美国想用等离子炸弹刺激地球的电离层

改善无线电通信

一群CubeSat微卫星。照片：NASA

许多火腿都知道，晚上接收无线电信号要比白天接收信号好得多。日落之后，您可以从白天根本没有收到的广播电台接收到清晰的声音。即使是距离数百公里的地方也是如此。

造成这种现象的原因是，在夜晚，短波能够更好地从电离层反射-大气的上层，由于暴露在阳光下而被高度电离。如果在直接可见范围内稳定的通讯范围是70 km，则电离层将充当一种信号放大器，从而大大增加距离。

电离层始于约60 km的高度，它由中性原子和分子（主要是氮气N ₂和氧气O ₂）的气体与准中性等离子体的混合物组成，其中带负电的粒子数量仅近似等于带正电的粒子数量。

在晚上，电离层的密度增加，这说明了无线电台的最佳信号接收质量。但是，如果军事和民用目的有必要，为什么不尝试在白天实现这种效果呢？

这正是美国空军工程师提出的想法。现在，他们正在制定CubeSat微卫星对地球高层大气进行等离子体轰击的计划。

卫星必须使大气电离，从而提高电离层的密度及其反射特性。

一般来说，这不是提高电离层反射质量以扩大雷达和无线电通信范围的首次尝试，《新科学家》写道。在HAARP（高频积极性极光研究计划）-“ Aurora高频意识研究计划” 的框架中进行了这种尝试。该项目于1997年春季在阿拉斯加启动，在那里他们建造了天线阵列，带有20米直径天线的非相干辐射雷达，激光定位器，磁力计，用于信号处理和天线场控制的计算机。整个综合大楼由强大的天然气发电站和六台柴油发电机提供动力。


通过在阿拉斯加进行高频暴露，进行Aurora研究计划的天线领域，这是影响地球电离层的首次尝试。照片：美国空军/第二中尉。 J. Elaine Hunnicutt

显然，该项目不是很成功。 2014年5月，美国空军发言人大卫·沃克（David Walker）宣布，该命令将不再支持该装置。决定永久关闭该站，并指示工程师进一步开发其他刺激电离层的方法。

微卫星轰炸就是这样一种新选择。

微小的10厘米立方CubeSat微卫星可以大量散布在60 km的高度上。它们能够将大量的电离气体（等离子）直接释放到电离层中。

根据美国空军的说法，这种等离子屏障不仅可以用来增加无线电通信的范围，而且可以用来阻挡来自外国卫星的信号（应该研究这种可能性），并可以减少太阳风的负面影响（这通常是一种半幻想的选择）。

美国工程师的计划至少有两个技术问题。首先，如何将等离子发生器安装到10 x 10 x 10 cm的微型卫星中；其次，如何控制等离子喷射。

为了解决这些技术问题，美国空军将拨款分配给了三个私人公司。从建议的选项中，将选择最佳解决方案。将首先在真空室内对其进行检查，然后在进行太空研究任务期间对其进行检查，然后再对此类卫星对电离层的大规模轰炸作出决定。

通用科学公司与德雷克塞尔大学（费城）的研究人员合作，正在研究一种化学反应方法，该方法可用于将金属加热到沸点。金属烟雾将与大气中的氧气发生反应，并使气体电离。

尽管基本概念相同，但Enig Associates与马里兰大学的物理学家一起提供了更为激进的方法。但是他们希望使用小型炸弹的爆炸来快速加热金属，从而将爆炸的能量转化为电能。在这种情况下，可以通过控制爆炸方向来控制离子化气体云的形状。

到目前为止，这些项目还处于初期的试验阶段。实际上，我们只是迈出第一步，研究使用人造等离子体来修饰地球电离层。独立科学家表示，将足够强大的能量来源装入如此小的卫星体积以产生足够的电离气体将是一项极其困难的任务。研究人员面临的困难可能是无法克服的。

科学家们还怀疑微卫星能否以某种方式减少太阳风的影响，而太阳风将整个地球吹散。这可以与试图用单独的防护块阻止海暴相提并论。

无论如何，这是一种以某种方式影响自然的有趣尝试。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396611/