Космические аппараты «Ионосфера-М» отправятся на орбиту Земли ближе к концу 2022 или началу 2023 г. в рамках проекта «Ионозонд». Они станут не только важнейшим инструментом для фундаментальных исследований, но и первым элементом глобальной системы мониторинга «космической погоды». Такой системы в России до сих пор не было. Макет такого аппарата, созданный при поддержке Фонда содействия инновациям, можно увидеть на выставке в Институте космических исследований РАН.
Всего в ионосфере Земли будут находиться четыре аппарата «Ионосфера-М», по паре на каждую орбитальную плоскость. Их оснащение, среди прочего, позволит наблюдать за Солнцем и строить солнечные карты, следить за озоновым слоем Земли, контролировать магнитосферные явления и радиационную обстановку в околоземном пространстве. Столь широкий спектр возможностей для мониторинга и изучения связан с особенностями ионосферы.
Эта «оболочка» Земли располагается между верхней границей нейтральной атмосферы на высоте 50 км и высотой порядка 2000 км над поверхностью планеты. Для ученых ионосфера представляет особый интерес — она, в отличие от более низкой атмосферы, содержит заряженные частицы: ионы и электроны, появляющиеся из-за воздействия ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца. Их концентрация различна на разных высотах и меняется в зависимости от разных процессов, протекающих как на Земле, так и на Солнце. Следя за ионосферой, можно контролировать всю «космическую погоду».
«Возьмем что-то знакомое и простое — магнитные бури. Известно, что страдающим сердечной недостаточностью нужно следить за ними, принимать меры профилактики во время бурь. Вот и получается аналогия между погодой космической и погодой обычной, на которую обращают внимание метеозависимые люди. Мониторинг процессов, происходящих на Солнце и в земной атмосфере, важен и по многим другим причинам: магнитные бури вызывают помехи в системах навигации, перегрузки напряжения в линиях электропередач. Много лет назад в Канаде из-за этого полстраны осталось без электричества», — рассказал доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИКИ РАН Сергей Александрович Пулинец.
Контроль космической погоды будет происходить благодаря установленному на «Ионосфере-М» научному прибору, который дал название проекту. Принцип его работы следующий: ионозонд излучает радиоимпульсы на разных частотах и проводит своеобразную «томографию», регистрируя концентрацию электронов на разной высоте от поверхности Земли. Проект «Ионозонд» позволит получать данные не только с поверхности планеты, но и непосредственно из атмосферы.
«Задумайтесь: сколько процентов поверхности нашей планеты составляет суша по отношению к океанам? На Земле не так много мест, где есть условия для установки ионозондов и люди, которые могут обслуживать такое оборудование. В то время как аппараты «Ионосфера-М» будут давать равномерную и равно распределенную сеть измерений со всей планеты. Это их преимущество. Да, они не смогут показывать ситуацию в какой-то конкретной точке круглосуточно. Но комбинируя данные с поверхности и из космоса, мы будем получать полноценную и подробную картину распределения электронов в атмосфере», — объяснил Сергей Александрович Пулинец.
В нашей стране ионозонды устанавливались на разные космические аппараты с 1970 г. Но полноценной системы мониторинга «космической погоды» в России пока еще не было. Комплекс «Ионозонд» станет первым элементом такой крупномасштабной системы. Его заказчиками выступают Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российская академия наук. Аппарат создается в корпорации ВНИИЭМ (входит в холдинг ГК «Роскосмос») в рамках Федеральной космической программы России 2016–2025 гг. Головные организации по научной нагрузке проекта — Институт космических исследований РАН и Институт прикладной геофизики им. Е.К. Федорова Росгидромета.
