Meteorické rádio

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 29. června 2020; kontroly vyžadují 15 úprav .

Meteorická rádiová komunikace  je druh rádiové komunikace , který využívá odraz rádiového signálu od ionizovaných stop meteorů , které shoří v zemské atmosféře. Běžně používaný frekvenční rozsah je od 20 MHz do 500 MHz, komunikační dosah je až 2250 km.

Fyzikální mechanismus

Meteory jsou fenoménem spalování meteorických částic v atmosféře. Meteorické částice hořící v zemské atmosféře ve výšce 70-120 km tvoří stopy ionizovaného plynu, které docela dobře odrážejí rádiové vlny. Doba existence takové stopy, od zlomků sekund do několika sekund, je určena velikostí hořící částice. Hustota stop se výrazně zvyšuje během pravidelných meteorických rojů . Existenci rozptylových mechanismů z meteorických stop v ionosféře (MR) naznačily studie anglického vědce T. L. Eckersleyho, provedené již v roce 1929. Na rozdíl od vysokofrekvenční radiové komunikace je komunikace pomocí MR (rozptyl od meteorických stop), stejně jako komunikace pomocí IR (rozptyl rádiových vln ionosférickými nehomogenitami), slabě ovlivněna ionosférickými poruchami a umožňuje vytvářet dlouhé linky s relativně vysokou spolehlivostí. komunikace během celého roku [1] . V praxi však radiokomunikace meteorů není příliš stabilní kvůli nestabilitě meteorických rojů [2] .

Použití

V 50. letech 20. století vznikly první komunikační linky meteorů v Kanadě, USA a dalších zemích. První meteorologický radiokomunikační systém "Janet" (angl. JANET) byl vytvořen v roce 1952 Kanadskou agenturou pro výzkum a vývoj obrany a fungoval ve frekvenčním rozsahu 30-50 MHz na dráze dlouhé asi 1000 km, měl vysílače s výkon 500 wattů, rozestup mezi vysílacími frekvencemi a příjmem byl 1 MHz, průměrná rychlost přenosu informace byla přibližně rovna 150 bps, maximální rychlost byla 300 bps [1] . Projekt byl ukončen kolem roku 1960. V roce 1965 byl vytvořen systém COMET ( Communication by Me teor T rails) pro komunikaci velitelství NATO v Nizozemí, Francii, Itálii, Německu, Velké Británii, Norsku. Rychlost přenosu signálu kanálem meteorů závisela na hustotě meteorických stop [2] a činila 115–310 bitů za sekundu. Na konci 60. let byly také v SSSR vytvořeny dvě meteorické komunikační linky (pod vedením A. A. Magazanika): Norilsk - Krasnojarsk a Salechard - Ťumeň, které byly v provozu asi deset let [1] . Laboratoř problémové radioastronomie PRAL Kazaňské univerzity (založena v roce 1957, profesor prof. Kostylev K.V.  - zakladatel laboratoře prof. Sidorov V.V. ) se aktivně zabývala studiem meteorů radiofyzikálními metodami a nyní práce pokračují na Kazaňské univerzitě. S příchodem družicové komunikace se radiokomunikace meteorů snížila na významu. V současnosti se používá především pro vědecké účely a radioamatérství [2] . Nutno však podotknout, že rádiovou komunikaci meteorů stále využívá řada specializovaných rádiových sítí: např. v západní části USA existuje síť automatických meteostanic SNOTEL (asi 500 autonomních stanic) napojených na hlavní centra zpracování dat ve státech Idaho a Utah . Podobná síť existuje na Aljašce .

Satelitní komunikační systémy jsou poměrně zranitelné, protože satelity mohou být sestřeleny, vyřazeny z provozu, zablokovány. Co se týče meteorických systémů, uvažuje se[ kým? ] že dokážou „přežít“ i jaderný výbuch. Meteorické částice budou k Zemi létat vždy, nelze jim zabránit , to znamená, že meteorické rádiové kanály budou existovat tak jako tak.

V polárních oblastech je navíc komunikace meteorů velmi nezbytná. Tam práci satelitů blokují poruchy v atmosféře, ke kterým dochází pod vlivem magnetických anomálií, jako je polární záře a Aurora. Spojené státy a Čína mají dnes velký zájem na vytvoření spolehlivých radiokomunikačních a navigačních systémů, které by hladce fungovaly v polárních oblastech. Zájem o tyto oblasti je nyní enormní, diktovaný tím, že tam byly objeveny obrovské zásoby ropy.

V sedmdesátých letech začali V. V. Sidorov, R. G. Minullin a R. Yu. Fakhrutdinov pracovat na vývoji metod a technických prostředků pro nezávislou vysoce přesnou synchronizaci časových měřítek v radiotechnických systémech s rozmístěnými polohami na základě použití metod rádiové komunikace meteorů. a prostředky.přesnost synchronizace časových měřítek do 10 ns a hardwarové systémy dovedené do průmyslové implementace ( G. S. Kardonik, L. A. Epiktetov, R. R. Merzakreev atd.). V Sovětském svazu existovaly dvě mocné skupiny, které se zabývaly meteorologickými problémy a konstrukcí meteorických rádiových systémů. Jeden z nich je na Kazaňské univerzitě, druhý v Charkově. Dnes[ kdy? ] Jedinečný vývoj kazaňských vědců umožňuje vytvořit systém pro synchronizaci komunikačních bodů s přesností na nanosekundy.

Moderní vysoce přesné satelitní navigační a radionavigační systémy - GPS, GLONASS pracují s přesností 30, v lepším případě 5 nanosekund. Již v 80. letech vytvořili vědci Kazaňské univerzity v úzké spolupráci s výzkumnými a výrobními komplexy v Moskvě a Petrohradu systémy, které umožňují synchronizovat časové měřítka až na nanosekundy. .

Vývoj, kterým se v současné době zabývá Amir Sulimov, profesor katedry radiofyziky Arkady Karpov a asistentka katedry radiofyziky Irina Lapshina , byl dříve zapojen do Problémové radioastronomické laboratoře (PRAL), vytvořené v roce 1957 na katedře radiofyziky. Vedl ji profesor Vladimir Sidorov , jehož posledním studentem je Amir Sulimov. V sovětských dobách bylo v laboratoři asi 50 zaměstnanců. V 70. a 90. letech 20. století vyvinuli unikátní komplexy, které registrovaly částice meteorů. Díky výzkumu, který byl proveden v PRAL, byla kůže vesmírné stanice Mir zesvětlena, protože vědci dokázali, že nebezpečí meteorů bylo přehnané.

.

Viz také

Poznámky

  1. 1 2 3 Pevné komunikační systémy // M. Bykhovskiy. Kruhy paměti. . Získáno 4. května 2014. Archivováno z originálu 4. května 2014.
  2. 1 2 3 Meteory místo satelitů (nedostupné spojení) . Získáno 4. května 2014. Archivováno z originálu 4. května 2014.