Ионосферный обогреватель

Ионосферный нагреватель , или ионосферная высокочастотная накачка , представляет собой мощный передатчик радиоволн с массивом антенн , который используется для исследования турбулентности плазмы, ионосферы и верхних слоев атмосферы. ^{[ 1 ]}

Цели и методы

Эти передатчики работают в диапазоне высоких частот (ВЧ) (3–30 МГц), в котором радиоволны отражаются от ионосферы обратно на землю. С помощью таких установок можно полуконтролируемым образом возбуждать ряд явлений плазменной турбулентности с земли в условиях, когда ионосфера естественным образом спокойна и не нарушается, например, полярными сияниями. Этот тип исследования «стимул-реакция» дополняет пассивные наблюдения за естественно возбуждаемыми явлениями, чтобы узнать об ионосфере и верхних слоях атмосферы.

Изучаемые явления плазменной турбулентности включают различные типы нелинейных волновых взаимодействий, при которых различные волны в плазме соединяются и взаимодействуют с прошедшей радиоволной, образование и самоорганизацию нитевидных плазменных структур, а также ускорение электронов. Турбулентность диагностируется, например, с помощью радара некогерентного рассеяния путем обнаружения слабых электромагнитных излучений турбулентности и оптических излучений. Оптическое излучение возникает в результате возбуждения атмосферных атомов и молекул электронами, ускоренными в плазменной турбулентности. Поскольку этот процесс такой же, как и для полярного сияния , оптическое излучение, возбуждаемое ВЧ-волнами, иногда называют искусственным полярным сиянием, хотя для обнаружения этих излучений необходимы чувствительные камеры, чего нельзя сказать о настоящем полярном сиянии.

Ионосферные ВЧ-насосные установки должны быть достаточно мощными, чтобы обеспечить возможность исследования турбулентности плазмы, хотя любая радиоволна, распространяющаяся в ионосфере, воздействует на нее, нагревая электроны. Влияние радиоволн на ионосферу было обнаружено еще в 1930-х годах с помощью эффекта Люксембурга . Хотя исследовательские установки должны иметь мощные передатчики, поток мощности в ионосфере для самой мощной установки (HAARP) составляет менее 0,03 Вт/м. ². ^{[ 2 ]} Это дает плотность энергии в ионосфере, составляющую менее 1/100 плотности тепловой энергии самой ионосферной плазмы. ^{[ 1 ]} Поток мощности также можно сравнить с потоком Солнца на поверхности Земли, составляющим около 1,5 кВт/м. ². Во время полярных сияний с помощью ВЧ-накачки обычно невозможно наблюдать ионосферные эффекты, поскольку мощность радиоволн сильно поглощается естественно нагретой ионосферой.

Действующее оборудование высокочастотных насосов

EISCAT-Heating, управляемый Европейской научной ассоциацией по некогерентному рассеянию ( EISCAT ) в Рамфьордмоене недалеко от Тромсё в Норвегии , способный передавать 1,2 МВт или более 1 ГВт. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} эффективная излучаемая мощность (ERP).
Ионосферная нагревательная установка «Сура» в Васильсурске под Нижним Новгородом в России , способная передавать ERP мощностью 750 кВт или 190 МВт.
Программа высокочастотных активных полярных исследований (HAARP) к северу от Гаконы, Аляска , способная передавать ERP мощностью 3,6 МВт или 4 ГВт.

Закрытые насосные станции ВЧ

Обсерватория Аресибо (Пуэрто-Рико) также имела ВЧ-установку для модификации ионосферы. Аресибо был выведен из эксплуатации в 2020 году.
Обсерватория стимуляции полярных сияний высокой мощности Обсерватория HIPAS к северо-востоку от Фэрбенкса, Аляска, США, способная передавать ERP мощностью 1,2 МВт или 70 МВт. Закрыт в 2007 году.
Ионосферный обогреватель Islote (Пуэрто-Рико) работал до 1998 года, расположен в Islote .
Атмосферная обсерватория Платтевилля , Колорадо, США (прекратила исследования ионосферных нагревателей в 1984 году, но до сих пор работает как атмосферная обсерватория).
КОПЬЕ (Исследование космической плазмы с помощью активного радара) ^{[ 5 ]} представляет собой установку, эксплуатируемую UNIS ( Университетским центром на Шпицбергене ), расположенную рядом с объектами EISCAT в Лонгйирбюене на Шпицбергене , Норвегия, способную передавать ERP мощностью 192 кВт или 28 МВт.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Мощные электромагнитные волны для активных исследований окружающей среды в геопространстве, Т.Б. Лейзер и А.Я. Вонг (Обзоры геофизики, том 47, RG1001, 2009).
^ «Информационный бюллетень HAARP» . Архивировано из оригинала 7 октября 2009 г. Проверено 7 октября 2009 г.
^ «Основная информация» . e7.eiscat.se .
^ "абстракт/s19.txt" . www.kurasc.kyoto-u.ac.jp .
^ «КОПЬЕ (Исследование космической плазмы активным радаром)» . копье.unis.no .

[LeyserWong-1] Jump up to: ^а ^б Мощные электромагнитные волны для активных исследований окружающей среды в геопространстве, Т.Б. Лейзер и А.Я. Вонг (Обзоры геофизики, том 47, RG1001, 2009).

[2] «Информационный бюллетень HAARP» . Архивировано из оригинала 7 октября 2009 г. Проверено 7 октября 2009 г.

[3] «Основная информация» . e7.eiscat.se .

[4] "абстракт/s19.txt" . www.kurasc.kyoto-u.ac.jp .

[5] «КОПЬЕ (Исследование космической плазмы активным радаром)» . копье.unis.no .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]