Ионосферная радиообсерватория  Джикамарка

Основным прибором радиообсерватории в Джикамарке является радар некогерентного рассеяния — тип атмосферного зонда, которых в мире всего несколько экземпляров. Обычная радиолокационная система и радиотелескоп похожи на гигантскую телевизионную тарелку, но массив в Джикамарке принимает форму 18 432 дипольных антенн, занимающих почти 85 000 км² перуанской пустыни. Станция находится примерно в 25 км от Лимы, столицы страны. Обсерватория была построена в 1960-1961 гг. для тщательного изучения самых отдаленных уголков атмосферы нашей планеты.

Основополагающая концепция радара (радиообнаружение и определение дальности) проста: в направлении цели передаётся радиоволна, а затем анализируется её отражение. Временная задержка между передачей и приёмом сигнала помогает определить расстояние до объекта. Другие характеристики отражённого сигнала могут рассказать о различных свойствах самой цели. Обсерватория Джикамарка создана для исследования ионосферы — самого верхнего слоя атмосферы, расположенного примерно в 100 км над поверхностью Земли и за её пределами.

Обычно в качестве радиолокационных целей выступают дискретные твёрдые объекты, такие как самолёты или спутники. Тем не менее, ионосфера представляет собой довольно разреженный слой газа, где плотность вещества может упасть до 10 000 частиц на см³. По этой причине радар в Джикамарке требует огромной выходной мощности и предельной чувствительности для регистрации самых слабых отражений атмосферы. Мощность передаваемого сигнала составляет около 2 млн Вт (больше, чем у 33 000 60-ваттных лампочек), мощность обратного сигнала обычно измеряется только в пиковаттах (пВт). Для общего понимания, пиковатт — это 1/1 000 000 микроватта(мкВт), а это, в свою очередь, 1/1 000 000 Вт. Грубо говоря, если бы передаваемый сигнал представлял собой весь пляж, отразился бы он лишь несколькими скудными песчинками.

Причина, по которой отраженные в атмосфере сигналы настолько слабы, связана с названием прибора — «радар некогерентного рассеяния». В результате процесса, известного как томсоновское рассеяние, передаваемые радиоволны вызывают колебания электронов в ионосфере, которые впоследствии испускают небольшое количество собственной энергии. Эта энергия представляет собой обратный сигнал, и «некогерентность» в названии прибора проистекает из того факта, что учёные наблюдают совместные выбросы от группы электронов, а не энергию от одной отдельной частицы. По этому описанию радар некогерентного рассеяния выглядит, как машина для создания случайного беспорядка в среде частиц, но на самом деле это точный научный инструмент. Обсерватория Джикамарка находится в ведении Геофизического института Перу. Массив антенн обсерватории — один из самых чувствительных атмосферных радаров в мире, который может исследовать атмосферу на высотах до 5 000 км и выше.

Полезно знать

Обсерватория находится примерно в получасе езды на восток от Лимы и в 10 км от центрального шоссе.