Связь через плазму

Китайские ученые предложили решение, которое позволит держать связь с гиперзвуковыми летательными аппаратами 22 Июнь 2015, 04:28
Помните напряженные минуты ближе к концу американского фильма "Аполлон-13", в котором рассказывается о путешествии трех астронавтов на борту космического корабля неудавшейся лунной экспедиции 1970 года? Это не просто голливудский трюк: связи с космическими кораблями препятствует плотный слой горячего ионизированного воздуха в ионосфере Земли. Каждая вторая попытка связи летного диспетчера остается без ответа мучительно долго. Обрыв связи с "Аполлоном-13" затянулся более, чем на ожидаемую минуту, и это доказывает, что даже штатные коммуникационные отключения могут создавать тревожные моменты из-за невозможности контролировать с Земли местоположение и состояние корабля.

Гао Сяотянь, физик технологического института города Харбин в Китае и его коллега Бихао Цзян предложили новый способ поддержания связи с космическими кораблями, когда они входят в атмосферу. Этот подход также может быть применен и к другим гиперзвуковым летательным аппаратам: футуристически выглядящим военным самолетам и баллистическим ракетам. Отключения связи с гиперзвуковых летательных аппаратов происходят из-за,того, что при скорости летательного объекта в пять или более раз превышающие скорость звука, его окружает плазменная оболочка в виде плотных "сгустков" горячего ионизированного воздуха. В большинстве случаев, эта оболочка отражает от себя электромагнитные сигналы, делая связь невозможной. Тем не менее, при определенных особых условиях, плазменная оболочка может даже увеличить излучение от наземной антенны связи.

Гао и его коллеги предлагают добавить нечто, что они назвали "согласованный слой" для обычных антенн связи, чтобы создать необходимые условия для эффекта резонанса при гиперзвуковом полете. "Согласованный слой" действует как конденсатор, аккумулирующий электрическую энергию в цепи антенны, поясняет Гао. Плазменная оболочка, в свою очередь, действует как индуктивность, которая противостоит изменению электрического тока, проходящего через нее. А когда конденсатор и индуктивность соединяются, то, как знает любой физик, получается резонансный контур. "После того, как резонанс достигается, электромагнитная энергия может поступать стабильно и без потерь, как при наличии емкости и индуктивности в электроцепи" - сказал Гао. "В результате электромагнитное излучение может распространяться через согласованный слой и плазменную оболочку, как будто их нет и в помине!"