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借镜火星电离层观测结果,解决地球大气电浆如何干扰无线电通讯

2024-11-02 203


电台出现噪声或被其他电台讯号覆盖,一个可能的原因是大气电离层中的电浆干扰。现在科学家正在透过研究火星电离层,试图理解地球大气中的浓缩电浆云如何干扰无线电通讯。

从地面往上数,地球大气层可分为对流层、同温层、中气层、热成层(包含电离层和外逸层)以及最外围的磁层;电离层离地 100~150 公里,又可细分为 D 层、E 层、E S 层、F 层,其中 E S 层自 80 年前发现以来,一直让科学家备感困惑。

E S 层(sporadic E layers)又称偶现 E 层,是小而强烈电离的云(电浆),可以反射频率介于 25~225MHz 间的电波,形成后约持续数分钟到数小时不等。

如果你有听广播电台的习惯,发现平常讯号很稳定的电台忽然出现噪声、甚至被其他频道覆盖,一个可能原因即 E S 层忽然形成,其作用就像平铺在天空的巨型镜子反射无线电讯号,使之在地面反弹从而造成更多电磁干扰(radio interference);这些高浓度电浆云也可能干扰飞机用的无线电通讯、遮蔽军用雷达。

只不过电离层的高度有点尴尬,对飞机来说难以企及,对卫星来说又过低难以分析,次轨道火箭虽然能在 E S 层中飞行获取数据,然而 E S 层只是短暂现象,想碰到还需要点运气。

所幸火星也有电离层,而最近 NASA 戈达德太空飞行中心团队得到 MAVEN 火星探测器最新测量结果,惊讶发现电离层内出现电浆峰值,研究人员立刻意识到,火星电离层中也有 E S 层的存在;更令科学家惊喜的是,火星 E S 层持续时间更持久。

显然,比起在地球上发射次轨道火箭去研究没有头绪的 E S 层,让环绕火星的 MAVEN 探测器去研究火星E S 层,更加合适也更方便,探索火星除了能让科学家建立该星球更详尽的模型外,也能顺便帮助探讨地球悬而未决的大气谜团。

新论文发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。

  • STRANGE MARTIAN PHENOMENON COULD TUNE OUT RADIO STATIC ON EARTH FOR GOOD
  • Discovery of ‘rifts’ and ‘layers’ above Mars may aid radio communications on Earth
  • NASA’s MAVEN Explores Mars to Understand Radio Interference at Earth
  • Finally, that cruel dust world Mars proves useful: Helping scientists understand Earth’s radio-scrambling plasma

(首图来源:NASA)

延伸阅读:

  • NASA MAVEN 卫星轨道“瘦身”,将调整成 2020 火星车的中继卫星
2020-02-07 05:05:00

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