СОЛНЦЕ

[АниКей]

ГлавнаяНаука
Наблюдения за Солнцем помогли доказать существование сверхредкой ядерной реакции

Сверхлегкие частицы-нейтрино могут вступать в реакции с атомами одного из стабильных изотопов углерода


10 декабря, 19:39

МОСКВА, 10 декабря. /ТАСС/. Физики впервые использовали вырабатываемые Солнцем сверхлегкие частицы-нейтрино для подтверждения гипотезы о том, что эти частицы могут вступать в очень редкие ядерные реакции с атомами одного из стабильных изотопов углерода. Этот эксперимент расширил представления ученых о свойствах и поведении данного класса элементарных частиц, сообщила пресс-служба Оксфордского университета.
"Наблюдения за солнечными нейтрино на нашей предыдущей установке SNO уже принесли Нобелевскую премию по физике 2015 года. За последующие годы наше понимание свойств солнечных нейтрино настолько улучшилось, что мы недавно впервые использовали эти частицы в качестве инструмента для изучения редких ядерных реакций", - заявил профессор Оксфордского университета Стивен Биллер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняет профессор Биллер, детектор нейтрино SNO+, построенный глубоко под землей в канадском Садбери в 2017 году, представляет собой гигантскую сферу из акрила, заполненную жидким ароматическим углеводородом. Когда через толщу этой жидкости проходит нейтрино, в некоторых редких случаях оно сталкивается с одним из атомов водорода, что приводит к рождению нейтрона и вспышки света, которые фиксируются датчиками фотонов.
Помимо обычных "солнечных" нейтрино, возникающих в процессе слияния протонов, установка SNO+ также фиксирует прохождение через Землю и так называемых "борных" нейтрино. Так физики называют особый подкласс данных частиц, которые возникают в ядре Солнца в результате распада ядер атомов бора-8 на две альфа-частицы и электрон. Они представляют огромный интерес для изучения структуры ядра Солнца и проверки теоретических моделей.

Данные частицы, как обратили внимание физики, в теории должны также вступать в атомные реакции с еще одним типом атомов, который присутствует внутри сферы SNO+ - с ядрами углерода-13, тяжелого изотопа углерода, на долю которого приходится примерно 1% от общей массы этого элемента во Вселенной. Вероятность подобного события крайне низка, однако их достаточно легко обнаружить по вторичным вспышкам света, которые порождаются распадом нестабильного азота-13, возникающего в результате столкновения нейтрино и углерода-13.

Опираясь на эту идею, физики проанализировали данные, которые были собраны на SNO+ в промежутке между маем 2022 года и июнем 2023 года. Ученым удалось обнаружить следы примерно пяти столкновений "борного" нейтрино с углеродом-13, что в целом совпадает с 4-5 подобными событиями, предсказываемыми теорией. Это подтвердило существование данной сверхредкой ядерной реакции и указало на то, что нейтрино способны взаимодействовать с атомами углерода даже при очень низких энергиях, подытожили ученые.
О нейтрино
Нейтрино представляют собой самые легкие и многочисленные элементарные частицы, которые взаимодействуют с окружающей материей только посредством гравитации и так называемых слабых взаимодействий. В середине прошлого века физики выяснили, что существует три "сорта" подобных частиц - тау, электронные и мюонные нейтрино и антинейтрино.
Чуть позже ученые обнаружили в ходе наблюдений за потоком солнечных нейтрино, что разные сорта этих частиц способны периодически превращаться друг в друга. Сам факт существования этого процесса, так называемых "нейтринных осцилляций", указывает на то, что эти частицы обладают ненулевой массой, как раньше предполагали некоторые теоретики. Сейчас физики активно изучают эти превращения для определения массы каждого из трех типов нейтрино. 

[АниКей]

[АниКей]

rutab.net

Зонд Parker Solar Probe зафиксировал «разворот» солнечного ветра


В декабре 2024 года космический аппарат NASA Parker Solar Probe совершил рекордное сближение с Солнцем. Обработанные снимки, опубликованные 12 декабря 2024 года в The Astrophysical Journal Letters, показали ранее неизвестные детали поведения солнечной плазмы.

