太空》上。Arase主要由覆盖广泛频率范围的电场和磁场探测器组成；它还可以测量大能量范围内的等离子体/粒子。
声波-粒子相互作用的概念图解发生在地球内部磁层，将由ERG卫星进行探索。图片：(C)JAXA ERG science team
为了提高效率，一台机载计算机在将最重要的信息送回地球之前，先研究磁场和粒子之间的相互关系。等离子体波实验设备已通过初步检验，成功获得高质量数据。已经获得了大量的突发波形数据，应该很快就会比以前更了解发生在内部磁层中的波粒相互作用机制。项目的另一个优势是，还可以将卫星数据与地面同步采集的数据进行比较，这些比较将大大拓宽我们对这一科学领域的理解。了解电子和其他粒子是如何从磁层向地球抛出的，可能是预测这种爆炸并防止它们发生的关键。
Arase卫星概述和Arase卫星上实现的传感器排列。图片：(C)JAXA ERG science team
博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《Earth, Planets and Space》｜研究/来自：金泽大学，DOI: 10.1186/s40623-018-0842-4
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