Снова сверхдальняя радиосвязь
В. КАНЕВСКИЙ (UL7GW) г. Алма-Ата
РАДИО № 3 1979 г.
Об экспериментах алмаатинца В. Каневского (UL7GW), вот уже несколько лет исследующего сверхдальнее распространение радиоволн в низкочастотных любительских диапазонах, мы уже писали (см. «Радио», 1974» № 7, с. 27—28). Работа коротковолновика в целом получила положительную оценку ученых, считающих целесообразным привлечение радиолюбителей к исследованию закономерностей сверхдальнего распространения. В публикуемой ниже статье В. Каневский приводит новые факты сверхдальнего распространения и выдвигает гипотезу о его связи с процессами в земной коре.
Согласно общепринятым теориям сверхдальнее (на расстояния более 10 тыс. км) распространение коротких радиоволн происходит вследствие их многократного отражения от ионосферы и поверхности Земли. Однако в низкочастотных диапазонах из-за интенсивного поглощения радиоволн в нижней ионосфере (слои D и E) такое отражение должно сопровождаться слишком большими энергетическими потерями. Поэтому в этих диапазонах при малых мощностях любительских радиостанций проводить сверхдальние связи, как правило, не удается.
Возможно также и аномальное распространение радиоволн без промежуточных отражений от поверхности Земли, как бы внутри ионосферного волновода. Однако в литературе нет указаний на условия, при которых оно возникает, что исключает возможность прогнозирования таких радиосвязей.
При проведении любительских связей из Алма-Аты в 1965—1976 гг. было замечено, что распространение радиоволн, по-видимому, без промежуточных отражений наблюдается во всех KB диапазонах для некоторых направлений в одни и те же, постоянные для каждого направления на протяжении всего периода испытаний, интервалы времени. Использование на практике установленных закономерностей дало возможность провести только на 7 и 3,5 МГц более 2 тыс. сверхдальних радиосвязей. Опыты проводились в течение полного 11- летнего цикла активности солнца.
Карта региональных разломов Земли с направлениями аномального распространения радиоволн
В Алма-Ате наиболее четко прослеживаются три полосы аномального распространения: северо-запад — юго-восток, широтная и меридиональная. Как выяснилось, средние оси этих полос совпадают с тектоническими нарушениями земной коры: первая — с зоной глубоких разломов в Чу-Илийских горах северо-западнее Алма-Аты, вторая — четко повторяет форму геомагнитного экватора и совпадает с разломами Заилийского Ала-Та у и третья — идет вдоль Центрально-Казахстанского разлома, пересекающего озеро Балхаш восточнее одноименного города. На карте видно также совпадение осей аномального распространения с региональными разломами в ряде районов Земли (Аппалачские горы и горы Съерра-Невада в Северной Америке, Кордильеры и разломы в нижнем течении реки Параны — в Южной Америке).
Такое совпадение вряд ли можно считать случайным. Возможно, что тектонические сдвиги в земной коре вызывают соответствующие нарушения однородности ионосферы, и это приводит к появлению благоприятных для распространения радиоволн условий.
Для количественной оценки сверхдальнего распространения радиоволн был выбран, на мой взгляд, единственно приемлемый в любительских условиях фактор — число связей с одним и тем же географическим районом Земли. Опасения, что на этот фактор влияет неравномерное распределение любительских радиостанций и изменение активности любителей в разное время суток при усреднении данных не подтверждаются. Так, например, в США, в штатах Иллинойс, Огайо, Мичиган, Флорида, любительских станций чрезвычайно много. Однако во время аномального распространения радиоволн ни с одной из них установить связи не удалось. Были, правда, десятки QSO со штатом Флорида, но только с одним и тем же любителем (W4BGO). Оказалось, что он находится на крайнем западе штата, попадающего в полосу аномального распространения.
То же самое можно сказать о связях с коротковолновиками Южной Америки. С радиостанциями Рио-де-Жанейро и Сан-Пауло было проведено всего по 3—5 связей в основном на 21 МГц, а с Буэнос-Айресом, Монтевидео и Росарио, находящимися у оси аномального распространения,— 99, 21 и 27 связен соответственно.