Изображение солнечной короны с наложением гелиосферного токового слоя. Позиция зонда Parker Solar Probe 23 (жёлтая), 24 (зелёная) и 25 (синяя) декабря показывает его быстрое перемещение. Автор: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0d7d
Учёные обнаружили, что не весь магнитный материал, выброшенный во время коронального выброса массы (CME), уходит в космос. Часть его, в виде удлинённых сгустков плазмы, падает обратно на Солнце. Этот процесс, известный как «втекания» (inflows), впервые был детально зафиксирован с близкого расстояния инструментом WISPR с борта зонда.

Как пояснил Нур Равафи, научный руководитель миссии из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса, это «захватывающее, открывающее глаза» явление показывает, как Солнце постоянно перерабатывает свои корональные магнитные поля и материю.
Как это работает
Выброс CME часто запускается процессом магнитного пересоединения, когда скрученные силовые линии поля разрываются и перестраиваются, выбрасывая в космос облако заряженных частиц.

Схематичное изображение процесса коронального выброса массы (CME). Автор: NASA

Расширяющийся CME прорывается через магнитные поля Солнца в космос. Автор: NASA
По мере движения CME наружу он расширяется, что может приводить к разрыву соседних магнитных линий. Разорванные линии затем «сшиваются» обратно, образуя петли. Часть из них улетает в космос, а другая часть возвращается к Солнцу, формируя наблюдаемые «втекания».

«Оказывается, часть магнитного поля, высвобождаемого с CME, не улетает, как мы ожидали, — сказал Ангелос Вурлидас, научный руководитель инструмента WISPR. — Оно некоторое время задерживается и в итоге возвращается на Солнце для переработки, тонко изменяя форму солнечной атмосферы».

Возвращающаяся материя тянет за собой сгустки солнечного вещества, что меняет магнитный ландшафт в этой области. Это, в свою очередь, может незначительно изменить траекторию последующих корональных выбросов, что критически важно для прогнозирования их воздействия на планеты, включая Марс.
Новые данные помогут учёным улучшить модели космической погоды и лучше предсказывать её влияние на всю Солнечную систему.

[АниКей]

planet-today.ru

Земля и Солнечная система могли быть сформированы взрывом близлежащей звезды


Фото из открытых источников
Земля, возможно, обязана некоторыми своими свойствами близлежащей звезде, которая взорвалась как раз в момент формирования Солнечной системы. Эта закономерность, когда пузырь сверхновой окутал Солнце и осыпал его космическими лучами, может быть повсеместной в галактике, что подразумевает, что землеподобных планет может быть гораздо больше, чем считалось ранее.
Благодаря древним образцам метеоритов мы знаем, что Солнечная система когда-то была заполнена тепловыделяющими радиоактивными элементами, которые быстро распадались. Тепло от этих элементов выносило большое количество воды из космических камней и комет, которые объединились, чтобы сформировать Землю, обеспечивая планете необходимое количество воды для последующего развития жизни.
Однако остается неясным, как эти элементы попали в Солнечную систему. Многие из них обычно обнаруживаются при взрывах сверхновых, но моделирование близлежащих сверхновых с трудом воспроизводит точные соотношения радиоактивных элементов, которые, согласно образцам метеоритов, присутствовали в ранней Солнечной системе. Одна из проблем заключается в том, что эти взрывы, произошедшие неподалеку, могли быть настолько мощными, что разрушили бы хрупкую раннюю Солнечную систему еще до образования планет.
Теперь Рё Савада из Токийского университета в Японии и его коллеги обнаружили, что сверхновая могла бы обеспечить необходимые радиоактивные компоненты для Земли, не нарушая процесс формирования планет, если бы она находилась немного дальше.
В их модели сверхновая, расположенная примерно в 3 световых годах от Солнечной системы, могла бы производить необходимые радиоактивные элементы в двухэтапном процессе. Некоторые из них, такие как радиоактивный алюминий и марганец, образовывались бы непосредственно в сверхновой, а затем распространялись бы на ударных волнах от взорвавшейся звезды до Солнечной системы.
Затем высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами, исходящие от сверхновой, следовали бы за этими ударными волнами и сталкивались бы с другими атомами в еще формирующемся диске Солнечной системы из газа, пыли и камней, в результате чего образовывались бы оставшиеся необходимые радиоактивные элементы, такие как бериллий и кальций. «Предыдущие модели формирования Солнечной системы фокусировались только на впрыскивании материи. Я понял, что мы игнорировали высокоэнергетические частицы», — говорит Савада. «Я подумал: ,,А что, если молодая Солнечная система просто была поглощена этой ,,ванной" частиц?"»
Поскольку этот процесс работает со сверхновой, расположенной дальше, чем в предыдущих исследованиях, Савада и его команда подсчитали, что от 10 до 50 процентов звездных и планетных систем, подобных Солнцу, могли быть засеяны радиоактивными элементами таким образом и образовать планеты с земным содержанием воды. Для предыдущих моделей, с близкими сверхновыми, попадание под воздействие сверхновой было «как выигрыш в лотерею», — говорит Савада. Но перемещение сверхновой дальше подразумевает, что «рецепт образования Земли, вероятно, не является редкой случайностью, а универсальным процессом, происходящим по всей галактике», — говорит он.
«Это довольно новаторский подход, потому что это тонкий баланс между разрушением и созиданием», — говорит Козимо Инсерра из Кардиффского университета, Великобритания. «Необходимы правильные элементы и правильное расстояние».
Если этот механизм верен, он может помочь в будущих поисках землеподобных планет с помощью планируемых телескопов, таких как Обсерватория обитаемых миров НАСА, путем поиска следов древних сверхновых и обнаружения звездных систем, которые находились рядом с ними в то время, говорит Инсерра.

[АниКей]

[АниКей]

ЗапускиНа орбитеПроектыНаукаТехнологии


Наука
ИИ научился восстанавливать 3D-структуру магнитного поля Солнца по снимкам с телескопа
13 декабря 2025 года, 09:00
Маша Иевлева
Ученые из Университета Гавайев создали ИИ-инструмент, который помогает строить трехмерные карты магнитного поля Солнца. Он работает с данными крупнейшего солнечного телескопа Daniel K. Inouye Solar Telescope на Гавайях.
Магнитное поле Солнца отвечает за солнечные вспышки и выбросы плазмы — именно они формируют космическую погоду и могут влиять на спутники, связь и энергосети на Земле. Но измерять это поле сложно: приборы показывают его наклон, однако не всегда ясно, в какую сторону оно направлено. 
Есть и еще одна сложность: когда ученые смотрят на Солнце, они видят сразу несколько слоев его атмосферы, и не всегда понятно, где именно — выше или ниже — находится конкретная магнитная структура. Солнечные пятна усложняют картину еще сильнее: их мощные магнитные поля искажают поверхность Солнца.
Чтобы решить эти проблемы, ученые разработали алгоритм машинного обучения под названием Haleakalā Disambiguation Decoder. Он использует простой физический принцип: линии магнитного поля всегда замкнуты и тянутся от одной области Солнца к другой, образуя петли. Зная это, ИИ может восстановить, как именно магнитное поле проходит в пространстве.
Метод уже проверили на компьютерных моделях Солнца — как в спокойных областях, так и в активных зонах с солнечными пятнами. Он хорошо работает и помогает разбирать детальные данные, которые сейчас получает телескоп Inouye. Кроме магнитного поля, этот подход позволяет оценивать и связанные с ним процессы, например электрические токи в солнечной атмосфере.
В практическом смысле такие 3D-карты означают более надежные прогнозы солнечной активности. Чем лучше ученые понимают магнитную «архитектуру» Солнца, тем раньше можно заметить признаки опасных событий — и тем больше времени остается, чтобы подготовить спутники и земную инфраструктуру к их последствиям.
Ранее на Солнце была зафиксирована первая вспышка класса X от крупнейшей группы пятен года.
Фото OHO—ESA/NASA

[АниКей]

[АниКей]

Parker Solar Probe: First spacecraft to 'touch' the sun
By Daisy Dobrijevic last updated December 23, 2024
Reference NASA's Parker Solar Probe is on a mission to study the sun closer than ever before. Learn more about the fastest spacecraft to date in our solar probe guide.


