В России создали прибор для изучения самой «заряженной» области атмосферы
Новое устройство для изучения ионосферы, которое поможет обеспечить надежную коротковолновую связь для гражданской авиации и МЧС, разработали и запустили на нескольких полигонах ученые ННГУ. Результаты работы представлены в научном журнале Atmosphere.
Атмосфера Земли имеет слоистую структуру: в каждом слое различаются состав газа и его температура, рассказали специалисты Научно-исследовательского радиофизического института Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского (НИРФИ ННГУ).
Наиболее интересной с точки зрения радиосвязи областью атмосферы ученые считают ионосферу (80–1000 км от поверхности Земли), где находятся заряженные частицы – ионы, свободные радикалы и электроны. Ионосфера имеет сложную структуру и подвержена изменениям, происходящим на временных масштабах от нескольких секунд до нескольких лет.Состояние этого слоя атмосферы может оказывать существенное влияние на распространение радиоволн. Наиболее чувствительно к изменениям в ионосфере коротковолновое излучение (частотой 3–30 МГц), на котором вещают несколько сотен радиостанций и поддерживают связь с диспетчерами самолеты дальней авиации.
Однако, по мнению ученых НИРФИ ННГУ, на территории России расположено недостаточно устройств мониторинга ионосферы, чтобы составлять на основе их данных краткосрочный и среднесрочный прогноз радиосвязи.
Чтобы решить эту проблему, они разработали ионозонд для получения фундаментальных и прикладных знаний об ионосфере. По их мнению, сеть таких зондов позволит не только ответить на вопросы о физике ионосферы, но и может уменьшить время установления канала связи с минуты до нескольких секунд.
«
«В нашей стране ионозонды, доступные научным организациям, можно пересчитать по пальцам руки. Наш подход заключается в создании простого, но многофункционального устройства с максимально низкой себестоимостью, чтобы уже на этапе испытаний получать новые научные результаты не только в одной точке наблюдения, а по данным небольшой сети из наблюдательных пунктов», – рассказал один из авторов исследования, директор НИРФИ ННГУ Алексей Шиндин.
Ученый добавил, что в данный момент ионозонды развернуты на пяти полигонах, в ближайшее время к ним добавятся еще три полигона.
«В ходе опытной эксплуатации и ресурсных испытаний мы получаем новые данные о скоростях вертикальных движений электронной плазмы в ионосфере. В будущем мы сможем выполнять мониторинг крупномасштабных горизонтальных движений», – добавил Шиндин.
Исследователь объяснил, что в одном устройстве объединены функции сразу нескольких научных приборов. Среди них импульсный ионозонд, ионозонд, использующий непрерывный частотно-модулированный сигнал, широкополосное приемо-передающее устройство коротковолнового диапазона.
«Насколько нам известно, на данный момент не существует другого ионозонда, в котором одновременно были бы реализованы функции импульсного ионозонда и ионозонда с линейной частотной модуляцией. Кроме того, наш прибор имеет открытую спецификацию и создан на основе доступных комплектующих», – отметил он.