Удалось установить, что изменение активности любительских радио станций в течение суток приводит лишь к уменьшению числа связей при менее благоприятных периодах по сравнению с более благоприятными. Во время соревнований, когда любители работают непрерывно круглые сутки, станции районов, охваченных аномальным распространением, появляются и исчезают точно в прогнозируемые интервалы времени. Это особенно заметно на 7 и 3,5 МГц.
Было замечено также, что в течение суток наблюдается несколько периодов аномального распространения радиоволн. Так, на 10.00 — 13.00 GMT приходится максимум QSO с Южной Америкой. Максимальное число связей с Африкой бывает в 22.50 — 03.00 GMT. При этом в более ранние часы проходят радиостанции юго-востока Африки и крайнего юга Южной Америки по меридиональной линии. После 00.00 GMT большинство связей падает на широтную линию. В 01.30— 02.00 GMT по меридиональной оси проходят станции тихоокеанского побережья США и Канады.
Обычные связи с W6/7 н VE7 по юго-западному (длинному) пути возможны лишь на 21 и 14 МГц и в отдельные дни — в середине зимы (22 декабря — 5 января — на 7 МГц). Использование периодов аномального распространения радиоволн позволило установить связи и на 3,5 МГц. Одновременно по топ же трассе проходили станции юга Африки и Южной Америки. Интересно, что радиостанции, расположенные на оси аномального распространения (W6MUR, K6DC), были отлично слышны в Алма-Ате, но не проходили в UJ8. UH8 и UM8.
Резко отличаются от других условия связи с Гавайскими островами. Здесь нет явно выраженных максимумов аномального распространения. При благоприятных условиях станции КН6 появляются (даже на 3,5 МГц) после захода солнца на Гавайских островах и слышны непрерывно до наступления там утра. Характерно, что местное время на Гавайских островах и в Новой Зеландии почти одинаково, количество радиолюбителей - тоже, однако число связей с КН6 преобладает над QSO с ZL, особенно в низкочастотных диапазонах.
Во время опытов во всех диапазонах отмечались случаи однократного и многократного кругосветного радиоэха во время максимумов аномального распространения, а дважды (14 декабря 1974 года в 16.05 GMT и 1 марта 1976 года в 00.22 GMT) на частоте 3505 кГц было принято длительное радиоэхо с временем запаздываний 10—15 с. По- видимому, длительное радиоэхо является частным случаем распространения радиосигналов в кольцевом канале, в который они могут попадать при аномальном распространении.
Полоса частот, охватываемая аномальным распространением, может быть очень широкой. Во время опытов многократно проводились связи с переходом с диапазона на диапазон. Заслуживает внимания случай, имевший место 11 сентября 1974 года, когда связь с VK4YP (г. Брисбен, Австралия), начатая в 12.50 GMT на 14 МГц, была в 13.08 GMT без перерыва продолжена на 3,5 МГц. Однако наиболее впечатляющими были случаи приема атмосферных помех от тропических гроз в районе Центральной Америки. Регулярно, во время максимума аномального распространения, шум грозовых помех прослеживался по всему диапазону от 3,5 до 21 МГц и исчезал после окончания прохождения.
Достижения в проведении дальних связей с использованием аномального распространения, очевидно, будут различны у радиолюбителей районов, близких к глубинным разломам земной коры (Средняя Азия, Забайкалье, Дальний Восток, Кавказ), и районов, находящихся на платформах. Результаты также будут зависеть от положения разломов в районах местонахождения корреспондентов. При удалении корреспондента на 10— 15 тыс. км ширина полосы прохождения при благоприятных условиях может превышать тысячу километров. Вероятность связи, особенно на 7 и 3,5 МГц, будет понижаться по мере удаления от оси.
Проведение на 7 и 3,5 МГц связей на расстояние более 30 тыс. км. и прием кругосветного эха для жителей платформы маловероятны.