Научное открытие: "Явление генерации электромагнитных волн ионосферными токами под воздействием на ионосферу модулированного коротковолнового радиоизлучения — Эффект Гетманцева".
Формула открытия: Установлено неизвестное ранее явление генерации электромагнитных волн ионосферными токами под воздействием на ионосферу модулированного коротковолнового радиоизлучения, обусловленное изменением этих токов во времени с частотой модуляции коротковолнового радиоизлучения.
Авторы: Г. Г. Гетманцев, Д. С. Котик, Н. А. Митяков, О. М. Распопов, И. Н. Капустин, В. С. Смирнов, Р. А. Перцовский, А. Н. Васильев.
Номер и даты приоритета: № 231 от 3 июня 1974 г. в части экспериментального доказательства явления, 20 января 1975 г. в части его теоретического доказательства и 1 апреля 1976 г. в части экспериментального доказательства обусловленности обнаруженного явления изменением ионосферных токов во времени с частотой модуляции радиоизлучения.
Дата регистрации: 22 мая 1980 г.
Описание открытия
Открытие существенно расширило представления о физике ближнего космоса и положило начало новому научному направлению, основанному на возможности регулирования ионосферно-магнито-сферных процессов.
Обнаруженное явление имеет большое значение для решения сложной проблемы связи солнечной активности с состоянием магнитосферы и ионосферы Земли. В частности, разработаны принципиально новые методы измерения плотности ионосферных токов, напряженности постоянных электрических полей, электронной концентрации и т. д.
Название новому открытому физическому эффекту присвоено в честь Гетманцева Германа Григорьевича (докт.физ-мат наук), под руководством которого проводились работы в Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ, Нижний Новгород).
Открытие Эффекта Гетманцева было сделано на радиоастрономической базе НИРФИ при помощи нагревного стенда, предназначенного для изучения эффектов взаимодействия мощного коротковолнового (КВ) радиоизлучения с ионосферной и околоземной плазмой. Нагревные стенды в отличие от традиционных методов диагностики ионосферы дают возможность целенаправленно воздействовать на естественные ионосферные процессы, и возможно и управлять этими процессами. Воздействие на ионосферу мощным КВ–радиоизлучением приводит к тому, что ионосфера (слой F) разогревается – в поле волны разгоняются электроны ионосферной плазмы, причем разгоняются неравномерно, а значит, меняется проводимость и создается периодическая структура ионосферных токов.
Начиная с 1960-х годов нагревные стенды, использующие принцип разогрева ионосферы модулированным КВ-радиоизлучение, начали строиться в СССР и за рубежом:
- г. Москва (НИИ Радио);
- г. Боулдер, США – 1970г.;
- г. Аресибо, Пуэрто-Рико (принадл. США) – 1971г.;
- ЯСТРЕБ – пос. Зименки, Нижегородская обл. (НИРФИ) – 1973г.;
- СУРА – пос. Васильсурск, Нижегородская обл. (НИРФИ) – 1976г.;
- г. Мончегорск Мурманская обл. (Полярный геофизический институт) – 1976г.;
- HIPAS (HIgh Power Auroral Stimulation) – г.Фэрбенкс, Аляска, США – 1977г.;
- HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program) – г.Гакона, Аляска, США – 1979г.;
- EISCAT (European Incoherent Scatter Scientific Association) – г.Тромсе, Норвегия – 1980 г.;
- ГИССАР – г. Душанбе, Таджикистан (Институт астрофизики) – 1981г.;
- УРАН-1 – г. Змиёв, Харьковская обл. (Институт ионосферы) – 1987г.;
- SPEAR (Space Plasma Exploration by Active Radar) – о. Шпицберген (принадл. Англия) – 2004г.
К настоящему времени создана мировая сеть специализированных нагревных стендов по Эффекту Гетманцева, которая используется в рамках международного сотрудничества для исследования ионосферы Земли. Так например, в 2005-2007гг. были проведены эксперименты по теме «Явления, инициированные модификацией ионосферы мощными КВ-радиоволнами на различных широтах». Исследовались особенности модификации высокоширотной ионосферы и свойств мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей (МИИН) в полярной и авроральной ионосфере. Изучалось влияние процессов, протекающих в магнитосферно-ионо-сферной системе, на генерацию, поведение и релаксацию МИИН. Эксперименты проводились с использованием нагревных комплексов СУРА, EISCAT/Heating, SPEAR, HAARP. Совместное финансирование работ осуществляли Россия и Англия: РФФИ (Российский фонд фундаментальных исследований) – гранты № 07-05-00167 и 07-05-13516, PPARC (Particle Physics and Astronomy Research Council – Научный совет Физики элементарных частиц и Астрономии) – грант РР/У002544/1. Отчет о проделанной работе опубликован в журнале «Солнечно-Земная физика» (2008г., выпуск №12, т.2, авторы – Н.Ф.Благовещенская, Т.Д.Борисова, В.А.Корниенко, Т.Р.Робинзон, Т.К.Йоман, В.Л.Фролов, М.Т.Ритвельд).
Более подробно сущность открытия и его дальнейшее развитие изложены в следующих публикациях:
- И.Ф. Белов, В.В. Бычков, Г.Г. Гетманцев, Н.А. Митяков, Г.Р. Пашкова. «Экспериментальный комплекс «СУРА» для исследования искусственных возмущений ионосферы». Препринт № 167. Горький, НИРФИ, 1983г.
- Белов А.С. «Искусственные волноводные каналы в магнитоактивной плазме: лабораторные и натурные эксперименты». 2009г.
- Беликович В В и др. «Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей». Н. Новгород, ИПФ РАН, 1999г.
- Благовещенская Н.Ф. «Геофизические аспекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве». С-Пб. Гидрометеоиздат. 2001г.
- Гуревич А.В. «Нелинейные явления в ионосфере». Успехи физических наук. 2007г., т.177, стр.1145-1177.