Специалисты из Научно-исследовательского радиофизического института Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (НИРФИ ННГУ имени Н. И. Лобачевского) разработали новый способ определения концентрации электронов в Е-слое ионосферы Земли. Полученные в ходе исследований данные позволят спрогнозировать условия распространения радиоволн, проанализировать эффекты воздействия мощного радиоизлучения на ионосферу Земли и изучить ее характеристики в динамике.
На данный момент, одной из главных задач физики ионосферы и космической плазмы является изучение нижних слоев ионосферы, расположенных на высотах 50-150 километров. В этих слоях происходит взаимодействие термосферы, которая регулируется солнечной активностью, и тропосферы, формирующей погоду и климат. Актуальность их изучения обусловлена тем, что здесь обнаружены движения нейтрального газа, искажающие траектории ракет. Кроме того, в нижних слоях ионосферы производят сильное торможение космические аппараты, что вызывает возмущение естественного состояния ионосферы.
Проведя эксперименты на специальном нагревном стенде СУРА – многофункциональном комплексе для исследования околоземного и космического пространства, ученые разработали новую формулу, основанную на измерениях характеристик радиоволн, рассеянных этими неоднородностями в ионосферной плазме. Она позволяет определить концентрацию электронов в области 90-130 километров, так называемом, E-слое ионосферы, который недоступен для изучения обычными способами.
«Разработанный нами способ дает высокую точность измерений и высотно-временное разрешение. Погрешность определения электронной концентрации составляет не более 5-10 процентов, а например, погрешность широко используемых при анализе распространения радиоволн моделей ионосферы может достигать 30 процентов. Временное разрешение способа составляет 10-15 секунд, разрешение по высоте порядка одного километра. Это означает, что каждые 10-15 секунд мы получаем высотный профиль электронной концентрации с шагом по высоте один километр. Это очень хорошие показатели», - поясняет один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник отдела распространения радиоволн и дистанционного зондирования Наталия Бахметьева.
Источник фото: NASA on Unsplash
