Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 1.

Терещенко Е. Д. и др. Изменение высокоширотной ионосферы… 170 УДК 550.388.2 Е. Д. Терещенко, А. Н. Миличенко, М. Т. Ритвельд, С. М. Черняков, М. В. Швец Изменение высокоширотной ионосферы при нагреве мощной коротковолновой радиоволной установки EISCAT/Heating по данным сигналов спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния Представлены результаты наблюдений изменения температуры, электронной концентрации и полного электронного содержания высокоширотной области ионосферы во время ее модификации мощным коротковолновым радиоизлучением нагревного комплекса EISCAT/Heating (Тромсё, Норвегия) по данным сигналов спутников ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния УВЧ ЕИСКАТ (Тромсё, Норвегия). Рассмотрена геометрия пролетов спутников ГЛОНАСС и GPS для условий работы нагревного комплекса в Тромсё. Показано, что во время экспериментов на комплексе EISCAT/Heating для изучения модифицированной структуры высокоширотной ионосферы удобнее использовать спутники ГЛОНАСС. Параметры орбит этих спутников позволяют исследовать изменения полного электронного содержания в направлении вдоль геомагнитной силовой линии в месте наблюдения. Показано, что во время нагрева ионосферы мощной коротковолновой радиоволной ее структура приобретает неоднородный характер. Работа нагревного комплекса в режиме "включено – выключено" вызывает появление волнообразных вариаций полного электронного содержания с периодом, близким к периоду нагрева. Основными особенностями поведения полного электронного содержания при непрерывном нагреве ионосферы в направлении магнитного зенита по данным спутника ГЛОНАСС явились уменьшение полного электронного содержания в центральной зоне диаграммы направленности антенны нагревного комплекса, т. е. в направлении магнитного зенита, и присутствие повышенных значений полного электронного содержания на краях зоны нагрева. По данным радара некогерентного рассеяния во время нагрева ионосферы вблизи направления на магнитный зенит формируется область повышенной электронной температуры и электронной концентрации. Поведение полного электронного содержания по данным спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния во многом соответствует друг другу, кроме этой области. Высказываются предположения о причинах такого несоответствия. Ключевые слова: высокоширотная ионосфера, ЕИСКАТ, ГЛОНАСС, полное электронное содержание. Введение Использование активных экспериментов значительно увеличивает возможности целенаправленного изучения поведения ионосферы в различных условиях. При работе нагревных установок и их воздействии на ионосферу мощными коротковолновыми (КВ) радиоволнами образуются искусственные ионосферные неоднородности (ИИН). Эксперименты, проводимые на нагревных установках, позволили установить факт возникновения ИИН, а также выявить их некоторые особенности. Поэтому исследования, направленные на анализ экспериментального материала по характеристикам ИИН, их зависимости от различных геофизических условий, являются актуальными для физики ионосферы. В настоящее время эксперименты по модификации ионосферы проводятся в основном на стенде "Сура" (56,15° с.ш., 46,1° в.д., L = 2,8, I = 72°, Васильсурск, Россия) и ионосферном нагревном комплексе EISCAT 1 /Heating (69,6° с.ш., 19,2° в.д., L = 6,2, I = 78°, Тромсё, Норвегия). Первые наблюдения области нагрева методом радиопросвечивания по сигналам низкоорбитальных навигационных спутников с использованием установки EISCAT/Heating были выполнены в 1998 г. [1], затем в средних широтах на стенде "Сура" [2–4]. Появление высокоорбитальных навигационных спутников GPS способствовало дальнейшему развитию исследований структуры области нагрева. В средних широтах наблюдения области разогрева ионосферы с помощью приема сигналов GPS были выполнены на стенде "Сура" [5–7]. В высоких широтах целенаправленные исследования подобного рода до настоящего времени практически не проводились, однако следует отметить работы, в которых эффекты нагрева на установке EISCAT/Heating наблюдались с помощью спутников GPS [8]. В конце семидесятых годов прошлого столетия в СССР начались работы по разработке и развертыванию глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) нового поколения, которая была продолжением существующей спутниковой навигационной системы, основанной на низкоорбитальных спутниках. Эти работы позволили в 2011 г. ввести в эксплуатацию полноценную российскую глобальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС 2 . В настоящее время созвездие спутников системы ГЛОНАСС состоит из 28 спутников, из которых 24 – рабочих, 4 – в резерве. Спутники системы ГЛОНАСС имеют наклонение 1 Англ. EISCAT – the European Incoherent Scatter Scientific Association (ЕИСКАТ – Европейская научная ассоциация по некогерентному рассеянию радиоволн). 2 Federal Space Agency, Information-Analytical Centre: [web-site]. URL: http://glonass-iac.ru/en/.