Физики КФУ совместно с учеными из Китая создадут трехмерную карту ионосферных неоднородностей средних широт

Используя карту, можно будет повысить надежность радиосвязи.

Ученые кафедры радиоастрономии Института физики КФУ и Национального центра космических наук Академии наук  КНР приступили к мониторингу ионосферных неоднородностей.

С этой целью на радиополигоне Казанского федерального университета были установлены две камеры всего неба (all sky). Специализированные  камеры, которые  используются в метеорологии и астрономии для фотографирования неба, разместили на территории КФУ сотрудники Государственной лаборатории космической погоды Национального центра космических наук Китайской Академии наук. Камеры будут работать «в связке» с  ионозондом КФУ, созданным заведующим кафедрой радиоастрономии Института физики, руководителем проекта “Мониторинг неоднородной структуры ионосферы и атмосферы” НИЛ Исследований ближнего космоса Аделем Акчуриным.

С помощью  ионозонда и камер ученые будут измерять  невидимое для человека свечение ночного неба, являющееся   индикатором ионосферных  неоднородностей.  Ионосфера – сильно ионизированный вследствие воздействия космического излучения слой атмосферы Земли, причем концентрация электронов в нем (плотность) неоднородная. Этот слой атмосферы, состоящий из положительно и отрицательно заряженных ионов, хорошо отражает радиоволны.  Благодаря ионосфере радиоволны коротковолнового диапазона распространяются вокруг поверхности Земли на очень большие расстояния даже при малых мощностях передатчиков. Один из типов ионосферных неоднородностей – перемещающиеся  ионосферные неоднородности – мешают распространению радиоволн.

«У нас с учеными из Китая одна  цель – исследовать ионосферные неоднородности средних широт. Их горизонтальную структуру будет фиксировать камера всего неба,  а ионозонд КФУ, работающий в минутном диапазоне, – «смотреть» перемещающиеся возмущения  в вертикальной проекции. Результатом совместных исследований свечения неба должна стать карта (портрет) ионосферных неоднородностей, которая будет включать сведения об их форме, размерах, источнике и направлении движения. На основе этих данных в будущем можно будет создать устройства, ослабляющие воздействие ионосферных неоднородностей на радиосвязь, – рассказывает Адель Джавидович. –  Хочу отметить, что несколько лет назад мы уже проводили совместные с представителями  Государственной лаборатории космической погоды Национального центра космических наук Академии наук  Китая наблюдения. По результатам  этой  работы в марте 2018 года вышла статья в Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Адель Джавидович также отметил, что  Академией наук  КНР установлены камеры всего неба в разных точках Земли, больше всего их в зоне экватора. Там ионосферные неоднородности самые крупные, их изучать гораздо легче. В средних широтах таких камер мало, и неоднородности тут не слишком большие, а значит, свечение неба достаточно слабое.  Но не только это осложняет работу исследователей. Ионозонд и камеры всего неба могут «увидеть» ионосферные неоднородности, если им не будут мешать облака и лунный свет. Самое лучшее время для сканирования неба – безоблачная безлунная ночь (новолуние). Таких ночей в наших широтах не очень много, поэтому работа будет вестись на протяжении нескольких месяцев.