Estados Unidos quiere estimular la ionosfera de la Tierra con bombas de plasma

Para mejorar las comunicaciones por radio.

Un enjambre de microsatélites CubeSat. Foto: NASA

Muchos radioaficionados saben que recibir señales de radio en la noche es mucho mejor que durante el día. Después del atardecer, puede recibir un sonido claro de esas estaciones de radio que no se reciben durante el día. Incluso de aquellos que están a cientos de kilómetros de distancia.

La razón del fenómeno es que por la noche, las ondas cortas pueden reflejarse mejor desde la ionosfera, la capa superior de la atmósfera, altamente ionizada debido a la exposición al sol. Si el rango de comunicación estable en visibilidad directa es de 70 km, entonces la ionosfera funciona como un tipo de amplificador de señal, aumentando significativamente la distancia.

La ionosfera comienza a una altitud de aproximadamente 60 km, consiste en una mezcla de un gas de átomos y moléculas neutrales (principalmente nitrógeno N ₂ y oxígeno O ₂ ) y un plasma casi neutro, en el que la cantidad de partículas cargadas negativamente es solo aproximadamente igual a la cantidad de carga positiva.

Por la noche, la densidad de la ionosfera aumenta, lo que explica la mejor calidad de recepción de señal de las estaciones de radio. Pero, ¿por qué no tratar de lograr este efecto durante el día, si es necesario para fines militares y civiles?

Esta es precisamente la idea que surgió de los ingenieros de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Ahora están desarrollando planes para el bombardeo de plasma de la atmósfera superior de la Tierra por microsatélites CubeSat.

Los satélites deben ionizar la atmósfera, mejorando la densidad de la ionosfera y sus propiedades reflectantes.

En términos generales, este no es el primer intento de mejorar las cualidades reflexivas de la ionosfera para aumentar el alcance de las comunicaciones de radar y radio, escribe New Scientist. Tal intento se hizo en el marco del HAARP (Programa de Investigación de Auroral Activa de Alta Frecuencia) - "Programa de Investigación de Conciencia de Alta Frecuencia Aurora" El proyecto se lanzó en la primavera de 1997 en Alaska, donde construyeron una serie de antenas, un radar de radiación incoherente con una antena de veinte metros de diámetro, localizadores láser, magnetómetros, computadoras para procesamiento de señales y control de campo de antena. Todo el complejo funcionaba con una potente estación de servicio de gas y seis generadores diesel.


Campo de antena del Programa de Investigación Aurora por exposición de alta frecuencia en Alaska: el primer intento de influir en la ionosfera de la Tierra. Foto: Fuerza Aérea de EE. UU. / 2do teniente. J. Elaine Hunnicutt

Aparentemente, el proyecto no tuvo mucho éxito. En mayo de 2014, el portavoz de la Fuerza Aérea de EE. UU., David Walker, anunció que el comando ya no respaldaría la instalación. Se decidió cerrar permanentemente la estación, y los ingenieros recibieron instrucciones para desarrollar otras formas de estimular la ionosfera.

El bombardeo de microsatélites es una de esas nuevas opciones.

Los pequeños microsatélites CubeSat cúbicos de 10 centímetros se pueden dispersar a una altitud de 60 km en grandes cantidades. Son capaces de liberar una gran cantidad de gas ionizado (plasma) directamente en la ionosfera.

Dicha barrera de plasma, según la Fuerza Aérea de los EE. UU., Se puede usar no solo para aumentar el alcance de las comunicaciones de radio, sino también para bloquear la señal de los satélites extranjeros (se supone que esta posibilidad debe estudiarse), así como para reducir el impacto negativo del viento solar (esta es generalmente una opción semi-fantástica).

El plan de los ingenieros estadounidenses tiene al menos dos problemas tecnológicos. En primer lugar, cómo ajustar un generador de plasma en un volumen de satélite en miniatura de 10 x 10 x 10 cm. En segundo lugar, cómo controlar la eyección de plasma.

Para resolver estos problemas técnicos, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos asignó subvenciones a tres empresas privadas. De las opciones propuestas, se elegirá la mejor solución. Se comprobará primero en una cámara de vacío y luego durante una misión de investigación espacial, antes de que se tome una decisión sobre el bombardeo masivo de la ionosfera por parte de dichos satélites.

La compañía de Ciencias Generales con investigadores de la Universidad de Drexel (Filadelfia) está trabajando en un método de reacción química que puede usarse para calentar el metal hasta un punto de ebullición. Los humos metálicos reaccionarán con el oxígeno atmosférico e ionizarán el gas.

Enig Associates, junto con físicos de la Universidad de Maryland, ofrece un enfoque más radical, aunque el concepto básico es el mismo. Pero quieren calentar rápidamente el metal usando la detonación de una pequeña bomba, convirtiendo la energía de la explosión en energía eléctrica. En este caso, es posible controlar la forma de las nubes de gas ionizado controlando la dirección de la explosión.

Hasta ahora, los proyectos se encuentran en una etapa experimental muy temprana. De hecho, solo estamos dando los primeros pasos para estudiar el uso del plasma artificial para modificar la ionosfera de la Tierra. Científicos independientes dicen que será una tarea extremadamente difícil instalar una fuente de energía suficientemente potente en un volumen de satélite tan pequeño para generar suficiente gas ionizado. Las dificultades que enfrentan los investigadores pueden ser insuperables.

Los científicos también dudan de que los microsatélites puedan reducir de alguna manera la influencia del viento solar, que sopla toda la Tierra. Esto se puede comparar con tratar de detener la tormenta marina con bloques protectores separados.

En cualquier caso, este es un intento muy interesante para influir de alguna manera en la naturaleza.

Source: https://habr.com/ru/post/es396611/