UA

«Невозможно увидеть, почувствовать или загнать в пробирку воздух»: как учёные исследуют ионосферу на высоте в сотни километров

Читати українською

Ионосфера имеет несколько разных слоев, существенно отличающихся между собой, ведь «снизу» на неё влияет нейтральная атмосфера, а именно ветры, а «сверху» — магнитное поле.

Читати українською
«Невозможно увидеть, почувствовать или загнать в пробирку воздух»: как учёные исследуют ионосферу на высоте в сотни километров

Ионосфера имеет несколько разных слоев, существенно отличающихся между собой, ведь «снизу» на неё влияет нейтральная атмосфера, а именно ветры, а «сверху» — магнитное поле.

В большинстве своем ионосферу изучают дистанционно, с помощью специальных радиолокаторов – ионозондов. Этот прибор состоит из: импульсного передатчика, работающего на нескольких сотнях фиксированных частот, приёмника, антенн, средства отображения полученных сигналов (сейчас – компьютера). Каждые несколько минут через передатчик и антенну зондирующий радиосигнал излучается в ионосферу (чаще всего – вертикально вверх). Сигнал попадает в электропроводящий слой и отражается от него в том месте, где его частота равна так называемой плазменной частоте.

Как рассказали в Национальном антарктическом научном центре, плазменная частота зависит от плотности плазмы. Так что чем больше в плазме концентрация электронов, тем частота выше. А поскольку уровень ионизации увеличивается с высотой, то на меньших высотах отражаются сигналы более низких частот, а на больших – более высокие.

Однако не все распространяющиеся с поверхности Земли радиосигналы возвращаются вниз. Сигналы с высокими частотами «улетают» дальше в космос. Так что если сигнал не отразился, значит, его частота превысила критическую, то есть плазменную частоту на той высоте, где электроны сконцентрированы максимально. Отраженные ионосферой сигналы принимаются антенной и фиксируются приёмником. По времени, которое нужно для этого, можно рассчитать высоту слоев ионосферы. В результате изображается зависимость высоты отражения от частоты радиосигналов, которая называется ионограммой.

Ионограмму можно пересчитать в высотный профиль электронной концентрации. По ним можно изучать как фундаментальные вещи – устройство и характеристики ионосферы, так и вполне прикладные – прогнозировать условия распространения сигналов систем ионосферной связи, спутниковой навигации. Сейчас на станции «Академик Вернадский» работают два ионозонда: австралийский и украинский – разработанный сотрудниками Радиоастрономического института НАН Украины (Харьков). Чем они отличаются, и почему Украина может очень гордиться разработкой харьковских учёных полярники будут рассказывать в следующей части.  

Фото: Национальный антарктический научный центр
Фото: Национальный антарктический научный центр
Фото: Национальный антарктический научный центр
Фото: Национальный антарктический научный центр

Отметим, ионосфера имеет несколько разных слоёв, существенно отличающихся между собой, ведь «снизу» на неё влияет нейтральная атмосфера, а именно ветры, а «сверху» – магнитное поле. Параметры ионосферы изменяются в зависимости от географических и геомагнитных координат, времени суток и сезона, на них сильно влияет активность Солнца и его 11-летний цикл. В ионосфере возникают плазменные неустойчивости и неоднородности, затрудняющие работу наземно-космических систем. Поэтому, разгадав большое количество тайн ионосферы, человечество сможет перейти на новый уровень понимания не только атмосферы Земли, но и многих физических загадок Вселенной.

Напомним, полярники станции «Академик Вернадский» для изучения ионосферы установили специальные антенны.

Кроме того, ледокол «Ноосфера» совершил первый рейс в Антарктиду.

Также Информатор писал, для чего полярники ездят на соседние острова

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить важные новости. За новостями в режиме онлайн прямо в мессенджере следите на нашем Telegram-канале Информатор Live. Подписаться на канал в Viber можно здесь.

 

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить должную работу сайта, а контент и реклама отвечали Вашим интересам.