МОСКВА, 14 марта. /ТАСС/. Ученые Научно-исследовательского радиофизического института Нижегородского государственного университета (НИРФИ ННГУ) создали самый быстрый вертикальный ионозонд для изучения процессов в ионосфере - слое атмосферы планеты, сильно ионизированном из-за облучения космическими лучами. Результаты работы опубликованы в журнале Remote Sensing, сообщила в понедельник пресс-служба вуза.
"В мире сейчас действует около 200 ионозондов. В России их пока единицы, это очень мало для огромной территории нашей страны. Поэтому мы ожидаем, что на наши приборы будет спрос. Наш ионозонд обладает кратно меньшей стоимостью, а функционал - лучше того, что может предложить мировой рынок. Мы смогли обеспечить беспрецедентную скорость регистрации ионограмм вертикального зондирования и опубликовали результат испытаний. Оборудование отработало в высокоскоростном режиме сутки без неполадок", - сказал директор НИРФИ ННГУ Алексей Шиндин, слова которого приводятся в сообщении.
Разработанный учеными ионозонд способен регистрировать ионограммы, следы отраженных от ионосферы радиосигналов, менее, чем за секунду (0,9 с). На данный момент в мире нет других подобных устройств, которые могли бы работать с такой скоростью и при этом непрерывно, в течение длительного времени. Лучшие из известных приборов демонстрируют временное разрешение в несколько секунд. Таким образом, по словам ученых, создан уникальный инструмент для диагностики быстрых процессов в ионосфере
Помимо фундаментальных исследований, как отметили в вузе, скоростная диагностика ионосферы также может послужить улучшению качества коротковолновой радиосвязи и оперативной передачи информации на расстояние в несколько тысяч километров, что имеет большое значение для оборонной промышленности и для бизнеса, как более гибкая и дешевая альтернатива спутниковой связи.
Новый инструмент изучения атмосферы
Макет вертикального ионозонда был собран и сконфигурирован в НИРФИ в на базе молодежной лаборатории института. Сейчас после проведения успешных испытаний он готовится к вводу в непрерывную эксплуатацию сразу на нескольких экспериментально-опытных базах НИРФИ. В том числе на полигоне "Васильсурск", где расположен нагревный стенд СУРА - многофункциональный комплекс для исследования околоземного и космического пространства.
Нагревный стенд, как отмечают авторы работы, излучает в зенит мощные радиоволны. Чтобы оценить масштаб возмущений, которые стенд создает в верхних слоях атмосферы, и построить расширенную модель состояния ионосферной плазмы, ученым необходима диагностика в точках, удаленных от стенда. С помощью скоростного вертикального ионозонда в 2022 году планируется открыть новые пункты диагностики. Комплекты оборудования для мониторинга развернут на полигонах в Республике Крым, в Татарстане, а также в Нижегородской области.
"Ионосферные исследования во всем мире строятся по этому принципу: чем больше пунктов приема сигнала, тем лучше. Мы использовали все современные достижения в области цифровой обработки радиосигналов и создали автономный комплект оборудования, который можно расположить в нужной точке, развернуть антенну и начать принимать данные", - пояснил Шиндин.
В ННГУ добавили, что в разработке использовались общедоступные комплектующие, чтобы в будущем создать сеть пунктов диагностики ионосферы и уменьшить затраты на производство подобных ионозондов. Кроме того, исследовательская группа разработала программное обеспечение, которое позволяет транслировать ионограммы в реальном времени с высоким пространственным разрешением.