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美军方提疯狂计划:向电离层扔炸弹改善短波通讯

有朝一日,一组微型卫星将可能被用于在地球高层大气中引爆等离子体炸弹,以便改善地球无线电通讯传播效果。这并非天方夜谭。近日,美国空军向三个研究组授予了合同,旨在研发实现这一目标的相关技术。由于长距离无线电短波通讯需要借助地球电离层的反射,美国军方希望有朝一日能够利用“立方体卫星”(CubeSats)这样的低成本微型卫星在地球高空释放大量电离气体,以提升地球电离层对短波信号的反射性能。


美国军方希望有朝一日能够利用“立方体卫星”(CubeSats)这样的低成本微型卫星在地球高空释放大量电离气体,以提升地球电离层对短波信号的反射性能  地球大气中的电离层距离地面大约40英里(约合60公里),并且在夜间电离层的浓度会增加,从而使无线电短波信号能够传播更远

地球大气中的电离层距离地面大约40英里(约合60公里),并且在夜间电离层的浓度会增加,从而使无线电短波信号能够传播更远。

地面发射的短波无线电信号由于受到地球球面曲率的影响无法传播到很远的地方,但如果转换方式,朝着地球电离层发射信号,并借助后者的反射,我们就能够实现远距离的短波通讯。

在美国空军资助的一项研究中,来自宾夕法尼亚州德雷塞尔大学以及通用科学公司的科学家们正致力于发展一种通过将金属加热至其沸点以上从而使其蒸发的技术。之所以这样做,是因为在这样的条件下金属将能够与大气中的氧气发生相互作用并产生能够反射短波无线电信号的等离子体。

另一个正在进行中的项目是由艾尼格联合企业(Enig Associates)以及马里兰大学共同承担的,他们计划通过引爆一枚小型炸弹来加热金属并将爆炸能量转变为电能。

研究人员们认为,通过改变最初爆炸的形式,他们将能够较为精确地控制爆炸产生的等离子体云团的形态。

在过去,美国阿拉斯加州“高频有源研究计划”的科学家们曾经尝试使用地基天线辐射作用在大气中产生等离子体的设想,以便模拟地球电离层作用。而此次美国空军计划寻找更为高效的方式。

一旦这些方案中的最优方案被选中,优胜者将转入第二阶段的研发,届时将安排在真空舱内对等离子体发生器进行测试并进行技术验证目的的太空飞行任务。

但这项研究工作也并非一帆风顺。为了计划能够成功,研究人员必须发展出体积足够小的等离子体发生器以便能够塞进空间极其有限的微型卫星内部,另外他们还必须找到方法来控制等离子体一旦产生之后如何在大气中进行播撒扩散的问题。

如果将以上这些挑战考虑在内,研究人员坦言,目前要说这项设计方案是否有可能取得成功还为时过早。

约翰·克莱(John Kline)领导着新泽西州“研究支持设备”公司的等离子体工程组,他表示:“这些都是处在非常早期的项目,代表着从等离子体研究向电离层研究之间的界限。这可能将是一道无法逾越的技术障碍。” 

 

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