Особенности формирования лучевых траекторий КВ радиоволн в искусственно возмущенной ионосфере над нагревным стендом Сура

В работе представлены результаты моделирования лучевых траекторий волны накачки в искусственно возмущенной, среднеширотной, вечерней ионосфере над нагревным стендом Сура (НИРФИ, Н. Новгород). Для этого численно решалось уравнение эйконала, причем параметры среды (распределение электронной концентрации) задавались согласно данным, полученных с помощью низкоорбитальной радиотомографии ионосферы с использованием сигналов спутников "Парус" и CASSIOPE, а магнитное поле Земли задавалось согласно модели WMM2015.
Радиотомографические исследования искусственно модифицированной ионосферы над стендом Сура с использованием спутников "Парус" выявили ряд характерных особенностей наблюдаемых искусственных ионосферных неоднородностей. Так, например, в высотно-широтном сечении электронной плотности зачастую наблюдается узкий, глубокий (до 25-30%) провал ионизации, соответствующий диаграмме направленности антенны стенда, а на высотах внешней ионосферы над провалом наблюдаются положительные (до 10 %) дакты электронной плотности. Кроме того, в случае модуляции эффективной излучаемой мощности стенда с частотой порядка частоты Брента - Вяйселя нейтральной атмосферы на ионосферных высотах, в сечении электронной плотности можно наблюдать волновые структуры, скорее всего вызванные АГВ, распространяющиеся от центра возмущенной области. Описанные выше неоднородности оказывают существенное влияние на формирование лучевых траекторий КВ радиоволн, в частности волны накачки. Как показано в [1], искусственный провал ионизации может каналировать распространение волны накачки до высот внешней ионосферы, где этот сигнал может быть принят на спутнике. Результаты подобных экспериментов [2] на стенде Сура с использованием инструментов CER и RRI на спутнике ePOP/CASSIOPE, представленные в докладе, показывают, что в ряде случаев параметры сигнала волны накачки, наблюдаемые на высоте внешней ионосферы, нельзя объяснить только с учетом искусственных неоднородностей с масштабами 20-30 км., восстанавливаемых с помощью радиотомографии. Параметры сигнала волны накачки на спутнике в этих случаях в основном определяются мелкомасштабными (~ 1 км.) неоднородностями, находящимися за пределами разрешения радиотомографии.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 17-05-01250. Эксперименты на стенде Сура проводились при поддержке Министерства образования и науки РФ (проект 3.1844.2017/ПЧ). Миссия ePOP/CASSIOPE финансируется в рамках соглашения правительства Канады, Канадского космического агенства и корпорации MDA.