Лаборатория электродинамики космической плазмы

Заведующий лабораторией - Иванов Игорь Иванович, к.ф.-м.н.

Основные направления исследований

  • Исследование характеристик перемещающихся ионосферных возмущений по данным спутникового и наклонного зондирования во время суббурь и бурь.
  • Развитие экспериментальных методов определения бесстолкновительного затухания ВЧ волн, вызванного многократным рассеянием на неоднородностях, и диагностики ионосферной турбулентности.
  • Разработка теории переноса электромагнитного излучения в случайно неоднородных средах в условиях многократного рассеяния.
  • Развитие адаптивной модели ионосферы для решения задач пеленгации и локации.
  • Разработка методик мониторинга морской поверхности ВЧ и СВЧ радиоволнами.

Основные научные достижения

  • Обнаружены новые физические механизмы бесстолкновительного затухания ВЧ волн в турбулентной ионосферной плазме при ее естественном состоянии:
    • диссипативный - трансформация обыкновенных волн в медленные необыкновенные;
    • недиссипативный - многократное рассеяние на случайных неоднородностях.
  • Выявлена природа таких излучений, как ОНЧ - хоры, нижнегибридный резонанс, мед-ленные необыкновенные волны в ионосфере, вистлеры в солнечной короне.
  • Разработана основа теории переноса электромагнитного излучения в магнитоактивной плазме с учетом многократного рассеяния на случайных неоднородностях.
  • Развиты новые экспериментальные методики диагностики ионосферной плазмы ВЧ волнами:
    • поляризационный прием сигналов;
    • трансионосферное зондирование;
    • определение характеристик перемещающихся ионосферных возмущений на высотах ниже 1000 км по данным спутникового зондирования;
    • разделение излучения на когерентную и некогерентную составляющие.
  • Разработаны эмпирические модели среднеширотной ионосферы:
    • спорадического слоя Е;
    • дрейфовых движений и мутности;
    • эффективной (эквивалентной) частоты соударений электронов;
    • справочная модель, как составная часть ГОСТ СССР (совместно с НПО "Тайфун").
  • Установлены особенности ионосферного распространения ВЧ волн:
    • при наклонном зондировании вблизи границы мертвой зоны;
    • при трансионосферном зондировании на удалениях от подспутниковой точки до 3000 км в различных широтных зонах Земли, включая полярную;
    • в окрестности ИСЗ на расстояниях до 100 км.
  • Развиты модели распространения волн:
    • модель многократного рассеяния ВЧ волн в изотропной ионосферной плазме;
    • модель распространения НЧ волн в магнитосфере Земли.
  • Разработаны алгоритмы и программы:
    • обращения интегральных уравнений, возникающие в задачах радиодиагностики ионо-сферной плазмы (регуляризирующие алгоритмы);
    • численного моделирования переноса электромагнитного излучения в турбулентных средах;
    • обработки ионосферной и угломерной информации для обеспечения работы однопо-зиционных пеленгаторов.

Учебная деятельность

За последние пять лет разработаны и читаются 3 спецкурса для студентов радиофизического направления физфака ЮФУ, разработано 10 учебно-методических пособий, прошло обучение 6 аспирантов и магистров на базе лаборатории.

Инновации

За 2005-2010 г.г. по контрактам со сторонними организациями на сумму около 7 млн. руб. выполнены научно-исследовательские работы, направленные на развитие новых ин-новационных технологий.

Сотрудники

Денисенко П.Ф.    зав. лаб.    д.ф.-м.н., проф.
Мальцева О.А.    в.н.с.    д.ф.-м.н., с.н.с.
Иванов И.И.    в.н.с.    к.ф.-м.н., с.н.с.
Сказик А.И.    с.н.с.    к.ф.-м.н., доц.
Гравнек А.В.    нач. ионосферной станции   
Никитенко Т.В.    м.н.с.