NASA's Parker Solar Probe smashes record for fastest human-made object
By Tia Ghose, Brandon Specktor published October 18, 2023
NASA's Parker Solar Probe has reached a record-breaking speed as it gets a gravitational assist from Venus to fall closer to the sun's scorching surface.
Parker Solar Probe



NASA's Parker Solar Probe flies through major coronal mass ejection — and survives to tell the tale
By Rahul Rao published September 20, 2023
The sun-kissing spacecraft watched as dust particles were displaced across 6 million miles (9.7 million kilometers).
Parker Solar Probe

Parker Solar Probe and Solar Orbiter team up to tackle 65-year-old sun mystery
By Robert Lea published September 17, 2023
The Parker Solar Probe and the Solar Orbiter may have finally solved a solar puzzle that has troubled scientists for decades.

[АниКей]

[АниКей]

Карточки
Разбор: для чего нужны спутники «Ионосфера-М» и как они устроены
25 июля 2025 года
Рита Титянечко

8 карточек
Ракета-носитель «Союз-2.1б», стартовавшая с космодрома Восточный, отправила на орбиту вторую пару спутников «Ионосфера-М», которые будут определять геофизические параметры верхнего слоя атмосферы, влияющего на связь и навигацию. Зонды станут «глазами» ученых в космосе, помогая изучать плазму, отслеживать магнитные бури и даже предсказывать землетрясения. Почему это важно — разбираемся в нашем материале.
Содержание
1Что такое проект «Ионозонд» и зачем он нужен?2Как устроены спутники «Ионосфера-М»?3Какие основные задачи у аппаратов «Ионосфера-М»?4В чем особенность третьего и четвертого аппаратов "Ионосфера-М"?5Для чего нужен «Зонд-М» и в чем его особенности?6Кто отвечает за создание и развертывание спутников?7Что такое ионосфера?8Проводились ли подобные исследования раньше?
1

Спойлер

Что такое проект «Ионозонд» и зачем он нужен?
В рамках проекта «Ионозонд» создается система космических аппаратов, предназначенных для мониторинга пространственно-временной структуры ионосферы, а также естественных и искусственных неоднородностей, ионосферно-магнитных возмущений, пространственного распределения электронной концентрации и электромагнитных полей. В ее состав входит пять спутников: четыре «Ионосферы-М» и один «Зонд-М». Космические аппараты будут размещены в двух орбитальных плоскостях, по два спутника в каждой. Таким образом получится непрерывно наблюдать за физическими явлениями в ионосфере.

Данные, собранные аппаратами, будут объединяться с наземными наблюдениями, создавая трехмерную модель ионосферы нашей планеты. Это поможет не только углубить научные знания, но и улучшить прогнозирование космической погоды, которая влияет на работу космических и наземных систем.
Первые два аппарата «Ионосфера-М» с порядковыми номерами 1 и 2 были запущены 5 ноября 2024 года с космодрома Восточный. В феврале 2025 года, после первых проверок на орбите, спутники начали передачу информацию о гелиогеофизической обстановке Земли — космической погоде. В мае они завершили летные испытания и были приняты в эксплуатацию.
«С первым и вторым космическим аппаратом наземный комплекс провел уже более 3000 сеансов управления и более 1,5 тысячи сбросов целевой информации. Это показало, в том числе, надежность наземных средств. Вся эта информация обработана и передана потребителю для анализа и построения в дальнейшем глобальной трехмерной модели нашей ионосферы», — рассказал заместитель генерального директора организации — разработчика аппаратов — корпорации «ВНИИЭМ» Максим Савицкий.
Следующие два зонда, обозначенные порядковыми номерами 3 и 4, стартовали 25 июля также с Восточного.
2
Как устроены спутники «Ионосфера-М»?
Все четыре аппарата имеют одинаковую конструкцию. Их стартовая масса — около 370-400 кг, в том числе полезная нагрузка занимает 100 кг. В сложенном положении габариты спутников — 1200 × 1200 × 800 мм. За электропитание отвечают солнечные панели мощностью не менее 700 Вт, а за ориентацию и стабилизацию — трехосная электромаховичная система. Ожидается, что спутники проработают на орбите как минимум 8 лет.

