Кіріспе

Метеор жарылысы байланысы (MBC), сонымен қатар метеордың шашырауы ретінде аталады, бұл атмосфераға кіру кезінде метеорлардың иондалған іздерін пайдаланып, радиостанциялар арасындағы қысқа байланыс жолдарын орнату үшін пайдаланылатын радио тарату режимі. Радио толқындардың алдыңғы таралуы немесе артқы таралуы болуы мүмкін.

Қалай жұмыс істейді

Жер орбиталық бағыты бойынша қозғалғанда, күн сайын Жер атмосферасына миллиондаған метеориттер кіреді, олардың аз бөлігі нүктеден нүктеге байланыс үшін пайдалы қасиеттерге ие. Бұл метеориттер жануға бастағанда атмосфераның Е қабатында иондалған бөлшектердің (метеор деп аталады) жарқыраған ізін жасайды, ол бірнеше секундқа дейін созылуы мүмкін. Иондау жолдары өте тығыз болуы мүмкін және радио толқындарды шағылыстыру үшін пайдаланылады. Кез келген иондық ізденің шағылысу жиілігі метеордың иондану қарқындылығымен анықталады, көбінесе ол бөлшектің бастапқы өлшемінің функциясы болып табылады және әдетте 30 МГц пен 50 МГц аралығында болады. Байланыс орнатуға болатын қашықтық иондалу пайда болған биіктіктен, метеориттің құлаған жер бетіндегі орнынан, атмосфераға кіру бұрышынан және байланыс орнатуға тырысатын станциялардың салыстырмалы орналасуынан анықталады. Ионизациялық жолдар секундтың үлесінен бірнеше секундқа дейін ғана созылады, сондықтан олар байланыс орнату үшін қысқа уақытқа ғана мүмкіндік береді.

Даму

Метеорлар мен радио таралу арасындағы өзара әрекеттестікті ең алғашқы тікелей байқау 1929 жылы Жапонияның Ханторо Нагаокамен мәлімделген. 1931 жылы Гринлиф Пикард үлкен метеорлық жауын-шашын кезінде алыс қашықтыққа таралудың жарылыстарын байқады. Сол уақытта Bell Labs зерттеушісі А.М. Скелет түнгі радио таратуды жақсартудың жолдарын зерттеді және көптеген зерттеушілер көріп отырған ерекшеліктер метеорларға байланысты деп болжады. Келесі жылы Шафер мен Гудолл сол жылы Леонид метеорлы жауын кезінде атмосфераның бұзылатынын атап өтті, бұл Скеллетттің механизмді метеорлық іздердегі электрондардың шағылысуы немесе шашырауы деп болжауға мәжбүр етті. 1944 жылы Джеймс Стэнли Хей Лондонға құлаған V2 зымырандарын анықтау үшін "көтерілген" радар жүйесін зерттегенде, метеорлар шабысы шын мәнінде радиосигналдарды бейнелейтінін растады. 1946 жылы АҚШ-тың Федералды байланыс комиссиясы (FCC) VHF радиосигналдар мен жеке метеорлардың арасында тікелей байланысты тапты. 1950 жылдардың басында Ұлттық стандарттар бюросы мен Стэнфорд ғылыми-зерттеу институты жүргізген зерттеулер бұл әдісті орта ретінде пайдалануда шектеулі табысқа қол жеткізді. Бұл әдісті қолданудың алғашқы маңызды әрекеті 1950 жылдардың басында Канада қорғаныс зерттеулер кеңесімен жүзеге асырылды. Олардың "JANET" жобасы (екі жаққа да қарап тұрған Янус) магниттік таспаға жазылған деректерді Принс-Альберттегі (Саскачеван) радарлық зерттеу станциясынан Торонтоға дейін 2000 км-ден аса қашықтықта жіберді. 90 МГц "тасымалдаушы" сигналы сигналды күшейту үшін бақыланды, бұл метеорды белгілейді, бұл деректердің жарылуын тудырады. Жүйе 1952 жылдан бастап іске қосылды және радар жобасы 1960 жылы жабылғанға дейін пайдалы байланыс қызметін атқарды.