Совместители

Вертоградов Г.Г.    в.н.с.    д.ф.-м.н.
Кулешов Г.И.    с.н.с.    доцент

История

Исследования околоземной космической плазмы в РГУ были начаты проф. С.С. Чав-даровым. Он является основателем направления, которое зародилось в РГУ по инициативе профессоров Е.В. Богословского и В.Н. Кессениха в 1936 г. и оформилось в 1939 г. с созданием первой экспериментальной установки для исследования распространения высокочастотных (ВЧ) радиоволн в ионосфере и диагностики ее параметров. Регулярные наблюдения начались в 1948 г. В связи с проведением Третьего Международного Геофизического Года в 1957 г. была построена ионосферная станция (как часть существующей международной сети) и оснащена современной по тому времени аппаратурой. Это позволило расширить круг решаемых вопросов. Были начаты систематические исследования распространения ВЧ волн, их поглощения, а так же высотного распределения концентрации и частоты соударений электронов, динамики, случайно неоднородной структуры и мутности ионосферы.

Наличие экспериментальной базы и квалифицированных специалистов позволило в 1968 г. открыть кафедру физики ионосферы и распространения радиоволн (в настоящее время - кафедра радиофизики) и начать подготовку кадров по данному направлению. В те же годы под руководством проф. Н.П. Данилкина (в настоящее время сотрудник инсти-тута прикладной геофизики (ИПГ), г. Москва) была создана уникальная аппаратура и раз-работаны новые технологии диагностики ионосферы: поляризационный прием сигналов (Ю.Н. Фаер) и метод трансионосферного зондирования (И.И. Иванов).

Совместно с институтом космических исследований РАН (ИКИ РАН) были проведены комплексные наземно - ракетные эксперименты по программе ИНТЕРКОСМОС при запусках геофизических ракет "Вертикаль" до высот 500 - 1500 км. В дальнейшем они были продолжены с институтом экспериментальной метеорологии (ныне НПО "Тайфун") при запусках ракет МР-12 до 180 км. В конце 70-х и 80-е годы был успешно реализован новый способ космического томографирования - метод трансиносферного зондирования в совместных с институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН) экспериментах при работе на орбите ИСЗ "Интеркосмос - 19" и "Космос - 1809".

Ракетно – наземные и спутниковые эксперименты проводились сотрудниками РГУ в рейсах научно-исследовательского судна «Профессор Зубов» и ледокола «Сибирь».

На базе наземных, спутниковых и ракетно – наземных экспериментов проф. П.Ф. Де-нисенко были установлены новые механизмы энергетических потерь, дана их теоретиче-ская интерпретация, разработана методика исследования бесстолкновительного затухания ВЧ волн и проведены оценки их ослабления за счет рассеяния на ионосферной турбулент-ности. Результаты были представлены на многих научных форумах.

Под руководством д.ф.-м.н. О.А. Мальцевой получили развитие исследования магни-тосферы с помощью собственного низкочастотного (НЧ) излучения. Ею были проанали-зированы и интерпретированы уникальные экспериментальные данные, полученные в советской антарктической экспедиции сезона 1976-77 г.г.

В период существования СССР на базе РГУ были проведены 4 всесоюзные (1961, 1974, 1984 и 1991 г.г.) и 2 международные конференции (1977 и 1983 г.г.). В 2008 г. на базе НИИФ ЮФУ была проведена XXII Всероссийская конференция по распространению радиоволн.

В настоящее время поддерживаются активные научные контакты с ИЗМИРАН, ИСЗФ СО РАН, ИКИ РАН, ПГИ КФ РАН, ИПГ, ГКБ "Связь", НИИДАР, МГУ, СПбГУ, НИРФИ, Иркутским и Томским госуниверситетами, а также рядом других российских предприятий и вузов. Плодотворно развивается международное сотрудничество: два со-трудника прошли стажировку в университете графства Сассекс и один - г. Шеффилд (Ве-ликобритания), один - в университете Колорадо (США).