На борту спутников — комплекс приборов для прямого измерения параметров ионосферной плазмы, космической радиации и электромагнитных полей. Главный из них — ионозонд ЛАЭРТ, который в пассивном режиме работает как сканер, улавливая естественные радиоволны (100 кГц — 20 МГц), а в активном — выполняет роль ионосферного локатора в том же диапазоне частот.
Среди других приборов:

• приемник сигналов ПЭС, который определяет характеристики ионосферы по искажениям сигналов от навигационных спутников GPS и ГЛОНАСС;
• радиопередатчик МАЯК, который посылает сигналы на частотах 150 и 400 МГц наземным станциям (это поможет определить распределение плотности ионосферных электронов);
• приемник НВК с магнитным и электрическими датчиками, который анализирует электромагнитные волны в низкочастотном диапазоне (до 20 кГц) и таким образом измеряет естественные излучения космической плазмы и сигналы искусственного происхождения;
• спектрометр СПЭР/1 для мониторинга плазмы, приходящей в ионосферу «сверху» – то есть из магнитосферы;
• спектрометр ГАЛС/1 для измерения потоков галактических космических лучей и магнитосферной радиации;
• гамма-спектрометр СГ/1 для отслеживания гамма-излучения в диапазоне энергий 20 кэВ – 10 МэВ;
• блок оборудования БКУСНИ для управления работой бортового оборудования, сбора результатов измерений и трансляции потока телеметрии для передачи на Землю.

Кроме того, на спутниках «Ионосфера-М» № 3 и № 4, которые готовятся к старту, также установлены приборы «Озонометр-ТМ» для измерения параметров озонового слоя. Прибор определяет этот показатель, анализируя разницу при наблюдениях за атмосферой Земли и солнечным излучением.
3
Какие основные задачи у аппаратов «Ионосфера-М»?
Они должны создать глобальную карту ионосферы, равномерно распределяя измерения по всей Земле. Работая вместе, четыре спутника помогут определять важнейшие параметры космической плазмы и следить за изменениями в ионосфере во время солнечных вспышек и магнитных бурь. Кроме того, они смогут выявлять различные структуры в ионосфере — например, форму и расположение аврорального овала или места выпадения заряженных частиц в высоких широтах.

Пример ионограммы, переданной с аппарата «Ионосфера-М»
Данные вертикального зондирования с помощью аппаратов «Ионосфера-М» позволят делать краткосрочный прогноз землетрясений. Это поможет точнее предсказывать подземные толчки и улучшить меры по защите от их последствий.
По словам заместителя научного руководителя проекта «Ионосфера», руководителя лаборатории физики магнитосферных процессов Института космических исследований (ИКИ) РАН Михаила Могилевского, спутники помогут выполнить и ряд других задач. «В частности, это задача радиолокации — важный и нужный аспект, поскольку ионосфера в нем играет важную, практическую роль. Вместе с тем есть совершенно неожиданные задачи, связанные с локальным поведением плазмы вокруг космического аппарата — небольшой спутник летит и возмущает ионосферную плазму, за ним остается плазменный след, происходит обтекание. Эти явления тоже интересны сами по себе, потому что не всегда мы можем их смоделировать в лаборатории», — сказал он.
4
В чем особенность третьего и четвертого аппаратов "Ионосфера-М"?
По словам Михаила Могилевского, от двух запускаемых аппаратов ученые ожидают сразу нескольких результатов. Во-первых, они позволят дополнить группировку спутников для оперативного мониторинга состояния ионосферы. «Для этого важны не только бортовые измерения космического аппарата, но и быстрый прием и передача этой информации», — подчеркнул он.

