Российские учёные получили данные, которых не было 30 лет: Восстановили изучение связи в полярной ионосфере

Новые российские измерения ионосферы над Северным полюсом продолжают традицию советских дрейфующих станций, но уже на современном технологическом уровне. Учёные Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) впервые за 30 лет получили данные о состоянии ионосферы в приполюсной области Арктики — это позволит повысить надёжность КВ-радиосвязи в высоких широтах. Рассказываем подробности:

Спустя три десятилетия после фактического прекращения регулярных наблюдений в приполюсном районе российские учёные получили свежие данные о состоянии ионосферы и распространении коротковолновых радиоволн. Для этого использовалось новое отечественное судно-полярная станция (Ледостойкая самодвижущаяся платформа, ЛСП) «Северный полюс» проекта 00903, на борту которого работала российская научная дрейфующая экспедиция «Северный полюс-42» (СП-42). От таких исследований зависят безопасность судоходства, работа полярных станций и жизнеобеспечение отдалённых поселений.

Во время работы экспедиции был развёрнут пункт приёма наклонного зондирования ионосферы. Организация дрейфа при поддержке научно-экспедиционного судна «Северный полюс» позволила впервые за долгое время провести измерения в центральной части Арктического бассейна, а не на периферийных станциях. Сигналы, принятые на борту судна, дали учёным параметры плазмы в околоземном космическом пространстве Арктического региона. Эти сведения легли в основу моделирования загоризонтного распространения радиоволн при отражении от ионосферы, что напрямую работает на оптимизацию каналов радиосвязи.



Ледостойкая самодвижущаяся платформа (ЛСП) «Северный полюс» проекта 00903 во время дрейфа в Арктике

• Как отметил директор Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Александр Макаров, последние тридцать лет данные о состоянии ионосферы в приполюсной области фактически не обновлялись, и возможность развернуть приёмный пункт прямо на дрейфующей платформе позволила закрыть этот пробел.

История отечественных ионосферных исследований в Арктике насчитывает почти столетие. Первые спорадические измерения были выполнены советскими учёными ещё в ходе Второго Международного полярного года (1932–1933), когда количественно оценивались уровни сигналов от удалённых КВ-передатчиков. Уже тогда стало ясно: полярные сияния и возмущения геомагнитного поля серьёзно ухудшают качество радиосвязи в высоких широтах, и без регулярных наблюдений за ионизацией ионосферы не обойтись.

В 1938 году в Арктике был установлен один из первых советских вертикальных ионосферных зондов — на мысе Тихая (архипелаг Франца-Иосифа), где наблюдения велись ежегодно. В 1950–1955 годах аналогичные станции появились в Мурманске, на острове Диксон и мысе Шмидта. Особое значение имели наблюдения на дрейфующих льдах: в 1954–1955 годах регулярное вертикальное зондирование ионосферы впервые в истории выполнялось на станции «Северный полюс-3», дрейфовавшей в непосредственной близости от Северного географического полюса.

Среди советских дрейфующих станций особое место занимает «Северный полюс-22» (СП-22). Открытая 13 сентября 1973 года на ледяном острове, она проработала 3130 суток — до 8 апреля 1982 года — и стала самым продолжительным проектом в истории отечественных исследований высокоширотной Арктики. Суммарный дрейф станции составил 17 069 километров. За это время на СП-22 выполнялся широкий комплекс исследований состояния ионосферы, магнитосферы, озоносферы, приземной и свободной атмосферы, ледяного покрова, гидросферы и литосферы.

Именно на советском материале была сформирована и самая разветвлённая в мире сеть риометрических наблюдений: к 1970-м годам она охватывала как окраинные, так и центральные районы Арктики, включая дрейфующие станции. Проведённые тогда фундаментальные исследования физики и морфологии аномального поглощения радиоволн, построение карт распределения электронной концентрации в слое F для разных уровней солнечной и геомагнитной активности, изучение спорадической ионизации слоя E — всё это заложило основу для современных моделей полярной ионосферы.

В начале 1970-х годов советские учёные разработали и внедрили метод ионосферного рассеяния вперёд, который прошёл успешные испытания на трассе Диксон — Тикси. Выяснилось, что стандартные ионосферные возмущения, обычно искажающие сигнал, в этом случае, напротив, увеличивают интенсивность полезного сигнала. Работы по наклонному зондированию на сверхдлинных трассах, включая трассу протяжённостью 13 000 километров, разрешили давний геофизический спор о механизме распространения КВ-сигнала и были выдвинуты на соискание Государственной премии СССР. В начале 1980-х в ААНИИ совместно с вычислительным центром развернулись работы по физическому моделированию полярной ионосферы — модель, учитывающая перенос плазмы в полярной шапке под действием электрического поля конвекции, показала удовлетворительное согласие с экспериментальными данными.

Сегодняшние результаты СП-42 — прямое продолжение этой традиции, но уже на новом технологическом уровне. Данные, собранные на дрейфующей платформе в приполюсной области, позволяют уточнить модели загоризонтного распространения радиоволн и оптимизировать каналы связи там, где регулярные наблюдения прервались на три десятилетия.

Михаил Петровский. Источник фото: Даниэль Юскаев, Ярослава Процюк/ААНИИ

Источник: salt.mediasalt.ru

уникальные шаблоны и модули для dle