Науково-дослiднi роботи 2008 року

  • ФОРМУЛЮВАННЯ НАУКОВОЇ КОНЦЕПЦІЇ ПІДСУПУТНИКОВОГО ІОНОСФЕРНОГО МОНІТОРИНГУ В РАМКАХ ПРОЕКТУ «ІОНОСАТ» З РОЗРОБКОЮ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВИМОГ ДО СИСТЕМИ ПІДСУПУТНИКОВОГО ІОНОСФЕРНОГО МОНІТОРИНГУ (СПІМ), СТРУКТУРИ І ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ СПІМ (ІНТЕРФЕРОМЕТР – ИОНОСАТ).

    Замовник – Національне космічне агентство України, відповідальний виконавець –  Ю.М. Ямпольський.

    ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучение параметров атмосферного газа, электромагнитных полей и токов на высотах верхней ионосферы. Формулирование научной концепции, требований и функциональных схем системы подспутникового ионосферного мониторинга (СПИМ) для проекта «Ионосат».

    В исследованиях использованы методы: анализа результатов предшествующих ионосферных космических миссий; дистанционного радизондирования окружающего космического простанства; статистической радиофизики; экспериментальной радиоастрономии; радиолокации и спутниковой радионавигации.

    Рассмотрены основные спутниковые методы контактного и современные наземные средства и методы дистанционного зондирования ионосферы. Проведен анализ возможности интеграции национальных и международных средств мониторинга околоземного космического пространства в систему подспутникового ионосферного зондирования. Сформулирована научная концепция создания СПИМ и основные научные задачи проекта «Ионосат». Предложена структура СПИМ, состоящая из национального и международного сегментов. Для каждого из этих сегментов предложены структурные схемы и состав научного оборудования. Сформулированы основные требования создания СПИМ. На примере харьковского куста ионосферных обсерваторий разработана схема их координированного функционирования. Представлены структурные схемы четырех обсерваторий. Специальное внимание уделено информационным системам электронной связи между элементами СПИМ для передачи данных зондирования в Центр сбора и обработки данных. Подробно описан метод частотно-углового зондирования ионосферы, который предполагается внедрить на нескольких национальных и зарубежных обсерваториях. На примере Международного геофизического календаря рассмотрена возможность построения циклограммы работы СПИМ и всей миссии «Ионосат».

  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ “ЭФФЕКТА САМОРАССЕЯНИЯ” ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИОНОСФЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ, СТИМУЛИРОВАННЫХ КВ ИЗЛУЧЕНИЕМ, С ПОМОЩЬЮ DPS СИСТЕМ (Р – 330).

    Выполняется в рамках партнерского УНТЦ проекта совместно с Центром атмосферных исследований университета Массачусетс, г. Лоуєлл (США), руководитель –  В.Г. Галушко.

    В рамках проекта предполагается использование основной и нескольких высших гармоник собственного излучения нагревного стенда для диагностики стимулированных ионосферных неоднородностей (СИН) на основе эффекта саморассеяния, открытого под руководством проф. Ю. М. Ямпольского. Как было обнаружено в результате наблюдений за излучением нагревных стендов EISCAT (Норвегія) и “Сура” (Россия), КВ радиоволна в процессе нагрева сама рассеивается на СИН, демонстрируя сравнительно широкий доплеровский спектр, часто со сдвигом в несколько герц. Одним из наиболее интересных эффектов является то, что спектры рассеянных сигналов упомянутого вида одновременно наблюдались в нескольких сильно разнесенных в пространстве приемных пунктах. Высокий уровень корреляции временных вариаций спектров саморассеянных сигналов в разных пунктах наблюдения позволяет предположить, что источник этих широких спектров должен быть расположен на общем участке трас распространения, т.е. в области нагрева (возмущенной области над нагревным стендом). Целью предложенного исследования является изучение трех основных вопросов, а именно, определение механизмов генерации ионосферных неоднородностей, выяснение способов распространения саморассеяных сигналов и использование эффекта саморассеяния для идентификации и диагностики стимулированных ионосферных неоднородностей. Для исследования процессов развития стимулированных неоднородностей в области F ионосферы и изучения их характеристик рассеяния будет использовано несколько нагревных стендов, расположенных в Европе и Америке. Локальные DPS (Digisonde Portable Sounder) системы будут задействованы для определения горизонтальных и вертикальных скоростей дрейфа СИН вблизи области нагрева, которые влияют на доплеровское смещение частоты и уширение спектров саморассеянных сигналов. Эти данные будут также использованы для выяснения механизмов распространения саморассеянных сигналов, которые по результатам предварительных исследований распространяются на большие расстояния со сравнительно малым затуханием. Регистрация доплеровских спектров саморассеянных сигналов в нескольких пространственно-разнесенных позволит изучать динамику стимулированных ионосферных неоднородностей. Также можно ожидать, что разработанная модель саморассеяния нагревного сигнала позволит восстанавливать параметры пространственного спектра стимулированных неоднородностей.

  • ІОНОСФЕРНО – МАГНІТОСФЕРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ Й СИГНАЛІВ ННЧ І ВЧ ДІАПАЗОНІВ В АРКТИЦІ (ШПІЦБЕРГЕН).

    Замовник – НАН України, відповідальний виконавець –  О.В. Колосков.

    МЕТА РОБОТИ – Дослідження стану іоносфери і магнітосфери Землі у високих та середніх широтах Європейського континенту за допомогою дистанційних радіофізичних і радіоастрономічних методів зондування геокосмосу. Розробка та впровадження нових радіофізичних і радіоастрономічних методів дистанційної діагностики плазмового оточення Землі для використання на обсерваторіях EISCAT і України.

