ИССЛЕДОВАНИЕ ИОНОСФЕРЫ РАДИОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ МАЛОЙ РАЗМЕРНОСТИ

© А.А.Чернышов, Д.В.Чугунин, М.М.Могилевский, А.А.Петрукович
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Симпозиум
2017 г.

Исследование сложной неоднородной структуры ионосферы является не только важной фундаментальной задачей физики космической плазмы, но также необходимо для корректного использования спутниковых навигационных систем, а также для обеспечения устойчивой радиосвязи и навигации. Для изучения ионосферы предлагается использовать одновременно несколько унифицированных космических аппаратов малой размерности – наноспутников, которые относительно просты в изготовлении, что позволяет быстро и относительно дешево изготовить необходимое их количество.

Планируется применять хорошо развитые радиофизические методы для изучения мультимасштабной структуры ионосферы, позволяющие по свойствам принимаемого излучения определять характеристики среды, через которую проходило излучение. При таком подходе информация о плотности плазмы содержится в разности (сдвиге) фаз. Для этого каждый спутник будет иметь приемник спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС), а также устройство для излучения и детектирования частот в радиодиапазоне. Радиоприемники и радиопередатчики на малых космических аппаратах будут постоянно обмениваться радиосигналами и затем по сдвигу фаз возможно определить электронную концентрацию и ее флуктуации.

Проведены теоретические оценки получаемой разности фаз для различных частот при характерных ионосферных параметрах (зима-лето, ночь-день) в зависимости от дистанции между спутниками. Показана принципиальная возможность использования радиофизических методов с помощью наноспутников для изучения неоднородной плазменной структуры. Предлагаемые подходы могут быть использованы для исследования ионосферных неоднородностей не только естественного, но и искусственного происхождения.