Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 04 (11)

Светящееся облако триметил алюминия, рассеянное исследовательской ракетой. Фотография сделана из Покер Флэт, Аляска, июль 1997.

В настоящее время для воздействия на ионосферу Земли и получения требуемого эффекта используются следующие методы воздействия:

Новый этап экспериментов с ионосферой 1975–1981 гг. начался благодаря несчастливой случайности — из-за неполадок на высоте около 300 км в 1975 г. взорвалась ракета Сатурн-5. Взрыв ракеты создал «ионосферную дыру»: над площадью радиусом в тысячу километров более чем на 60 % уменьшилось количество электронов, над территорией Атлантического океана были прерваны все телекоммуникации, наблюдалось свечение атмосферы на длине волны 6300А. Возникший феномен был вызван реакцией между газами, образовавшимися при взрыве, и ионосферными ионами кислорода.

В 1981 году космический «шаттл», пролетая над сетью пяти поверхностных обсерваторий, впрыснул в атмосферу газы из своей системы орбитального маневрирования. Таким образом над Милстоном (Коннектикут), Аресибо (Пуэрто-Рико), Роберталем (Квебек), Квайлейнем (Маршалловы острова) и Хобартом (Тасмания) были инициированы ионосферные дыры.

Усиленное использование газов систем орбитального маневрирования (СОМ) шаттлов для нарушения концентрации локальной плазмы началось в 1985 году. Так, 47-секундное сгорание СОМ 29 июля 1985-го года создало самую большую и долгоживущую ионосферную дыру, а 6-секундное сбрасывание около 830 кг отработанных газов в ионосферу на восходе на высоте 68 км над Коннектикутом в августе 1985-го года создало северное сияние, охватившее более 400 тыс. кв. км.

С 1968 года и до сегодняшнего дня в 50 км от города Фэрбанкс, шт. Аляска, по контракту с НАСА работает исследовательский центр Покер Флэт (Poker Flat). Только в 1994-м году здесь было проведено 250 запусков ракет, начиненных различными химическими реагентами, для того, чтобы «понять химические реакции в атмосфере, ассоциирующееся с глобальными климатическими изменениями». В 1980-м году Брайан Вияанс в ходе «проекта Ватерлоо» разрушил северное сияние, вызвав его временную остановку. В феврале 1983-го года над Канадой были запущены две ракеты «Блэк Брант» и две ракеты «Найк Орион», которые на больших высотах выпустили барий и создали искусственные облака. Эта облака наблюдались вплоть до Лос Аламоса в Нью-Мехико.

Из Покер Флэт запускалась серия ракет «для изучения космической погоды» (иными словами — воздействия на ионосферу). Триметилалгоминий был доставлен на высоту от 69 до 151 км и позже рассеялся в верхних слоях атмосферы. Образовавшиеся светящиеся облака были видимы 2 -20 июля 1997 г. на обширной территории.

В верхней атмосфере Земли существуют волны большой амплитуды — порядка десятков и сотен километров, их интерференция образует сложную квазипериодическую структуру, пространственный период которой может быть гораздо меньше. Предположительно, они возникают из-за реакций фотодиссоциации, которые «раскачивают» акустико-гравитационные волны в атмосфере. Так, в результате обратимого цикла образования атомарного кислорода атмосфера получает энергию порядка энергии ультрафиолетового кванта. Этот цикл обеспечивает нагрев атмосферы на высотах порядка 100 км.

В 60-ые годы неравновесные процессы в плазме, казалось, могли дать ключ к осуществлению управляемого термоядерного синтеза: оказалось, что звук, проходя через неравновесную среду, освобождает содержащуюся в ней энергию. Вскоре стало ясно, что в лабораторных условиях провести эксперимент практически невозможно — необходима была крайне высокая степень отклонения среды от равновесия, в которой недопустим переход химической реакции во взрывной режим. Условиям идеально отвечают некоторые слои земной атмосферы.

Xемоакустические волны возникают, когда звук в газовой среде достигает максимального (нелинейного) усиления, а неравновесный характер среды обеспечивается непосредственно химическими реакциями. Энергия, запасенная в природных хемоакустических волнах, огромна, в то же время ее достаточно легко высвободить — с помощью распыленных на определенной высоте химических катализаторов. Другой способ — возбуждение в ионосфере внутренних гравитационных волн наземными нагревательными стендами. Логично, конечно, иметь на вооружении оба способа влияния на ионосферные неустойчивости — и радионагревательные стенды, и запускаемые с помощью ракет и стратостатов модули с химическими реагентами.

Таким образом, вызванные волны передаются нижележащим слоям атмосферы, вызывая природные катаклизмы — от ураганных ветров до резких локальных повышений температуры воздуха.

Логичным продолжением военно-исследовательских программ США стало создание программы HAARP (High-frequency Active Auroral Research Program) — Программы исследования высокочастотной активности в авроральной области. Кроме HAARP в мире существует еще шесть подобных наземных стендов: в Тромсе (Норвегия), в Джикамарка (Перу), «Сура» в Нижнем Новгороде и установка в городе Апатите (Мурманская область) — в России; радиоантенна под Харьковом и радиоантенна в Душанбе (Таджикистан). Из них только два, как и HAARP, передающие, — стенд в Тромсе и «Сура», остальные — пассивные, и предназначены, в основном, для радиоастрономических исследований. Качественное отличие HAARP — его невероятная мощность, которая на сегодняшний день составляет 1 ГВт (планируемая — 3,6 ГВт) и близость к северному магнитному полюсу,

В 1974-ом году был проведен ряд экспериментов с электромагнитной трансляцией в Плэттсвилле (Колорадо), Аресибо (Пуэрто-Рико) и Армидэйле (Австралия, Новый Южный Уэльс). А уже в 80-ые годы сотрудником компании Атлаятик Ричфилд Бернардом Дж. Истлундом был получен патент «Метод и прибор для изменения слоев земной атмосферы, ионосферы и/или магнитосферы». Именно на этом патенте и основывается программа ХААРП, созданная совместно ВВС и ВМС США в 1993-м году. Антенное поле и научная база программы располагаются около г. Гакона в Аляске, и в эксплуатацию они вступили в 1998-ом, однако, строительство антенного массива до сих пор не завершено.

Программа разработана для «понимания, симуляции и контроля ионосферных процессов, которые могут влиять на коммуникационные и наблюдательные системы». Система ХААРП включает луч высокочастотной радиоэнергии 3,6 ГВт (эта мощность будет достигнуто по окончании строительства), направляемый в ионосферу для:

— генерации экстремально низкочастотных волн для коммуникации с подводными субмаринами;

— проведения геофизических тестов, с целью идентификации и характеристики природных ионосферных процессов, дальнейшего развития техники для наблюдения и контроля над ними;