Межпланетная среда

Распространение радиоволн в межпланетном пространстве — космосе до создания искусственных спутников Земли изучалось путем наблюдения за радиоизлучением небесных тел, являющихся источниками радиоволн широкого диапазона частот. В настоящее время измерения плотности и состава газа в межпланетном пространстве ведутся главным образом при помощи приборов, устанавливаемых на спутниках и космических кораблях. Газ в межпланетном пространстве состоит из электронов и протонов, концентрация которых одинакова.

Основным источником ионизированных частиц в межпланетном пространстве является Солнце, окруженное солнечной короной. Солнечная корона представляет собой гигантскую ионосферу, газ в которой полностью ионизирован. Корона простирается на расстояние в несколько солнечных радиусов. Исследования показали, что ионизированные частицы движутся по радиальным направлениям от Солнца, что обусловливает определенное распределение электронной плотности в межпланетной среде. Средняя электронная плотность убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Межпланетный ионизированный газ неоднороден. Он имеет крупные неоднородности типа выброшенных Солнцем струй и облаков вещества, размеры которых достигают миллиона километров, и мелкие неоднородности, подобные турбулентной неоднородности движущегося газа, со средним размером 200 км. В неоднородностях плотность ионизированного газа отличается на 2—3% от среднего значения. Межпланетный газ изменчив, и при возмущениях, происходящих на Солнце, его структура и плотность меняются. Характерной особенностью межпланетной среды является секторная структура: внутри отдельных секторов пространства электронная плотность может иметь повышенное значение.

На распространение радиоволн в межпланетном пространстве основное влияние оказывают неоднородности межпланетной плазмы, поскольку ее средняя электронная плотность невелика. Действительно, вблизи Земли, на расстоянии примерно 150 млн. км от Солнца, электронная плотность межпланетного газа составляет примерно 60 э/см3, и от него могут отражаться радиоволны частотой ниже 70 кГц. Однако, неоднородности межпланетного газа, движущиеся со скоростями 300—800 км/с, вызывают колебания амплитуды, фазы и угла прихода радиоволн. Эти явления зависят от относительного расположения Земли, Солнца и межпланетной станции и возрастают с увеличением длины волны.