О возможности экспериментов по возбуждению искусственных ультранизкочастотных излучений в ионосфере установкой FENICS на Кольском полуострове

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана численная модель для расчета электромагнитного отклика в ионосфере от заземленных сверхнизкочастотных передатчиков конечной длины L. Такими мега-излучателями являются передатчик ЗЕВС с несущей частотой 82 Гц и установка FENICS, которая может генерировать искусственные излучения на частотах от долей герц до первых сотен герц. Рассчитана амплитуда излучений, возбуждаемых в верхней ионосфере заземленным горизонтальным током, подвешенным над высокоомной земной поверхностью. Высотный профиль параметров плазмы реконструирован с использованием модели ионосферы IRI. Для передатчика ЗЕВС (L = 60 км), запитываемого током 200 А, моделируемые амплитуды электромагнитного отклика в ночной ионосфере могут достигать ~60 мкВ/м, что подтвердилось наблюдениями на спутнике DEMETER. Согласно расчетам, установка FENICS (L = 100 км), запитываемая током 100 A, может генерировать в ночной верхней ионосфере излучение с частотой 10—100 Гц с амплитудой до ~60—70 мкВ/м. Установка FENICS может быть использована для возбуждения искусственных Рс1-пульсаций, которые можно было бы зарегистрировать на низкоорбитальных спутниках (например, CSES). Для создания в ночной ионосфере колебаний на частоте 0.5 Гц с амплитудами магнитной компоненты >1 пТл и электрической >10 мкВ/м необходим ток в антенне FENICS > 140 А.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Пилипенко

Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук; Институт космических исследований Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: space.soliton@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Н. Г. Мазур

Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук

Email: space.soliton@gmail.com
Россия, Москва

Е. Н. Федоров

Институт физики Земли имени О. Ю. Шмидта Российской академии наук

Email: space.soliton@gmail.com
Россия, Москва

А. Н. Шевцов

Геологический институт — обособленное подразделение Кольского научного центра Российской академии наук

