• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 июня, 14:22
Институт прикладной физики РАН
193

Ученые проследили за космической погодой в реальном времени

❋ 4.5

Специалисты ИПФ РАН разработали резонансный датчик для измерения концентрации ионосферной плазмы и ее пространственно-временных флуктуаций. Датчик способен отслеживать изменения плотности ионосферы с миллисекундным разрешением, его можно установить на малые и сверхмалые искусственные спутники Земли — кубсаты.

Датчик, разработанный в ИПФ РАН, может измерять плотность ионосферы с миллисекундным разрешением / © Александр Галка, пресс-служба ИПФ РАН

Знания о состоянии ионосферы помогают прогнозировать и преодолевать перебои в работе систем радиосвязи, повышать точность определения местоположения с помощью спутниковых навигационных систем. Такие данные особенно важны при решении задач, связанных с освоением Арктики и Антарктики – там ионосферные возмущения, обусловленные солнечной активностью, обычно наиболее значительны. Поиск взаимосвязей плазменно-волновых процессов и электромагнитных параметров ионосферы позволит разработать методы прогноза и мониторинга стихийных бедствий природного характера, таких как землетрясения, грозы, извержения вулканов и песчаные бури, потоки космической пыли.

Часть из этих важных задач может быть решена с помощью резонансного зонда ионосферной плазмы. Зонд установлен на наноспутнике «СамСат — Ионосфера», который изготовили коллеги из Самарского университета имени С.П. Королева. Самарский спутник успешно выведен на орбиту во время пуска ракеты-носителя «Союз-2.1б» с космодрома Восточный 5 ноября 2024 года. Его размер 10x10x30 сантиметров, скорость восемь километров в секунду, высота орбиты 500 километров. Вместе с ним в космос отправилась внушительная флотилия из более чем полусотни космических аппаратов.

Лабораторный образец датчика параметров плазмы, установленного на наноспутнике «СамСат-Ионосфера» / © Александр Галка, пресс-служба ИПФ РАН

«Резонансный зонд лишен недостатков традиционных зондов Ленгмюра. Слишком много факторов в этом случае могут вносить помехи в измерения, да и их чувствительность ниже, чем у нашего прибора, — рассказывает Александр Галка, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией методов плазменной диагностики отдела геофизической электродинамики ИПФ РАН. – Другие методы часто непригодны или неприменимы на маленьких кубсатах. Наш метод основан на измерении диэлектрической проницаемости плазмы, величина которой определяется концентрацией электронов. Зонд работает на частоте, превышающей все характерные частоты в ионосфере, что упрощает аналитическое описание измерительной системы. На спутнике «СамСат-Ионосфера» концентрация плазмы регистрируется вдоль орбиты с временным интервалом 2 миллисекунды, однако зонд может работать на порядок быстрее и получать данные с микросекундным временным разрешением».

Экспериментальная отработка методики проведена на уникальных плазменных стендах «Крот» и «Ионосфера» в ИПФ РАН, предназначенных для моделирования электрофизических процессов в ионизированных оболочках Земли, а также для плазменных испытаний образцов космической техники. Разработка метода измерения концентрации ионосферной плазмы и ее апробация на экспериментальном стенде была поддержана грантом РНФ.  Большие размеры установок и высокая повторяемость условий разряда позволили провести эксперимент в условиях «безграничной» плазмы в реальном масштабе 1:1 в диапазоне изменения концентрации плазмы от 10^3 до 10^6 частиц в кубическом сантиметре. Эти значения соответствуют высоте 500 километров, в районе которой сосредоточена основная масса различных спутников, там же проходит орбита Международной космической станции. В то же время орбита самарского спутника захватывает приполярные широты, вплоть до 80 градусов – сложную и малоизученную область.

Нижегородские физики расшифровывают и обрабатывают первые полученные данные. Они хорошо согласуются с показателями традиционных методов исследования ионосферы. Далее исследователям предстоят тщательные перекрестные проверки, успешное прохождение которых позволит включить новый метод в космические программы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ФИЦ ИПФ РАН — одна из ведущих российских научных организаций, с 2016 года является Федеральным исследовательским центром. Располагается в самом центре Нижнего Новгорода. Ежегодно здесь реализуется более 300 исследований, в том числе по крупным федеральным программам. У нас проводятся исследования по физике плазмы, геофизике, лазерной физике и гидроакустике, а также по рентгеновской оптике, наноматериалам, упрочняющим и ресурсосберегающим технологиям.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 июля, 13:46
Росатом

В музее «Атом» на ВДНХ в Москве 16 июля 2025 года подписали соглашение о вступлении Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан (ИЯФ АН РУз) в Консорциум многоцелевого исследовательского реактора четвертого поколения МБИР.

18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

18 июля, 11:48
Юлия Тарасова

Не секрет, что занятия спортом под музыку приятнее и помогают повысить продуктивность тренировок. В новом исследовании итальянские ученые на примере силовых упражнений показали, какая именно музыка лучше подходит для таких целей.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

18 июля, 13:46
Росатом

В музее «Атом» на ВДНХ в Москве 16 июля 2025 года подписали соглашение о вступлении Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан (ИЯФ АН РУз) в Консорциум многоцелевого исследовательского реактора четвертого поколения МБИР.

14 июля, 10:19
Александр Березин

Фраза «понедельник — день тяжелый» несет больше смысла, чем можно подумать: в этот день действительно чаще случаются сердечные приступы и многое другое. Теперь исследователи показали, что такое влияние понедельники сохраняют даже после того, как человек прекратил ходить на работу.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно