Як вивчають іоносферу на станції “Академік Вернадський”

Здебільшого іоносферу Землі вивчають дистанційно, за допомогою спеціальних радіолокаторів – іонозондів, розповідає сторінка НАНЦ у фб. Цей прилад складається з: імпульсного передавача, який працює на кількох сотнях фіксованих частот; антен; приймача; засобу відображення отриманих сигналів (у наш час – комп’ютера).

Кожні кілька хвилин зондуючий радіосигнал з передавача через антену випромінюється в іоносферу (найчастіше – вертикально догори). Сигнал потрапляє до електропровідного шару і віддзеркалюється від нього в тому місці, де його частота дорівнює так званій плазмовій частоті.

Плазмова частота залежить від щільності плазми: чим більша в плазмі концентрація електронів, тим частота вища. А оскільки рівень іонізації збільшується з висотою, то на менших висотах віддзеркалюються сигнали нижчих частот, а на більших – вищих.

Однак не всі радіосигнали, що поширюються з поверхні Землі, повертаються вниз. Сигнали з високими частотами “летять” далі в космос. Тож, якщо сигнал не віддзеркалився, значить його частота перевищила критичну, тобто плазмову частоту на тій висоті, де електрони сконцентровані максимально.

Віддзеркалені іоносферою сигнали приймаються антеною та фіксуються приймачем. За часом, який потрібен для проходження сигналу, можна розрахувати шлях, який він проходить, а відповідно – висоту шарів іоносфери. В результаті на дисплеї відображається залежність висоти відбиття від частоти радіосигналів, яка називається іонограмою.

Іонограму можна перерахувати у висотний профіль електронної концентрації. За ним можна вивчати як фундаментальні речі – будову та характеристики іоносфери, так і цілком прикладні – прогнозувати умови поширення сигналів систем іоносферного зв’язку, супутникової навігації тощо.

Зараз на станції “Академік Вернадський” працюють два іонозонди: австралійський та український – розроблений співробітниками Радіоастрономічного інституту НАН України (Харків).

У підготовці матеріалу допомогли Андрій Залізовський та Анна Соіна, Радіоастрономічний інститут НАНУ, Харків.

Related posts

Leave a Comment