ЗАГАДКА ИОНОСФЕРЫ

РАДИОГОЛОС ЗВЁЗД

Адиотехника даёт возможность изучить воздушные те­чения не только в нижнем ярусе ионосферы, где быва­ют видны метеоры, но и выше. Здесь используется тот же способ, что и на ионосферных станциях. В ионосфере ча­сто появляются чрезвычайно сильно ионизированные облака. Улавливая приходящее от них радиоэхо, можно следить за их перемещением, а значит, судить о ветре в тех слоях.

В последние годы разработан новый, весьма совершен­ный способ изучения воздушных течений в верхнем ярусе ионосферы. Вместо радиоволн, посылаемых наземной станцией, в нём используются волны, приходящие от далё­ких источников радиоизлучения, находящихся в простран­стве между звёздами.

Эти источники радиоизлучения открыты сравнительно недавно. Исследуя помехи радиоприёму, 20 лет назад учёные обнаружили в радиотелефонных наушниках не­прерывный слабый шипящий шум, очень походивший на собственный шум радиоприёмника. Вскоре удалось выяс­нить, что источником этого являются неизвестно откуда приходящие радиоволны.

Чтобы определить, с какой стороны приходят неизве­стные радиоволны, использовали антенну, принимающую радиосигналы только с определённого направления (рис. 24). Исследуя такой антенной различные участки неба, заметили, что шум в наушниках то усиливался, то ослабевал. Наиболее сильным он был тогда, когда антенну направляли на центральную часть Млечного Пути. Так выяснили, что этот шум вызывается радиоизлучением огромных облаков чрезвычайно разрежённого газа, нахо­дящихся между звёздами Млечного Пути, а также радио­излучением туманностей и далёких звёздных систем (га­лактик).

Оказывается не все космические радиоволны могут проникнуть через воздушную оболочку Земли и по­действовать на радиоприёмник. Волны длиной короче

1 сантиметра земная атмосфера поглощает, а волны дли­ной более 20 метров отражаются от ионизированных слоёв и уходят обратно в мировое пространство. Таким образом, помимо светового «окна», через которое до сих пор наблю­дали вселенную, есть другое «окно» в нашей атмосфере, пропускающее к Земле радиоволны длиной от 1 санти­метра до 20 метров. Через это второе «окно» можно изу­чать при помощи радиоприёмников многие небесные тела, в том числе Солнце и Луну, туманности, а также процессы, происходящие в далёких глубинах межзвёздного про­странства. Но это делать не легко. Космическое радио­излучение весьма незначительно по своей силе. Его можно обнаружить только радиоприёмными устройствами очень высокой чувствительности.

На приём космического излучения чрезвычайно сильно влияет состояние ионосферы. Изменения в ионосфере не только нарушают радиосвязь, но и вызывают резкие колебания в доходящем до нас звёздном радиоизлуче­нии. Эти колебания можно назвать радиомерцанием, так как по своему характеру они подобны световому мер­цанию звёзд.

Вы замечали, как светящаяся точка звезды в глу­бине ночного неба мигает и чуть-чуть дрожит. Кажется, будто звезда совершает слабые колебания и, кроме то­го, меняет свою яркость и цвет. На самом деле это явле­ние мерцания вызывается преломлением световых лучей в атмосфере.

Проходя из одного слоя воздуха в другой, луч не­сколько меняет своё направление и дальше идёт уже дру­гим путём. А в расположении воздушных слоёв, в их состоянии и свойствах всё время происходят изменения. Это и приводит к тому, что лучи звезды то сходятся, то несколько расходятся. В результате в глаз попадает то больше, то меньше света, и это воспринимается как изме­нение яркости звезды.

Кроме того, быстрые перемены в направлениях при­ходящих лучей создают впечатление, что световой ис­точник — звезда — всё время меняет своё положение, и нам кажется, что она дрожит, хотя в действительности всё это вызывается переменами в условиях прохожде­ния света в нашей атмосфере. Хорошо известно, что когда вверху дуют сильные ветры, то мерцание звёзд усиливается.

Радиомерцание тоже порождается воздушной оболоч­кой Земли; главную роль здесь играет «электрическая по­года» верхнего слоя ионосферы. Космические источники радиоизлучения время от времени заслоняются от нас ионизированными облаками слоя подобно тому, как обычные облака загораживают иногда Солнце. При набе­жавшем облачке солнечная освещённость становится иной, чем в моменты прояснения. Подобно этому может измениться и доходящее до нас космическое радиоизлуче­ние, когда его источник скроется за ионизированным облаком. Наблюдения за радиомерцанием дают возмож­ность проследить за перемещением ионизированного об­лака и тем самым определить, куда и с какой скоростью дует в ионосфере ветер.

С этой целью на расстоянии нескольких километров одна от другой были установлены радиоприёмные стан­ции. Их антенны, обращённые к небу, воспринимали ра­диоизлучение наиболее «ярких» космических источников. Сила шума, порождаемого этим излучением, подвергалась строгому контролю — её измеряли с большой точностью. И вот что было замечено. Если на одной из станций отме­чалось радиомерцание, то спустя немного времени такое же изменение «радиояркости» обнаруживали наблюда­тели и на второй станции. Оба явления порождались од­ной и той же причиной — прохождением ионизированного облака.

Отметив моменты, в которые радиомерцание одного и того же характера обнаружено наблюдателями обеих станций, можно сказать, сколько времени затрачивает облако на прохождение пути от одной до другой станции. А так как расстояние между ними заранее известно, то легко определить и скорость, разделив путь на время. Такие наблюдения, проведённые в 1949—1950 годах, по­казали, что на высоте, превышающей 300 километров, дуют сильные ветры. Воздушные массы перемещаются со скоростью около 100 метров в секунду, что составляет 360 километров в час. Можно надеяться, что новый способ изучения ионосферы поможет глубже раскрыть её при­роду, даст возможность более подробно изучить «жизнь» самых высоких ионизированных слоёв.