Техника - молодёжи 1941-06, страница 31

pa, характеризует интенсивность ионизации. Она зависит от интенсивности солнечного или космического излучения, а также от состава атмосферы, ее плотности и температуры. Поэтому различные слои атмосферы имеют разную степень ионизации.

Одновременно с процессом ионизации в атмосфере совершается обратный процесс — исчезновение зарядов, то есть восстановление нейтральных атомов и молекул. Это происходит тогда, когда электрон сталкивается с положительным ионом. Так как ионизирующий поток непрерывно меняется, то меняется и интенсивность ионизации.

При этих условиях очевидно, что наибольшая ионизация атмосферы имеет место в периоды ее максимального освещения Солнцем. Когда прекращается действие причин, вызывающих ионизацию, то в верхней части ионосферы свободные электроны исчезают значительно медленнее, чем в нижней ее части. Вследствие этого нижняя граница ионизированных областей отступает вверх, ионосфера как бы «поднимается», хотя никакого перемещения электронов на самом деле не происходит. ■ Такова, в общем, электрическая структура атмо-сферы.

Каким же образом свободные заряды, находящиеся в разреженном воздухе, влияют на распространение радиоволн? Влияние это двоякое. Во-первых, благодаря присутствию электронов и ионов изменяется направление распространения радиоволн. Они преломляются и отражаются, так же как световые лучи при переходе из одной среды в другую, например из воздуха в воду. Во-вторых, часть радиоволн поглощается ионизированными слоями.

Таким образом, радиоволна, достигнув ионосферы, может сразу отразиться и пойти к Земле, может отразиться после преломления в слоях различной степени ионизации и, наконец, может оказаться целиком поглощенной. Та или иная судьба ее зависит как от длины волны, так и от состояния «электрической погоды» в атмосфере, то есть высоты ионизированных слоев, степени их ионизации и пр. Все это влияет на качество работы линий радиосвязи.

Поэтому точное знание всех процессов, протекающих в верхних слоях атмосферы, имеет не только научное, но и большое практическое значение. Оно дает возможность конструировать наиболее подходящую радиоаппаратуру и антенны, правильно проектировать радиолинии и рационально вести их t эксплоатацию.

Мы живем в эру коротких волн, на которых сейчас осуществляются все дальние радиосвязи. Чем короче волна, тем меньше энергии поглощается в пути. Такая волна выгоднее для связи. Но укорачивать волну можно до известных пределов, иначе она перестанет отражаться от ионосферы. Поэтому при эксплоата-ции линии радиосвязи очень важно знать так называемую критическую длину волны в данном месте и времени. Что это значит? Если постепенно уменьшать радиоволну, излучаемую вертикально вверх, в ионосферу, то наступит момент, когда сигнал не отразится обратно. Критической называется наименьшая волна, которая при данном состоянии ионосферы еще возвращается на Землю.

Предположим, необходимо установить радиосвязь между Москвой и Хабаровском. Какую волну выбрать, чтобы она была возможно короче и в то же время не настолько короткой, что ее не отразит ионосфера? В течение ряда лет эта задача решалась непосредственным испытанием нескольких волн. Кроме того, использовались данные по другим линиям радиосвязи. Однако не всегда получались надежные

Схема действия ионосферной станции.

результаты. Это и понятно. Слишком много причин влияет на электрическое состояние ионосферы.

В последнее время эти и другие задачи решаются специальными ионосферными станциями. Они устраиваются обычно между конечными пунктами связи на пути прохождения радиоволн. Их роль в отношении ионосферы аналогична функциям метеорологических станций, наблюдающих за погодой. Свои исследования ионосферные станции осуществляют посредством радиоволн.

Изучать ионосферу радиоволнами начали еще в 1927—1928 годах. Первоначально для исследования применялись относительно низкие частоты, затем начали переходить к широкому диапазону волн. Первые наблюдения показали, что структура ионосферы подвержена значительным изменениям. Для ее всестороннего изучения необходимы регулярные круглосуточные наблюдения в широком спектре частот.

Особенно важны результаты измерений ионосферных станций в периоды усиленной солнечной деятельности, когда в земную атмосферу приходят чрезвычайно мощные потоки ионизирующих элементов — потоки электронов, космических лучей, вызывающие обычно сильные .магнитные бури. Эти периоды характеризуются возникновением больших полярных сияний, а магнитные бури нарушают не только радиосвязь, но даже и работу проволочных телеграфных и телефонных связей.

жг