Ionosférický ohřívač - Ionospheric heater
Ionosférické ohřívače , nebo ionosféry HF čerpadlo zařízení , je silný rádiové vlny vysílač s množstvím antén , který se používá pro výzkum plazmy turbulence, v ionosféry a horních vrstev atmosféry. Tyto vysílače pracují ve vysokofrekvenčním pásmu (HF) (3–30 MHz), při kterém se rádiové vlny odrážejí od ionosféry zpět na zem. S takovými zařízeními může být řada jevů plazmové turbulence vzrušena částečně řízeným způsobem ze země, za podmínek, kdy je ionosféra přirozeně tichá a není narušována například polární záře. Tento typ výzkumu stimul-odezva doplňuje pasivní pozorování přirozeně vzrušených jevů za účelem poznání ionosféry a horní atmosféry.
Studované jevy plazmové turbulence zahrnují různé typy nelineárních vlnových interakcí, kdy různé vlny v plazmovém páru interagují s přenášenou radiovou vlnou, tvorbou a vlastní organizací vláknitých plazmatických struktur, jakož i elektronovou akcelerací. Turbulence je diagnostikována například nekoherentním rozptylovým radarem detekcí slabých elektromagnetických emisí z turbulence a optických emisí. Optické emise jsou výsledkem excitace atomů a molekul v atmosféře elektrony, které byly urychleny v plazmové turbulenci. Protože tento proces je stejný jako u polární záře , optická emise vybuzená vysokofrekvenčními vlnami se někdy označuje jako umělá polární záře, i když k detekci těchto emisí jsou zapotřebí citlivé kamery, což u skutečné polární záře neplatí.
Zařízení ionosférické vysokofrekvenční pumpy musí být dostatečně výkonná, aby poskytovala možnost studia plazmových turbulencí, i když jakákoli rádiová vlna, která se šíří v ionosféře, ji ovlivňuje zahříváním elektronů. To, že rádiové vlny ovlivňují ionosféru, bylo objeveno již ve třicátých letech minulého století s Lucemburským efektem . Přestože výzkumná zařízení musí mít výkonné vysílače, je tok energie v ionosféře pro nejsilnější zařízení (HAARP) nižší než 0,03 W / m 2 . To dává hustotu energie v ionosféře, která je menší než 1/100 hustoty tepelné energie samotné ionosférické plazmy. Energetický tok lze také srovnávat se solárním tokem na povrchu Země asi 1,5 kW / m 2 . Během polární záře nelze u zařízení s vysokofrekvenčním čerpadlem pozorovat žádné ionosférické efekty, protože síla rádiových vln je silně absorbována přirozeně zahřátou ionosférou.
Současné vysokofrekvenční čerpadlo
- EISCAT-vytápění provozované Evropskou vědeckou asociací pro nekoherentní rozptyl ( EISCAT ) v Ramfjordmoen poblíž Tromsø v Norsku , schopné přenášet efektivní výkon 1,2 MW nebo více než 1 GW [1] [2] (ERP).
- Zařízení na ionosférické vytápění Sura ve Vasilsursku poblíž Nižního Novgorodu v Rusku , schopné přenášet ERP o výkonu 750 kW nebo 190 MW.
- Vysokofrekvenční aktivní aurální výzkumný program (HAARP) severně od Gakony na Aljašce , schopný přenášet 3,6 MW nebo 4 GW ERP.
Uzavřené vysokofrekvenční čerpadlo
- Observatoř Arecibo měla také vysokofrekvenční zařízení pro ionosférickou modifikaci. Arecibo byl vyřazen z provozu v roce 2020.
- High Aur Auroral Stimulation Observatory HIPAS Observatory severovýchodně od Fairbanks na Aljašce, schopné přenášet 1,2 MW nebo 70 MW ERP.
- Iontosférický ohřívač Islote , provozovaný do roku 1998, umístěný v Islote .
- Atmosférická observatoř Platteville (zastavila výzkum ionosférického ohřívače, ale stále funguje jako atmosférická observatoř).
- SPEAR (Space Plasma Exploration by Active Radar) je zařízení provozované UNIS ( University Center na Svalbardu ) v sousedství zařízení EISCAT v Longyearbyen na Svalbardu , schopné přenášet ERP 192 kW nebo 28 MW.