Полная система позволит проводить комплексные эксперименты. «На земле есть специальные нагревные стенды — коротковолновые передатчики, антенны которых смотрит вверх. Выбирается частота таким образом, чтобы она как бы "застревала" в ионосфере. Это приводит к локальному нагреву. Вот такие комплексные эксперименты Спутник — Земля очень важны и интересны», — сказал Могилевский.
Во-вторых, специалисты надеются продемонстрировать работу озонометров, которых не было на борту первых двух спутников. «Мы надеемся, что с помощью этих приборов нам удастся построить картину распределения озона вокруг нашей земли», — подчеркнул руководитель лаборатории физики магнитосферных процессов ИКИ РАН.
Новые аппараты позволят понять, какие изменения происходят в ионосфере, например, при извержении вулкана. «Мы знаем, что эти изменения происходят — у нас есть определенные измерения. Но имея этот комплекс наземных и спутниковых данным, мы сможем продвинуться вперед. Есть еще целый ряд других задач, которые связаны с такими же изменениями в ионосфере, например, во время тайфунов», — рассказал заместитель научного руководителя проекта.
5
Для чего нужен «Зонд-М» и в чем его особенности?
Космический аппарат «Зонд-М» предназначен для мониторинга солнечной активности. Он будет выведен на околокруговую околотерминаторную солнечно-синхронную орбиту и, как ожидается, проработает 8 лет. Основные его задачи — картирование Солнца, измерение параметров рентгеновского и ультрафиолетового излучения, а также ионного состава верхней атмосферы и магнитного поля.

Космический аппарат «Зонд-М»
Сам аппарат будет весить 450 кг, а его полезная нагрузка — 105 кг. По габаритам он будет крупнее, чем спутники «Ионосфера-М». Его геометрические размеры в транспортном положении составят 1540 × 1326 × 1153 мм. Он будет снабжен трехосновной системой ориентации, а для питания будет использовать солнечные батареи мощностью не менее 700 Вт.
Один из главных его приборов — телескоп-коронограф (СТЕК), предназначенный для мониторинга солнечной короны. Он позволит отслеживать динамику развития корональных выбросов массы. Другой важный прибор — солнечный изображающий спектральный телескоп (СОЛИСТ), поможет измерить потоки излучения и создаст высокоточные изображения переходного слоя и короны светила.
Солнечное излучение будут фиксировать такие бортовые приборы, как рентгеновский спектрофотометр (РЕСПЕКТ), рентгеновский фотометр (СРФ), спектрофотометр потока ультрафиолетового излучения Солнца (СУФ), спектрозональная система с камерой (ЛЕТИЦИЯ), сканирующий Озонометр-З. магнитометр (ФМ-Г), гамма-спектрометр (СГ/2). Измерением магнитного поля займется магнитометр (ФМ-Г) и низкочастотный волновой комплекс (НВК2).
На борту также расположится радиочастотный масс-спектрометр (РИМС-А) для автоматического анализа нейтрального и ионного состава верхних слоев атмосферы Земли и собственной атмосферы аппаратов. Собирать данные и управлять ими позволит бортовой комплекс БКУСНИ–З.
6
Кто отвечает за создание и развертывание спутников?
Генеральный заказчик проекта — Роскосмос, а тематический — Росгидромет и Российская академия наук (РАН). За разработку космической системы отвечала корпорация «ВНИИЭМ», а за создание комплекса целевой аппаратуры — ИКИ РАН. Организация также будет курировать научные исследования на основе собранной спутниками информации.

Данные с аппаратов «Ионосфера-М» и «Зонд-М» будут поступать в государственную систему космического мониторинга, которая входит в состав Европейского, Сибирского и Дальневосточного центров Научно-исследовательского центра космической гидрометеорологии «Планета».
Первичную обработку информации и планирование программы измерений возьмет на себя наземный комплекс под руководством НИЦ «Планета» Росгидромета при участии ИКИ РАН. Управлять спутниками на орбите будут сотрудники Центра управления полетами ЦНИИмаш. Обработкой и интерпретацией данных для практического применения займется Центр валидации Института прикладной геодезии (ИПГ).
Особенность проекта – в автоматизированной передаче данных со спутников на Землю. По словам старшего программиста, технического руководителя наземного комплекса ИКИ Александра Бакумова, сеансы связи будут длиться около 10-12 минут, в среднем их будет 11-12 в день. «Объем данных передается достаточно большой и сбрасывается как можно чаще, поскольку очень важна оперативность информации», — сказал он.
7
Что такое ионосфера?
Ионосфера — это верхний слой земной атмосферы, который находится примерно на высоте от 50 до 2 000 км над поверхностью. Она состоит как из нейтральных частиц, так и из заряженных ионов и электронов, которые образуются под действием солнечного излучения. Именно благодаря этой особенности ионосфера обладает высокой электропроводностью и может отражать или искажать радиосигналы.

