在人造卫星上天之前，人们主要是根据地球表面观测的地磁、电离层和大气等的变化，去推测地球上空发生的物理现象。1957年人造卫星上天之后，人们对空间的认识有了飞速发展，地球大气层外的世界，诸如辐射带、太阳风、磁层顶、磁尾和等离子体层等被一一发现。人们根据卫星在不同时间、不同地点收集到的一系列观测资料进行综合分析，得到了比较完整的空间环境的图像，但是，传统观测中大量数据的平均化，只能描述一个不甚完善的背景。在这个背景里，等离子层的变化以及各个地区之间的相互联系难以显现，等离子层如何运动、它们的整体行为和微观结构等一系列问题更是无从描述。