Вестник Кольского научного центра РАН. 2009, №1.

экспериментов на установках «Сура» (Нижегородская обл.) и EISCAT (Тромсе, Норвегия), где были получены первые интересные результаты. В области полярной шапки подобные наблюдения являлись беспрецедентными. Хотя нагревная установка работала лишь на 2/3 от проектной мощности (эффективная мощность излучения лишь немного превышала 10 МВт), удалось уверенно зарегистрировать искусственное радиоизлучение ионосферы и свечения, обусловленные нагревными эффектами работы SPEAR. Весной 2007 г. сотрудниками лаборатории радиопро­ свечивания 111И были проведены первые успешные амплитудные измерения искусственного радиоизлучения ионосферы. Обнаружение искусственного радиоизлучения ионосферы в полярной шапке впервые показало принципиальную возможность проведения таких наблюдений в сложных и изменчивых геофизических условиях арх.Шпицберген. Искусственное радиоизлучение ионосферы представляет собой слабый шумоподобный сигнал в полосе частот ~200-300 кГц с амплитудой на -6 0 дБ меньше интенсивности отраженной от ионосферы волны нагревного стенда. Излучение и характер его спектральных особенностей зависят в значительной мере от нелинейных процессов, возбуждаемых в ионосферной плазме в результате нагрева, а также от значения плазменной частоты, локальной гармоники гирочастоты и ориентации силовых линий геомагнитного поля относительно направления излучения нагревной установки. Все эти обстоятельства усложняют наблюдения искусственного радиоизлучения в области полярной шапки, особые требования предъявляются к аппаратуре. В качестве примера на рис.15 представлен спектр искусственного радиоизлучения, зафиксированного 9 марта 2007 г. при частоте нагрева 4.45 МГц, эффективно излучаемой мощности нагревной установки 13 МВт и с излучением, направленным вдоль силовых линий геомагнитного поля. Можно видеть характерные особенности стационарного спектра искусственного радиоизлучения, такие как главный ионосферный максимум DM (downshifted maximum) и его вторая гармоника 2DM, широкополосные сигналы в области отрицательных и положительных отстроек по частоте BC (broad continuum) и BUM (Broad upshifted maximum) соответственно, а также максимум в области положительных отстроек по частоте UM (upshifted maximum). Центральная часть спектра, соответствующая отраженной от ионосферы нагревной волне, подавлена режекторным фильтром, установленным на промежуточной частоте радиоприемного КВ-устройства интерферометрической установки. Выполненное исследование показало, что даже при неполной проектной мощности нагревной установки SPEAR можно проводить наблюдения искусственных радиоизлучений и других эффектов, вызванных воздействием мощного электромагнитного излучения на ионосферу в сложных геофизических условиях полярной шапки. В ходе нагревного эксперимента SPEAR, помимо наблюдений на радиоинтерферометре, проводились работы по регистрации собственного оптического излучения модифицированной области ионосферы. Регистрация оптического свечения нагретой области ионосферы в эксперименте 2007 года проводилась сотрудниками сектора оптических методов. Для обнаружения и исследования оптических эффектов, вызванных нагревом ионосферы, был создан спектрометр на основе интерферометра Фабри-Перо (рис.16). Интерферометр использовался в качестве узкополосного фильтра для регистрации эмиссии нейтрального атомарного кислорода с длиной волны 630.0 нм. Поле зрения оптической системы составляло 28° и выбиралось так, чтобы в поле зрения прибора попадала предполагаемая область нагрева. Ось оптической системы интерферометра была направлена по азимуту нагревного стенда под зенитным углом 13о. Для записи изображения использовалась ПЗС-камера PhotonMax 512, экспозиция составляла 10 с. В нагревном эксперименте регистрация велась в спокойных геомагнитных условиях с 17:00 UT 03 марта до 02:30 UT 04 марта при высокой прозрачности неба. Сигнал, записанный с 80 Рис.16. Общий вид спектрометра Рис.15. Спектральная плотность мощности искусственного радиоизлучения ионосферы, зарегистрированная 09.03.2007 в 12:39 UT в обсерватории «Баренцбург»