Именно ионосфера позволяет использовать радиосвязь связь на средних и коротких волнах: исходящий сигнал отражается от ионосферы и принимается на очень дальних расстояниях. Однако она также влияет на распространение радиоволн от навигационных спутников, мешая их прохождению и вычислению координат приемника. Изучение ионосферы может свести к минимуму вызванные ею ошибки. В том числе важную роль знание ее особенностей играет в авиации, где точность данных имеет критическое значение.
Ионосфера также служит своеобразным «мостом» для электрических токов, возникающих в магнитосфере Земли. Поэтому она считается важным элементом, влияющим на геомагнитную активность — от возникновения магнитных бурь до появления полярных сияний.
Для исследования ионосферы используется отдельный прибор — ионозонд, который служит для определения высоты отражения радиоволн различных частот, измерения критических частот ионосферы и высотного распределения концентрации электронов.
Ионозонд — это своего рода специализированный радиолокатор, который посылает короткие радиоимпульсы в широком диапазоне частот, а затем улавливает сигналы, которые «отскочили» от ионосферы. Отражение происходит на той высоте, где частота свободных колебаний электронов (в зависимости от их концентрации) совпадает с частотой сигнала от зонда. По длительности задержки между отправкой и возвращением сигнала можно определить высоту отражающего слоя, а по частоте отклика �— рассчитать концентрацию электронов в этой точке.
8
Проводились ли подобные исследования раньше?
Да, с помощью наземного ионозонда. Его создали американские ученые в 1925 году и в 1930-х годах провели с помощью него первые эксперименты. Сегодня существует целая сеть из таких наземных приборов по всему миру. Полученные ими данные обрабатывают геофизические службы. Российская государственная наблюдательная сеть Росгидромета располагает сетью из 16 ионозондов. Своя система есть и у РАН.

Космический аппарат "Космос-1809" (АУОС-3-И-Э)
Однако у наземных приборов есть принципиальное ограничение — из-за отражательных свойств самой ионосферы они позволяют изучать только нижние ее слои, примерно до высоты 250-400 км. Все, что находится выше, остается недоступным. Эти области можно исследовать только «снаружи», из космоса. 
Первый космический ионозонд разместили на борту канадско-американского спутника Alouette-1 («Жаворонок-1»), который отправился в полет в 1962 году. СССР подключился к исследованиям в 1970 году, запустив аппарат «Космос-381» с аналогичной аппаратурой. Особого успеха в изучении ионосферы также достиг отечественный спутник «Интеркосмос-19», отправленный на орбиту в 1979 году. Он представлял собой первую комплексную орбитальную лабораторию, оснащенную ионозондом.
Проводил исследования в этой области и «Космос-1809», созданный специально для гидрометеорологической службы СССР и запущенный в 1987 году. Он должен был стать первым в серии спутников для глобального мониторинга ионосферы, но основной прибор на его борту проработал недолго. Тем не менее другая аппаратура продолжала собирать ценные данные о локальных параметрах ионосферной плазмы еще шесть лет.
Параллельно в СССР проводились исследования с помощью серии из 12 спутников «Прогноз», которые выводились на высокоэллиптические орбиты с 1972 по 1996 год. Их данные помогали предсказывать возникновение опасных радиационных потоков из-за вспышек на Солнце, представляющих угрозу для пилотируемых космических полетов.
Дополнительные исследования в этом направлении также проводились на орбитальной станции «Мир» вплоть до 1990-х годов и с тех пор фактически прекратились. Проект «Ионозонд» возобновляет эту работу и позволяет российским специалистам вернуться к систематическому изучению ионосферы из космоса.
Кроме спутников «Ионосфера-М» наблюдать за Землей будут и кубсаты российской частной компании «Геоскан». Какие задачи они решают и когда отправятся к Луне и Марсу — поговорили с Александром Хохловым, главой отдела проектов малых космических аппаратов компании.

[свернуть]