Ученые ФИАН предложили новый радиотелескоп для прогноза магнитных бурь
Новый радиотелескоп сможет отслеживать выбросы солнечной плазмы и определять время их прихода к Земле с точностью около часа.
Источник: РАН. Макет антенного модуля 4×4
МОСКВА, 28 августа /Новости науки/. Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН предложили проект нового радиотелескопа для систем прогнозирования космической погоды и предупреждения магнитных бурь. Описание концепции опубликовано в журнале «Солнечно-земная физика»
Такие прогнозы важны для защиты систем связи, навигации и энергетической инфраструктуры от последствий сильных магнитных бурь. Кроме того, надежные предсказания солнечной активности помогут управлять рисками для спутниковых группировок на околоземных орбитах.
Работа телескопа основана на наблюдении за межпланетными мерцаниями — изменениями радиоизлучения далеких источников при его прохождении через неоднородности плазмы солнечного ветра. По этим изменениям можно определять наличие выбросов солнечной плазмы, а также оценивать скорость и направление их движения.
Предложенная конструкция представляет собой распределенную антенну, собранную из отдельных модулей. Каждый такой модуль состоит из 16 элементов в виде двух перекрещенных диполей типа «бабочка». По расчетам разработчиков, телескоп из 64 модулей сможет выполнять прогноз не менее двух-трех раз в день.
Специалисты также рассчитали характеристики установок из 128 и 32 модулей. В первом случае телескоп сможет выдавать прогнозы четыре-шесть раз в день и отслеживать новые выбросы практически в реальном времени. Вариант из 32 модулей позволит обновлять прогноз только раз в сутки, а отслеживать повторные выбросы с его помощью будет практически невозможно.
Новые установки предполагается использовать не только для наблюдения за солнечной активностью, но и для исследований дальнего космоса. Ежедневные наблюдения могут помочь обнаруживать новые пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звезды, испускающие направленные потоки электромагнитного излучения. Такие источники также используют для астронавигации. С помощью телескопов можно будет исследовать поляризацию пульсаров, измерять периоды вращения нейтронных звезд, наблюдать за изменениями их яркости и искать глитчи — внезапные изменения скорости вращения этих объектов.
Еще одним направлением исследований станут транзиенты — источники электромагнитного излучения, которые появляются на небе на ограниченное время. К ним относятся, например, вспышки сверхновых, гамма-всплески и другие кратковременные события во Вселенной. Отдельный интерес представляют долгопериодические транзиенты с периодами от нескольких минут до нескольких часов. Их природа пока остается неизвестной, а новые установки, как ожидается, помогут подробнее изучить эти явления.
В дальнейшем исследователи допускают масштабирование системы и размещение ее элементов в разных регионах, расположенных в разных точках по долготе. По их мнению, это повысит точность и надежность наблюдений и позволит продолжать прогнозирование в ситуациях, когда в месте расположения одной из антенн невозможно проводить наблюдения из-за помех от молниевых разрядов, работы широкополосных передатчиков или отключения электричества.
Такие прогнозы важны для защиты систем связи, навигации и энергетической инфраструктуры от последствий сильных магнитных бурь. Кроме того, надежные предсказания солнечной активности помогут управлять рисками для спутниковых группировок на околоземных орбитах.
Работа телескопа основана на наблюдении за межпланетными мерцаниями — изменениями радиоизлучения далеких источников при его прохождении через неоднородности плазмы солнечного ветра. По этим изменениям можно определять наличие выбросов солнечной плазмы, а также оценивать скорость и направление их движения.
Предложенная конструкция представляет собой распределенную антенну, собранную из отдельных модулей. Каждый такой модуль состоит из 16 элементов в виде двух перекрещенных диполей типа «бабочка». По расчетам разработчиков, телескоп из 64 модулей сможет выполнять прогноз не менее двух-трех раз в день.
Специалисты также рассчитали характеристики установок из 128 и 32 модулей. В первом случае телескоп сможет выдавать прогнозы четыре-шесть раз в день и отслеживать новые выбросы практически в реальном времени. Вариант из 32 модулей позволит обновлять прогноз только раз в сутки, а отслеживать повторные выбросы с его помощью будет практически невозможно.
Новые установки предполагается использовать не только для наблюдения за солнечной активностью, но и для исследований дальнего космоса. Ежедневные наблюдения могут помочь обнаруживать новые пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звезды, испускающие направленные потоки электромагнитного излучения. Такие источники также используют для астронавигации. С помощью телескопов можно будет исследовать поляризацию пульсаров, измерять периоды вращения нейтронных звезд, наблюдать за изменениями их яркости и искать глитчи — внезапные изменения скорости вращения этих объектов.
Еще одним направлением исследований станут транзиенты — источники электромагнитного излучения, которые появляются на небе на ограниченное время. К ним относятся, например, вспышки сверхновых, гамма-всплески и другие кратковременные события во Вселенной. Отдельный интерес представляют долгопериодические транзиенты с периодами от нескольких минут до нескольких часов. Их природа пока остается неизвестной, а новые установки, как ожидается, помогут подробнее изучить эти явления.
В дальнейшем исследователи допускают масштабирование системы и размещение ее элементов в разных регионах, расположенных в разных точках по долготе. По их мнению, это повысит точность и надежность наблюдений и позволит продолжать прогнозирование в ситуациях, когда в месте расположения одной из антенн невозможно проводить наблюдения из-за помех от молниевых разрядов, работы широкополосных передатчиков или отключения электричества.
