Чибис-М

Атмосферики - (также просто сферики) электрические сигналы, создаваемые радиоволнами, излучаемыми разрядами молний. Вблизи земной поверхности происходит около 100 разрядов молний в 1 сек. Разряд молнии имеет 2 стадии: предразряд и основной разряд, различающиеся силой тока и спектром излучаемых радиоволн. Основной разряд излучает сверхдлинные волны, а предразряд — длинные волны, средние волны и даже короткие волны.
Максимум энергии атмосфериков лежит в области частот порядка 4—8 кГц. Если атмосферики создаются местными грозами, то их спектр определяется только спектром излучения грозового разряда. Если же источник — удалённая гроза, то спектр определяется также и условиями распространения радиоволн от очага грозы до радиоприёмного устройства. Атмосферики обладают слабым затуханием и могут распространяться на значительные расстояния.
Некоторые атмосферики воспринимаются на слух как сигналы, частота которых непрерывно уменьшается. Такие атмосферики называются свистящими (или просто свистами). Их особенность связана с механизмом распространения сверхдлинных волн. При распространении таких волн в волноводе, образованном нижней границей ионосферы и поверхностью Земли, происходит частичное «просачивание» их через ионосферу. Просочившиеся волны, распространяясь вдоль силовых линий магнитного поля Земли, удаляются от поверхности Земли на десятки тыс. км и затем снова возвращаются к Земле. Скорость их распространения зависит от частоты, высокочастотные составляющие сигнала распространяются с большей скоростью и приходят раньше. Это и приводит к возникновению на выходе приёмного устройства характерного свиста, высота тона которого непрерывно меняется.
Характер спектра атмосфериков определяется напряженностью магнитного поля и концентрацией электронов и ионов вдоль траектории; спектр охватывает частоты от сотен Гц до 20—30 кГц. Анализ свойств атмосфериков позволяет установить распределение концентрации электронов до высот в 20—30 тыс. км; с их помощью был обнаружен резкий излом (т. н. колено) в этом распределении на высотах 12—22 тыс. км. На спутниках были обнаружены низкочастотные ветви спектра атмосфериков (ионные атмосферики) на частотах меньше 400—500 Гц, по которым определяются относительные концентрации ионов и электронов, а также другие параметры ионосферы.

В состав КНА «Гроза» на «Чибис-М» (Рис. 1) входит магнитно-волновой комплекс (МВК) в составе двух комбинированных волновых зондов (КВЗ1, КВЗ2) и одного индукционного магнитометра (ИМ), созданных в Львовском Центре ИКД НАНУ-ГКАУ, и прибора спектрального анализа ПСА (разработка BL-Eelectronics, Венгрия). МВК предназначен для изучения электромагнитных параметров в диапазоне частот 0,1 – 40 кГц с целью исследования вариаций плазменно-волновых процессов в ионосфере, происходящих под влиянием грозовой активности, а также процессов в системе ЛАИМ (Литосфера-Атмосфера-Ионосфера-Магнитосфера). Реализованная на борту МС конфигурация датчиков позволяет провести векторные измерения магнитной компоненты КНЧ-ОНЧ эмиссий, а также одну компоненту электрического поля Е.
Пример регистрации 08 июля 2012г. на «Чибис-М» (05:47:32 UT+3, район Галапагосских островов) трёх ортогональных магнитных компонент Bx, By, Bz (вектора) атмосфериков приведен на Рис. 2 – 4 и одной электрической компоненты Е на Рис. 5.

Одинаковый уровень сигналов по всем трём магнитным компонентам (Рис. 2-4) свидетельствует об изотропном распространении волны, хорошая корреляция с электрической компонентой свидетельствует об электромагнитном характере этих волн.