Әскери мақсатта

Алғашқы ірі жұмыстардың бірі "COMET" (COMmunication by MEteor Trails) болды, ол НАТО-ның Жоғары штабының Еуропадағы одақтас державалардың штабымен алыс қашықтықтан байланыс үшін пайдаланылды. COMET 1965 жылы іске қосылды, оның станциялары Нидерланды, Франция, Италия, Батыс Германия, Ұлыбритания және Норвегияда орналасқан. COMET секундына 115 мен 310 бит аралығында орташа өткізу қабілетін сақтады, бұл жылдың уақытына байланысты. Метеор жарылыстары туралы ақпарат 1960 жылдардың аяғында басталған спутниктік байланыс жүйелерін қолданудың артуымен қызығушылықтан айырылды. 1970 жылдардың соңында спутниктердің бастапқыда ойланғандай жалпыға бірдей пайдалы емес екендігі, әсіресе жоғары ендіктерде немесе сигналдың қауіпсіздігі мәселесі туындаған кезде, айқын болды. Осы себептерге байланысты АҚШ Әуе күштері 1970 жылдары Аляска әуе командалығының МБК жүйесін орнатты, бірақ бұл жүйенің әлі де жұмыс істеп тұрғаны туралы көпшілікке мәлім емес. Соңғы зерттеулер - АМБС (Advanced Meteor Burst Communications System) - бұл DARPA қаржысымен SAIC құрған сынақ жүйесі. Күннің кез келген уақытында аспанның тиісті аймағына бағытталған фазалық басқарылатын антенналарды қолдану арқылы, Жер "артқа" қозғалатын бағытта, AMBCS деректерді жылдамдығын айтарлықтай жақсарта алды, орташа есеппен секундына 4 килобит (кбит / с). Спутниктерде номиналды өткізу қабілеті шамамен 14 есе жоғары болса да, оларды пайдалану әлдеқайда қымбат. Көлiктiң қосымша өсуi теориялық тұрғыдан нақты уақыт режимін пайдалану арқылы мүмкiн. Негізгі идеясы - иондық іздің нақты орнын анықтау үшін кері таралған сигналдарды қолдану және антеннаны сол жерге немесе кейбір жағдайларда бірнеше ізге бір мезгілде бағыттау. Бұл пайданы жақсартады, бұл деректерді жылдамдығын арттырады. Бүгінгі таңда бұл тәсіл тәжірибе жүзінде сыналған жоқ.

Ғылыми қолдану

АҚШ Ауыл шаруашылығы министрлігі (USDA) 40 жылдан астам уақыт бойы SNOTEL жүйесінде метеор шашырауынан кеңінен пайдаланды, бірақ 2023 жылы бұл пайдалануды тоқтатты. АҚШ-тың батысындағы 800-ден астам қар суының мөлшерін өлшейтін станциялар радио хабар таратушылармен жабдықталған, олар өлшемдерді деректер орталығына жіберу үшін метеорлық шашырау байланыстарына сүйенген.

Әуесқойлық радио қолдану

Метеорлық шашыраудың көпшілігі радиостанциялар арасында жүргізіледі, олар нақты тарату және қабылдау мерзімдерінің кестесімен айналысады. Метеордың екі станцияның арасында қолайлы жерде болуы болжауға болмайтындықтан, метеордың шашырауымен байланыс орнатуға тырысатын станциялар екінші станциядан қабылдау туралы растау алынғанға дейін бірдей ақпаратты қайта-қайта жіберуі керек. Станциялар арасындағы ақпарат ағынының барысын реттеу үшін белгіленген протоколдар қолданылады. Бір метеор байланыс протоколының бірнеше қадамдарын қолдайтын иондық ізді құрауы мүмкін, бірақ ақпарат алмасу үшін бірнеше метеорлар мен ұзақ уақыт қажет. Метеорлық шашырау байланыстары үшін кез келген байланыс режимін қолдануға болады. Солтүстік Америкадағы әуесқой радио операторлары арасында метеорлық жауын кезінде басқа станциялармен алдын ала жоспарламастан байланыс орнатуға тырысатын бір жақты аудио тарату кең тараған. Морзе кодын қолдану Еуропада көбірек танымал болды, онда әуесқой радио операторлары хабарларды минутына 800 сөз жылдамдығында жіберу үшін модификацияланған магнитофонды және кейін компьютерлік бағдарламаларды қолданды. Бұл ақпараттарды қабылдайтын станциялар сигналды жазып алады және оны жылдамдығы төмен жылдамдықпен қайта шығарып, хабардың мазмұнын көшіреді. 2000 жылдан бастап компьютерлік бағдарламалармен іске асырылған бірнеше цифрлық режимдер дауыс және Морзе кодты байланыстарды танымалдылықпен алмастырды. Әуесқойлық радио операциялары үшін ең танымал режим - WSJT X бағдарламалық жасақтамасында іске асырылған MSK144.