Email: space.soliton@gmail.com
Россия, Апатиты

Список литературы

  1. Rothkaehl H., Parrot M. // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2005. V. 67. P. 821.
  2. Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Велихов Е.П. и др. // Изв. РАН. Физ. атм. и океана. 2015. T. 51. C. 826; Zhamaletdinov A.A., Shevtsov A.N., Velikhov E.P. et al. // Izv. Atm. Ocean. Phys. 2015. V. 51. P. 826.
  3. Любчич В.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 3. С. 378; Lyubchich V.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 3. P. 268.
  4. Nemec F., Parrot M., Santolik O. // J. Geophys. Res. 2015. V.120. P. 8954.
  5. Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Климов С.И. // Солн.-земн. физ. 2021. Т. 7. № 3. С. 3; Pilipenko V.A., Fedorov E.N., Mazur N.G., Klimov S.I. // Solar-Terr. Phys. 2021. V. 7. No. 3. P. 105.
  6. Терещенко Е.Д., Терещенко П.Е. // ЖТФ. 2017. Т. 87. C. 453; Tereshenko E.D., Tereshenko P.E. // J. Tech. Phys. 2017. V. 87. P. 453.
  7. Терещенко Е.Д., Терещенко П.Е., Сидоренко А.Е. и др. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 6. С. 907; Tereshchenko E.D., Tereshchenko P.E., Sidorenko A.E. et al. // J. Tech. Phys. 2018. V. 88. No. 6. P. 907.
  8. Ермакова Е.Н., Рябов А.В., Котик Д.С. // Изв. вузов. Радиофиз. 2021. Т. 64. № 3. С. 163; Ermakova E.N., Ryabov A.V., Kotik D.S. // Radiophys. Quant. Electron. 2021. V. 64. No. 3. P. 163.
  9. Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A., Vakhnina V.V. // Radio Sci. 2020. V. 55. Art. No. e2019RS006943.
  10. Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A. // J. Geophys. Res. 2021. V. 126. Art. No. e2021JA029659.
  11. Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Пилипенко В.А. // Изв. вузов. Радиофиз. 2022. Т. 65. № 9. С. 697; Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A. // Radiophys. Quant. Electron. 2023. V. 65. No. 9. P. 697.
  12. Baños A. Dipole radiation in the presence of a conducting half-space. N.Y.: Pergamon, 1966. 263 p.
  13. King R.W.P., Smith G.S., Owens M., Wu T.T. Antennas in matter. Fundamentals, theory and applications. Ch. 11. Cambridge: The MIT Press, 1981.
  14. Собчаков Л.А., Астахова Н.Л., Поляков С.В. // Изв. вузов. Радиофиз. 2003. Т. 46. № 12. С. 1027; Sobchakov L.A., Astakhova N.L., Polyakov S.V. // Radiophys. Quant. Electron. 2003. V. 46. No. 12. P. 1027.
  15. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967. 685 с; Ginzburg V.L. Propagation of radiowaves in plasm. Pergamon Press, 1970. 615 p.
  16. Pilipenko V.A., Parrot M., Fedorov E.N., Mazur N.G. // J. Geophys. Res. 2019. V. 124. No. 10. P. 8066.
  17. Беляев П.П., Поляков С.В., Ермакова Е.Н. и др. // Изв. вузов. Радиофиз. 2002. Т. 45. № 2. С. 156; Belyaev P.P., Polyakov S.V., Ermakova E.N. et al. // Radiophys. Quant. Electron. 2002. V. 45. No. 2. P. 156.
  18. Грач В.С., Демехов А.Г. // Изв. вузов. Радиофиз. 2017. Т. 60. № 12. С. 1052; Grach V.S., Demekhov A.G. // Radiophys. Quant. Electron. 2017. V. 60. No. 12. P. 1052.
  19. Guo Z., Fang H., Honary F. // Universe. 2021. V. 7. P. 29.
  20. Пилипенко В.А., Полозова Т.Л., Энгебретсон М. // Косм. иссл. 2012. Т. 50. № 5. C. 355; Pilipenko V.A., Polozova T.L., Engebretson М. // Cosmic Res. 2012. V. 50. No. 5. P. 355.
  21. Boerner D.E. // Surv. Geophys. 1992. V. 13. P. 435.
  22. Ermakova E.N., Kotik D.S., Polyakov S.V. et al. // J. Geophys. Res. 2006. P. 111.
  23. Поляков С.В. // Изв. вузов. Радиофиз. 2008. Т. 51. № 12. С. 1026; Polyakov S.V. // Radiophys. Quant. Electron. 2008. V. 51. No. 12. P. 1026.
  24. Пилипенко В.А. // В сб. “Триггерные эффекты в геосистемах”. М.: ГЕОС, 2013. C. 318.
  25. Гульельми А.В., Зотов О.В. // Физика Земли. 2012. № 6. С. 23; Guglielmi A.V., Zotov O.V. // Phys. Solid Earth. 2012. No. 6. P. 23.
  26. Diego P., Huang J., Piersanti M. et al. // Instruments. 2021. V. 5. No. 1. P. 1.
  27. Dudkin F., Korepanov V., Dudkin D. et al. // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 5686.
  28. Wu J., Wang Z., Zhang J. et al. // Earth Planets Space. 2023. No. 1. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Иллюстрация перехода от реального источника c подвешенным над землей током, заземленным на концах, к модельному с заглубленным током. Квазидипольные линии тока показаны для глубин менее δg

Скачать (174KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пространственная структура в направлении поперек токового источника амплитуды электрической компоненты |Ex(y)| излучения системы FENICS на частотах от 3 до 50 Гц на высоте 500 км. Проводимость Земли σg = 10–5 См/м. Все кривые соответствуют масштабу излучателя L = 100 км. Также пунктирной линией показана амплитуда электрического поля на частоте 82 Гц, возбуждаемого передатчиком ЗЕВС (L = 60 км)

Скачать (110KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пространственная структура амплитуды электрических компонент |Ex(y)|, |Ey(y)| излучения системы FENICS в направлении поперек токовой линии на высоте 500 км. Проводимость Земли σg = 10–5 См/м, длина L = 100 км, частота — 0.5 Гц

Скачать (105KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пространственная структура амплитуды магнитных компонент |Bx(y)|, |By(y)|, |Bz(y)| излучения системы FENICS в направлении поперек токовой линии на высоте 500 км. Проводимость Земли σg = 10–5 См/м, длина L = 100 км, частота — 0.5 Гц

Скачать (119KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».