| Аннотация |
Проект направлен дальнейшее развитие адекватной физической картины возбуждения в ионосфере Земли (F-слой) искусственной ионосферной турбулентности (ИИТ), инициированных мощным КВ радиоизлучением (волной накачки, ВН). Исследования будут проводиться на основе анализа данных, полученных с участием авторов на специализированных нагревных стендах СУРА (Россия), HAARP (США, Аляска), и Аресибо (США, Пуэрто-Рико) в 2011-2024 гг., новых экспериментов на стенде СУРА, лабораторного моделирования ионосферных процессов на установке ИПФ РАН «Крот», входящем в состав ОИ «Комплекс крупномасштабных геофизических стендов ИПФРАН».
Объемный экспериментальный материал, полученный на стендах СУРА, HAARP, Аресибо проанализирован и отражен в публикациях 2013-2024 гг. далеко не полностью. Он содержит богатую информацию о закономерностях формирования и динамики плазменно-волновых структур в возмущенной области ионосферы и генерации излучения в КВ и оптическом диапазонах, дает основу для построения физической модели процессов, происходящих в возмущенной области ионосферы. Это относится, в частности, к экспериментам, проведенным в 2023 и 2024 гг. на стенде СУРА, в период, близкий к максимуму солнечной активности.
В ходе ионосферных экспериментов при режимах излучения ВН, учитывающих характерные времена исследуемых процессов, осуществляются одновременные (комплексные) наблюдения КВ искусственного радиоизлучения ионосферы (ИРИ) и оптического свечения ионосферы, зондирование и просвечивание ионосферы пробными радиоволнами КВ и СВЧ диапазонов, включая радары некогерентного рассеяния и сигналы ИСЗ. При этом исследуются спектры и динамика плазменных волн и неоднородностей электронной концентрации с масштабами поперек геомагнитного поля от десятков см до десятков км; ускорение электронов плазменными волнами его следствия: дополнительная ионизация и генерация искусственного оптического свечения подавление свечения вследствие нагрева электронов; зависимость свойств ИИТ от соотношения частоты волны накачки и гармоник электронной циклотронной частоты, каналы ввода энергии волны накачки в плазменную турбулентность в условиях различных нагревных стендов.
Важность лабораторного моделирования для построения наиболее полной модели ИИТ определяется, в первую очередь тем, что перечисленные дистанционные методы исследований ИИТ должны быть дополнены исследованиями (измерениями параметров турбулентности) in situ, непосредственно внутри области ее расположения. Кроме того, параметры ионосферной плазмы испытывают заметные естественные вариации, тогда как в лабораторной установке повторяемость условий находится «в руках» экспериментатора. В ходе моделирования при соблюдении параметров подобия с ионосферной плазмой и при различных соотношениях частоты ввода энергии в плазму и гармоник электронной циклотронной частоты от 2-й до 4-й предполагается исследовать захват высокочастотных и низкочастотных плазменных мод в уединённую магнитоориентированную мелкомасштабную плазменную неоднородность; формирование группы близкорасположенных мелкомасштабных магнитоориентированных неоднородностей; формирование частотного спектра плазменных волн и его зависимость от поперечных магнитному полю координат в области локализации неоднородностей; ускорение электронов плазменными волнами и генерация оптического свечения вследствие соударений ускоренных электронов с тяжелыми частицами.
Кроме перечисленного, в ходе проекта будут проводиться моделирование распространения КВ радиоволн при наличии перемещающихся ионосферных возмущений естественного происхождения и инициированных волной накачки, а также электромагнитных волн КНЧ диапазона, генерируемых ионосферным источником, возникающим под действием волны накачки.
|
| Приоритеты научно-технического развития |
е) повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики;
|
