Die USA wollen die Ionosphäre der Erde mit Plasmabomben stimulieren

Verbesserung der Funkkommunikation

Ein Schwarm von CubeSat-Mikrosatelliten. Foto: NASA

Viele Schinken wissen, dass der Empfang von Funksignalen nachts viel besser ist als tagsüber. Nach Sonnenuntergang können Sie klaren Ton von den Radiosendern empfangen, die tagsüber überhaupt nicht empfangen werden. Sogar von denen, die Hunderte von Kilometern entfernt sind.

Der Grund für das Phänomen ist, dass kurze Wellen nachts besser von der Ionosphäre reflektiert werden können - der oberen Schicht der Atmosphäre, die aufgrund der Sonneneinstrahlung stark ionisiert ist. Wenn die Reichweite einer stabilen Kommunikation bei direkter Sicht 70 km beträgt, fungiert die Ionosphäre als eine Art Signalverstärker, wodurch die Entfernung erheblich vergrößert wird.

Die Ionosphäre beginnt in einer Höhe von etwa 60 km und besteht aus einem Gemisch aus einem Gas neutraler Atome und Moleküle (hauptsächlich Stickstoff N ₂ und Sauerstoff O ₂ ) und einem quasi neutralen Plasma, bei dem die Anzahl der negativ geladenen Teilchen nur annähernd der Anzahl der positiv geladenen Teilchen entspricht.

Nachts nimmt die Dichte der Ionosphäre zu, was die beste Qualität des Signalempfangs von Radiosendern erklärt. Aber warum nicht versuchen, diesen Effekt tagsüber zu erzielen, wenn dies für militärische und zivile Zwecke erforderlich ist?

Genau diese Idee kamen Ingenieuren der US Air Force. Jetzt entwickeln sie Pläne für den Plasmabeschuss der oberen Erdatmosphäre durch CubeSat-Mikrosatelliten.

Satelliten müssen die Atmosphäre ionisieren und so die Dichte der Ionosphäre und ihre Reflexionseigenschaften verbessern.

Im Allgemeinen ist dies nicht der erste Versuch, die Reflexionseigenschaften der Ionosphäre zu verbessern, um die Reichweite der Radar- und Funkkommunikation zu erhöhen, schreibt New Scientist. Ein solcher Versuch wurde im Rahmen des HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program) - „Aurora High Frequency Awareness Research Program“ - unternommen . Das Projekt wurde im Frühjahr 1997 in Alaska gestartet, wo eine Reihe von Antennen, ein inkohärentes Strahlungsradar mit einer Antenne mit einem Durchmesser von 20 Metern, Laserortungsgeräte, Magnetometer, Computer für die Signalverarbeitung und Antennenfeldsteuerung gebaut wurden. Der gesamte Komplex wurde von einem leistungsstarken Gaskraftwerk und sechs Dieselgeneratoren angetrieben.


Antennenfeld des Aurora-Forschungsprogramms durch hochfrequente Exposition in Alaska - der erste Versuch, die Ionosphäre der Erde zu beeinflussen. Foto: US Air Force / 2nd Lt. J. Elaine Hunnicutt

Anscheinend war das Projekt nicht sehr erfolgreich. Im Mai 2014 gab der Sprecher der US Air Force, David Walker, bekannt, dass das Kommando die Installation nicht mehr unterstützen werde. Es wurde beschlossen, die Station dauerhaft zu schließen, und die Ingenieure wurden angewiesen, andere Wege zur Stimulierung der Ionosphäre weiterzuentwickeln.

Mikrosatellitenbeschuss ist eine solche neue Option.

Die winzigen 10-Zentimeter-Kubik- CubeSat- Mikrosatelliten können in großer Zahl in einer Höhe von 60 km verstreut werden. Sie können eine große Menge ionisierten Gases (Plasma) direkt in die Ionosphäre abgeben.

Eine solche Plasmasperre kann nach Angaben der US-Luftwaffe nicht nur dazu verwendet werden, die Reichweite der Funkkommunikation zu erhöhen, sondern auch das Signal von fremden Satelliten zu blockieren (diese Möglichkeit soll untersucht werden) sowie die negativen Auswirkungen des Sonnenwinds zu verringern (dies ist im Allgemeinen eine halbfantastische Option).

Der Plan der amerikanischen Ingenieure weist mindestens zwei technologische Probleme auf. Erstens, wie man einen Plasmagenerator in ein Miniatursatellitenvolumen von 10 x 10 x 10 cm einbaut. Zweitens, wie man den Plasmaausstoß steuert.

Um diese technischen Probleme zu lösen, hat die US Air Force drei privaten Unternehmen Zuschüsse gewährt. Aus den vorgeschlagenen Optionen wird die beste Lösung ausgewählt. Es wird zuerst in einer Vakuumkammer und dann während einer Weltraumforschungsmission überprüft, bevor eine Entscheidung über den Massenbeschuss der Ionosphäre durch solche Satelliten getroffen wird.

Das Unternehmen General Sciences arbeitet mit Forschern der Universität Drexel (Philadelphia) an einer chemischen Reaktionsmethode, mit der das Metall auf einen Siedepunkt erhitzt werden kann. Metalldämpfe reagieren mit Luftsauerstoff und ionisieren das Gas.

Enig Associates bietet zusammen mit Physikern der University of Maryland einen radikaleren Ansatz, obwohl das Grundkonzept dasselbe ist. Aber sie wollen das Metall mit der Detonation einer kleinen Bombe schnell erwärmen und die Energie der Explosion in elektrische Energie umwandeln. In diesem Fall ist es möglich, die Form der Wolken aus ionisiertem Gas durch Steuern der Explosionsrichtung zu steuern.

Bisher befinden sich die Projekte in einem sehr frühen experimentellen Stadium. Tatsächlich unternehmen wir nur die ersten Schritte, um die Verwendung von künstlichem Plasma zur Modifizierung der Ionosphäre der Erde zu untersuchen. Unabhängige Wissenschaftler sagen, dass es eine äußerst schwierige Aufgabe sein wird, eine ausreichend leistungsfähige Energiequelle in ein so kleines Satellitenvolumen einzubauen, um genügend ionisiertes Gas zu erzeugen. Die Schwierigkeiten, mit denen Forscher konfrontiert sind, können unüberwindbar sein.

Wissenschaftler bezweifeln auch, dass Mikrosatelliten den Einfluss des Sonnenwinds, der die gesamte Erde bläst, irgendwie reduzieren können. Dies kann mit dem Versuch verglichen werden, den Seesturm mit separaten Schutzblöcken zu stoppen.

In jedem Fall ist dies ein sehr interessanter Versuch, die Natur irgendwie zu beeinflussen.

Source: https://habr.com/ru/post/de396611/