    До технічного завдання увійшли такі пункти:

    А) Дослідження штучної іоносферної турбулентності, що її стимульовано нагрівними стендами, методом саморозсіювання.

    Б) Розробка і впровадження методу мерехтіння випромінювання дискретних космічних джерел у ВЧ діапазоні для картографування іоносферних неоднорідностей з використанням мережі існуючих панорамних ріометрів.

    В) Створення автономного автоматичного магнітометричного комплексу УНЧ – ННЧ діапазонів на о. Свалбард.

    Перші два пункти виконані у поточному році у повному обсязі. Автоматичний магнітометричний комплекс УНЧ – ННЧ діапазонів створено та протестовано на обсерваторії РІНАН України. Встановлення комплексу на обсерваторії КХО (о. Свалбард) передбачається у 2009 р., на заключному етапі проекту. Описання виконаних робіт наведено у річному Звіті.

  • «РОЗВИТОК РАДІОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ ДІАГНОСТИКИ НАВКОЛОЗЕМНОГО КОСМІЧНОГО ПРОСТОРУ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЗМІВ ВЗАЄМОДІЙ ГЕОСФЕРНИХ ОБОЛОНОК» (АНТИПОД).

    Выполнялась совместно с ИСЗФ СО РАН (г Иркутск), Заказчик – НАН Украины - СО РАН, ответственный исполнитель –  С.Б. Кащеев.

    МЕТА РОБОТИ – Дослідження взаємодії різних висотних шарів іоносфери та визначення їх реакції на проходження сонячного термінатору та сонячного затемнення за допомогою неконтактних методів. Обробка та інтерпретація даних вимірювань характеристик КХ сигналів на довгих та наддовгих радіолініях.

    Проаналізовано результати вимірювальної кампанії з реєстрації енергетичних характеристик та допплерівських спектрів сигналів КХ діапазону на довгих радіолініях під час сонячного затемнення та у суміжні дні. У якості джерел випромінювання використані передавачі, що розташовані біля Іркутська, Норильска та Магадану. Приймальні пункти були організовані під Харковом та на острові Свалбард (архіпелаг Шпицберген). Виявлено, що амплітуда сигналу на довгих трасах у день влітку має значні коливання та значно відрізняється день від дня. Знайдено, що допплерівський зсув сигналу (ДЗЧ) під час затемнення приблизно обернено пропорційний до робочої частоти. Розроблено феноменологічну модель залежності ДЗЧ від інтегрального освітлення всієї радіолінії. Побудовано модель часової залежності зсуву частоти, яка якісно співпадає з результатами експериментальних вимірювань.

  • «ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЦИКЛОНІЧНОЇ АКТИВНОСТІ НА ІОНОСФЕРУ ЗЕМЛІ ЗА ДАНИМИ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ» (ТРОПОСФЕРА).

    Выполняется совместно с РФФИ, Заказчик – НАН Украины - СО РАН, руководитель –  А.В. Зализовский.

    МЕТА РОБОТИ – Дослідження впливу тропічних циклонів, циклонів високих та помірних широт і пов’язаних з ними атмосферних фронтів на стан іоносфери Землі за даними дистанційного зондування.

    До технічного завдання увійшли такі пункти:

    1) Аналіз можливих механізмів модуляції електродинамічних параметрів у нижній і верхній іоносфері; розробка прогнозу наявності пов'язаних з АГХ варіацій в іоносферних параметрах, що вимірюються методом вертикального зондування (ВЗ).

    2) Створення бази даних (ряди іоносферних та метеорологічних даних, метеорологічні карти) для обраних інтервалів часу. Вибір (у разі потреби – розробка) алгоритмів виявлення іоносферних збурень, пов'язаних із метеоефектами.

    3) Аналіз варіації регулярних та спорадичних параметрів іоносфери за даними ВЗ під час обраних метеорологічних подій.

    4) Дослідження впливу повного вмісту озону в атмосфері на АГХ канал тропосферно-іоносферних зв'язків.

  • МОНІТОРИНГ ПРИРОДНИХ І ТЕХНОГЕННИХ ЗБУРЕНЬ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО КЛІМАТУ ЗЕМЛІ У НАДНИЗКОЧАСТОТНОМУ ДІАПАЗОНІ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЇХ ВПЛИВУ НА ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН ЛЮДИНИ (ОТОЧЕННЯ).

    Замовник – НАН України, відповідальні виконавці –  Ю.М. Ямпольський, В.Є, Пазнухов.

    МЕТА РОБОТИ - Створення банку даних із систематичних спостережень природного і техногенного електромагнітного фону у ННЧ діапазоні , розробка фізичних моделей виникнення та поширення випромінювання, а також дослідження його можливого впливу на функціональний стан людини.

    На НЧ обсерваторії РІ НАН в с. Мартова розроблено системи дистанційного моніторингу наднизькочастотного випромінювання глобальної грозової активності. Встановлено та введено в експлуатацію автоматичну метео – магнітну станцію, ГНСС приймач та детектор мюонів. Увесь вимірювальний комплекс працює в автоматичному моніторинговому режимі. Апробовано систему передачі даних з обсерваторії до РІ НАНУ з використанням мережі Internet. Проведено співставлення ННЧ даних, що були отримані в Антарктиці та в Україні, визначено основні центри глобальної грозової активності. Виконані методичні розробки, щодо порівняння низькочастотних збурень у довкіллі із психіко – фізіологічним станом людини.