Получены первые результаты работы спутниковой группировки «Ионосфера»
В Институте космических исследований РАН рассказали о первых результатах работы системы «Ионозонд». Она состоит из четырёх спутников «Ионосфера-М». Два из них были запущены на орбиту 5 ноября 2024 года, а остальные два — 25 июля 2025 года.
Четырнадцатого декабря в Госкорпорации «Роскосмос» заявили о завершении испытаний группировки. Также решением государственной комиссии было рекомендовано принять спутники в эксплуатацию.
«Одна из главных задач комплекса аппаратуры на спутниках „Ионосфера“ — получение достоверной информации о характеристиках плазмы и электромагнитного излучения в самом верхнем слое атмосферы Земли — ионосфере. Это особая „оболочка“ нашей планеты, поскольку, с одной стороны, она является частью атмосферы, а с другой — непосредственно взаимодействует с околоземным космическим пространством», — объяснил директор ИКИ РАН академик Анатолий Петрукович.
Пример спектрограммы, полученной низкочастотным волновым комплексом НВК на борту КА «Ионосфера-М» №1. Вверху спектр электрических колебаний, внизу — магнитных. По горизонтальной оси время и координаты спутника по вертикальной — частота электромагнитного излучения (до 23 кГц). Цветом показана интенсивность регистрируемого излучения
Главная её особенность, добавил он, наличие значительного количества заряженных частиц (электронов и ионов), а главная характеристика — плотность свободных электронов, которая определяет воздействие ионосферы, в частности, на связь и прохождение радиосигналов со спутников.
По словам академика, чтобы обеспечить одновременное функционирование всех приборов, был выполнен большой объём работ по их электромагнитной совместимости. Кроме того, много задач было связано с настройкой алгоритмов обработки информации. Это нужно, чтобы исключить помехи, которые создают измерительные приборы и служебные системы. Анализ данных показал, что используемые программные инструменты дают хорошие результаты.
Пример спектрограммы, полученной ионозондом ЛАЭРТ на борту КА «Ионосфера-М» № 3. По горизонтальной оси отложены время по Гринвичу, магнитная широта, долгота и местное время. По вертикальной — частота электромагнитного излучения (до 20 МГц). Цветом показана интенсивность регистрируемого излучения. По совокупности информации можно различить проявления различных источников электромагнитного излучения
Группировка спутников «Ионосфера», пояснили исследователи, сейчас состоит из четырёх аппаратов. Они расположены на двух солнечно-синхронных орбитах с плоскостями 3-15 и 9-21 часов местного времени. На каждой из орбит спутники раздвинуты на 180 градусов. Такие одновременные измерения однотипными приборами в разных точках пространства позволяют получить «объёмную» картину процессов в ионосфере Земли и отслеживать их развитие и в пространстве, и во времени. Подобная система создана впервые.
Как рассказали специалисты, в состав оборудования космических аппаратов «Ионосфера-М» включены приборы, которые помогают измерять характеристики ионосферы на разной высоте от Земли, с использованием различных физических принципов измерений.
Важнейший прибор — ионозонд ЛАЭРТ, в честь которого проект получил название. Его задача — «просвечивать» ионосферу с помощью радиоволн в диапазоне от 0,1 до 20 мегагерц и таким образом зондировать высоту максимума концентрации электронов, обычно расположенного «под спутником». Подобные исследования проводили в Советском Союзе, но в современной России именно ЛАЭРТ стал первым космическом ионозондом.
Содержание диоксида азота по данным прибора «Озонометр-ТМ» на КА «Ионосфера-М» (предварительные результаты). Цветом показано восстановленное по данным спектрометра количество молекул азота в атмосферном столбе сечением 1 квадратный сантиметр. Зоны максимальной концентрации обычно соответствуют крупным индустриальным центрам
Эти аппараты передают на Землю и непрерывные измерения электрических и магнитных колебаний в низкочастотном диапазоне до 20 килогерц. В этом диапазоне мы видим, прежде всего, собственные колебания плазмы в окрестностях аппарата, что позволяет «бесконтактным» способом определить её параметры.
На двух аппаратах (№3 и №4) работают спектрометры для измерения количества озона и диоксида азота в атмосфере. Это, фактически, первый за многие годы отечественный эксперимент, который позволяет оценить состояние озонового слоя.
В целом, полученная информация поможет построить трёхмерную модель ионосферы Земли, что необходимо для повышения и качества радиолокации, и дальней радиосвязи. Система поможет отследить, как ионосфера реагирует на природные явления и деятельность человека.
«В настоящее время есть серьёзный задел по нескольким перспективным темам, но необходимо время для завершения исследований. Подробнее о них будет доложено на специальной конференции в феврале 2026 года», — отметил Анатолий Петрукович.
Он уточнил, что для правильной интерпретации результатов бортовых измерений необходим комплексный подход с использованием данных наземных обсерваторий. В настоящее время к проекту привлечены 16 российских академических и университетских институтов. Они проводят экспериментальные исследования и разрабатывают теоретические модели ионосферных процессов.
