ЗАГАДКА ИОНОСФЕРЫ

ПО ПУТИ РАДИОВОЛН

Уть радиоволн от передатчика до радиоприёмника за­частую бывает очень сложным и очень длинным. Ра­диоволны проносятся над морем и сушей, над степями и лесами, над горячими песками пустынь и снегами тундры.

Все эти участки земной поверхности обладают различ­ными электрическими свойствами и по-разному влияют на распространение радиоволн.

Вода, почва, различные наземные предметы, встре­чающиеся на пути радиоволн, поглощают часть их энер­гии. Поэтому по мере удаления от передатчика сила элек­тромагнитного поля радиоволн ослабевает. На боль­шом расстоянии от передатчика сила электромагнитного поля, воздействующего на приёмную антенну, может ослабеть настолько, что радиопередачу нельзя будет принять.

Но распространение радиоволн идёт не только вдоль поверхности Земли, а во все стороны от передающей ан­тенны, в том числе и вверх. Волна, уходящая наклонно вверх, называется пространственной, а волна, идущая у земной поверхности,— поверхностной (рис. 16).

Практическое значение имеет не только поверхностная волна. Пространственная волна под влиянием ионосферы тоже в конце концов возвращается на Землю. Встречаясь

С ионизированными слоями воздуха, она меняет направ­ление своего движения. Это происходит потому, что ско­рость волны при попадании в ионосферу возрастает. А раз волна начинает двигаться быстрее, фронт её постепенно поворачивается и путь волны искривляется.

Нечто похожее можно наблюдать в обыденной жизни. Небольшая тележка, пущенная по ковру наискосок, ска­тывается на голый ровный пол; если левое колесо сойдёт с ковра раньше правого, то тележка повернёт вправо, по­тому что при переходе с ковра на гладкий пол левое ко­лесо, увеличивая скорость, обгонит правое (рис. 17).

Примерно то же происходит и с радиоволной, когда она попадает в ионосферу. Поднимаясь всё выше и выше в слои с большей и большей ионизацией, волна всё дальше и дальше отклоняется от своего первоначального прямо­линейного пути и, наконец, поворачивает к Земле. Проис­ходит своего рода отражение, после которого волна, по­сланная вверх, достигает Земли, но уже где-нибудь очень далеко от передатчика.

Способность ионосферы менять направление радио­волн имеет огромное практическое значение. «Можно ска­зать без преувеличения,— писал видный исследователь законов распространения радиоволн академик А. Н. Щу­кин,— что не будь отражения и преломления радиоволн в

Верхних слоях атмосферы, роль радио, как средства связи, сократилась бы на 90—95%».

Воздействие ионизированных слоёв на радиоволны различной длины проявляется не одинаково. Одни из них поглощаются сильнее, другие слабее, одни испытывают незначительное преломление в ионосфере, а другие на­оборот — преломляются очень сильно. Именно это и соз­даёт в основном то разнообразие в прохождении радио­волн, которое наблюдается в практике дальней радио­связи. Если на каких-то волнах держать связь бывает невозможно, то на волнах другой длины работа идёт вполне успешно.

Условия распространения волн в ионосфере наиболее благоприятны для коротких волн длиной в несколько де­сятков метров.

Длинные радиоволны не проникают глубоко в ионо­сферу, а короткие волны поднимаются до самых высоких ионизированных слоёв и чем короче волна, тем выше её «потолок» (рис. 18). Именно в этом и заключается секрет дальнодействия коротких волн. Отражаясь от слоя Л или /*2, они легко достигают очень отдалённых пунктов.

Укорачивая всё более и более длину радиоволн, можно получить так называемые ультракороткие волны с длиной менее десяти метров. Эти волны уже очень слабо откло­няются ионосферой. Они пробивают её насквозь и уходят в мировое пространство. Поэтому радиосвязь на ультрако­ротких волнах за счёт отражённого луча возможна лишь

Как исключение. Эти волны с успехом применяются в ра­диолокации, для ближней связи и передач телевидения.

Но короткие радиоволны отражаются не только от ионосферы. Вернувшись из заоблачных высот вниз, волна падает на земную поверхность, отражается вторично и снова уходит вверх (рис. 19). Так волна может испытать несколько отражений. Этим и объясняется, что на корот­ких волнах радиосвязь возможна на очень больших рас­стояниях.

В 1930 году советский радист Кренкель установил ре­корд связи по радио. Работая на коротких волнах, ему удалось перекрыть самое большое расстояние на земном шаре. Кренкель зимовал на Земле Франца-Иосифа. Един­ственным средством связи с материком было радио.

12 января, после передачи служебных радиограмм, радист решил «прогуляться» в эфире и «встретиться» с ка­ким-нибудь любителем-коротковолновиком. Он подал сиг­нал: «Всем, всем» и просил ответить ему. Вскоре Крен­кель различил свой позывной и немедленно ответил. Ока­залось, что его слушают на противоположной стороне земного шара. Сигналы самой северной радиостанции мира долетели до Южного полюса. Таким образом, испы­тав несколько отражений от ионосферы и от земной по­верхности, радиоволна обогнула нашу планету и покрыла путь в 20 ООО километров.