НАСА запустит крошечные спутники для изучения «пузырьков» в верхних слоях атмосферы Земли

Москва, 12:03, 18 Июн 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

НАСА запустит два идентичных миниатюрных спутника на следующей неделе в рамках проекта, призванного помочь ученым понять то, как атмосфера Земли запутывает радиосигналы, на которые мы полагаемся для связи и навигации.

Пара спутников будет в числе 24 спутников, запускаемых на борту ракеты SpaceX Falcon Heavy, когда она взлетит в космос в третий раз, с датой старта, в настоящее время запланированной на 24 июня после некоторых задержек. Два идентичных космических аппарата представляют собой миниатюрные кубические спутники, которые первоначально использовались только на низкой околоземной орбите, но теперь иногда используются для межпланетных полетов.

Эта пара спутников с названием E-TBEx, сокращенно от Enhanced Tandem Beacon Experiment, будет находиться неподалеку от Земли. Находясь на околоземной орбите, они предоставят ученым необходимую информацию о том, как радиосигналы могут прерываться при прохождении через верхние слои атмосферы планеты.

Ионосфера Земли — слой в верхних слоях атмосферы, который бомбардируется солнечным и космическим излучением и поэтому полон заряженных частиц, а также содержит «структурированные пузырьки». Эти пузырьки могут искажать радиосигналы, мешая военным и авиационным коммуникациям, а также сигналам GPS, особенно на экваторе, говорится в заявлении НАСА.

По мере того, как мы узнаем больше об этих пузырьках, мы сможем избежать проблем с сигналом, которые они вызывают. Но сейчас ученые не знают, когда пузырьки формируются или как они изменяются со временем.

«Эти пузырьки трудно изучать с нуля», — заявил в заявлении Рик Доу, руководитель программы полезной нагрузки миссии E-TBEx. «Если вы видите, что пузырьки начинают формироваться, они затем двигаются».

По словам Доу, НАСА надеется, что спутники E-TBEx смогут изучить эволюцию пузырьков, прежде чем они начнут искажать радиоволны. Это поможет ученым лучше понять физику пузырьков.

Ученые уже знают, что эта физика как-то связана с ионизированными частицами в верхнем слое земной атмосферы. Частицы в ионосфере разделяются на «море положительных и отрицательных частиц, называемых плазмой», говорится в заявлении НАСА. Плазма смешана с нейтральными газами, такими как воздух, которым мы дышим.

Сложный состав означает, что верхняя атмосфера Земли и образующиеся там пузырьки реагируют на несколько различных факторов, включая электрические и магнитные поля, а также земную и космическую погоду. Ученые считают, что волны давления от больших штормов могут проникать в ионосферу и создавать ветры, которые могут определять, как пузырьки движутся и формируются. На заряженные частицы плазмы также влияет космическая погода, которая может влиять на электрические и магнитные поля.

По данным НАСА, спутники E-TBEx будут передавать радиосигналы на трех частотах, близких к тем, которые используются спутниками связи и GPS. Эти сигналы будут отправляться принимающим станциям на земле, что позволяет ученым обнаруживать незначительные изменения фазы или амплитуды сигналов. Затем ученые смогут сопоставить разрушения с той областью ионосферы, через которую они прошли.

«Все сигналы создаются в одно и то же время — с одной и той же фазой — так что вы можете сказать, как они искажаются при прохождении через пузырьки», — сказал Доу. «Затем, глядя на искажения, вы можете получить информацию о количестве шероховатостей и плотности в пузырьках».

Два спутника на борту Falcon Heavy соединяются аналогичными маяками на шести спутниках NOAA COSMIC-2. Комбинация измерений со всех восьми спутников позволит ученым одновременно изучать искажения под разными углами.