
Причина феномена в том, что ночью короткие волны способны лучше отражаться от ионосферы — верхнего слоя атмосферы, сильно ионизированного из-за облучения Солнцем. Если дальность устойчивой связи в условиях прямой видимости составляет 70 км, то ионосфера работает как своеобразный усилитель сигнала, значительно увеличивая расстояние.
Ионосфера начинается на высоте примерно 60 км, она состоит из смеси газа нейтральных атомов и молекул (в основном азота N2 и кислорода О2) и квазинейтральной плазмы, в которой число отрицательно заряженных частиц лишь примерно равно числу положительно заряженных.
Ночью плотность ионосферы увеличивается, чем и объясняется лучшее качество приёма сигнала радиостанций. Но почему бы не попытаться достигнуть такого эффекта днём, если это необходимо для военных и гражданских целей?
Именно такая идея пришла инженерам из Военно-воздушного сил США. Сейчас они разрабатывают планы плазменной бомбардировки верхних слоёв атмосферы Земли микроспутниками CubeSat.
Спутники должны ионизировать атмосферу, улучшая плотность ионосферы и её отражающие свойства.
Вообще говоря, это уже не первая попытка улучшить отражающие качества ионосферы, чтобы увеличить дальность действия радиолокаторов и радиокоммуникации, пишет New Scientist. Такая попытка предпринималась в рамках программы HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program) — «Программы исследования полярных сияний высокочастотным воздействием». Проект был запущен весной 1997 года на Аляске, где соорудили решётку антенн, радар некогерентного излучения с антенной двадцатиметрового диаметра, лазерные локаторы, магнитометры, компьютеры для обработки сигналов и управления антенным полем. Весь комплекс питала мощная газовая электростанция и шесть дизель-генераторов.
Рой микроспутников CubeSat.
По
всей видимости, проект оказался не очень удачным. В мае 2014 года
представитель ВВС США Дэвид Уолкер заявил, что командование больше не
собирается поддерживать установку. Станцию было решено окончательно
закрыть, а инженерам поручили в дальнейшем разрабатывать другие пути
стимулирования ионосферы.
Бомбардировка микроспутниками — один из таких новых вариантов.
Крошечные 10-сантиметровые кубические микроспутники CubeSat могут быть разбросаны на высоте 60 км в больших количествах. Они способны выпускать большое количество ионизированного газа (плазмы) прямо в ионосферу.
Такой плазменный заслон, по мнению ВВС США, может быть использован не только для повышения дальности радиосвязи, но и для блокировки сигнала от иностранных спутников (такую возможность предполагается изучить), а также для снижения негативного влияния солнечного ветра (это вообще полуфантастический вариант).
У плана американских инженеров есть как минимум две технологические проблемы. Во-первых, как вместить генератор плазмы в миниатюрный объём спутника размером 10х10х10 см. Во-вторых, как контролировать выброс плазмы.
Для решения этих технических проблем ВВС США выделило гранты трём частным компаниям. Из предложенных вариантов будет выбрано лучшее решение. Его проверят сначала в вакуумной камере, а потом во время исследовательской космической миссии, прежде чем будет принято решение о массовой бомбардировке ионосферы такими спутниками.
Компания General Sciences с исследователями из Дрексельского университета (Филадельфия) работает над методом химической реакции, с помощью которой можно разогреть металл до температуры кипения. Испарения металла будут реагировать с атмосферным кислородом и ионизировать газ.
Компания Enig Associates совместно с физиками из Мэрилендского университета предлагает более радикальный подход, хотя базовая концепция такая же. Но они хотят быстро разогревать металл с помощью детонации маленькой бомбы, превращая энергию взрыва в электрическую энергию. В этом случае можно управлять формой облаков ионизированного газа, управляя направлением взрыва.
Пока что проекты находятся на очень ранней экспериментальной стадии. Фактически, мы делаем только первые шаги в изучении применения рукотворной плазмы для модификации земной ионосферы. Независимые учёные говорят, что будет исключительно сложной задачей уместить достаточно мощный источник энергии в такой маленький объём спутника, чтобы сгенерировать достаточное количество ионизированного газа. Трудности, которые стоят перед исследователями, могут оказаться непреодолимыми.
Учёные также сомневаются, что микроспутники способны как-то снизить влияние солнечного ветра, который обдувает всю Землю целиком. Это можно сравнить с попыткой остановить морской шторм отдельными защитными блоками.
Антенное поле Программы исследования полярных сияний высокочастотным воздействием на Аляске — первой попытки повлиять на ионосферу Земли
Бомбардировка микроспутниками — один из таких новых вариантов.
Крошечные 10-сантиметровые кубические микроспутники CubeSat могут быть разбросаны на высоте 60 км в больших количествах. Они способны выпускать большое количество ионизированного газа (плазмы) прямо в ионосферу.
Такой плазменный заслон, по мнению ВВС США, может быть использован не только для повышения дальности радиосвязи, но и для блокировки сигнала от иностранных спутников (такую возможность предполагается изучить), а также для снижения негативного влияния солнечного ветра (это вообще полуфантастический вариант).
У плана американских инженеров есть как минимум две технологические проблемы. Во-первых, как вместить генератор плазмы в миниатюрный объём спутника размером 10х10х10 см. Во-вторых, как контролировать выброс плазмы.
Для решения этих технических проблем ВВС США выделило гранты трём частным компаниям. Из предложенных вариантов будет выбрано лучшее решение. Его проверят сначала в вакуумной камере, а потом во время исследовательской космической миссии, прежде чем будет принято решение о массовой бомбардировке ионосферы такими спутниками.
Компания General Sciences с исследователями из Дрексельского университета (Филадельфия) работает над методом химической реакции, с помощью которой можно разогреть металл до температуры кипения. Испарения металла будут реагировать с атмосферным кислородом и ионизировать газ.
Компания Enig Associates совместно с физиками из Мэрилендского университета предлагает более радикальный подход, хотя базовая концепция такая же. Но они хотят быстро разогревать металл с помощью детонации маленькой бомбы, превращая энергию взрыва в электрическую энергию. В этом случае можно управлять формой облаков ионизированного газа, управляя направлением взрыва.
Пока что проекты находятся на очень ранней экспериментальной стадии. Фактически, мы делаем только первые шаги в изучении применения рукотворной плазмы для модификации земной ионосферы. Независимые учёные говорят, что будет исключительно сложной задачей уместить достаточно мощный источник энергии в такой маленький объём спутника, чтобы сгенерировать достаточное количество ионизированного газа. Трудности, которые стоят перед исследователями, могут оказаться непреодолимыми.
Учёные также сомневаются, что микроспутники способны как-то снизить влияние солнечного ветра, который обдувает всю Землю целиком. Это можно сравнить с попыткой остановить морской шторм отдельными защитными блоками.
Антенное поле Программы исследования полярных сияний высокочастотным воздействием на Аляске — первой попытки повлиять на ионосферу Земли
Коментарии (1)