РАН: Радиотелескоп для точного прогнозирования магнитных бурь

Сотрудники Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали концепцию радиотелескопа, способного прогнозировать магнитные бури на Земле с точностью до часа. Исследователи создали испытательный стенд и провели на нём экспериментальные измерения. Результаты работы опубликованы в журнале «Солнечно-земная физика» за 2026 год, том 12, выпуск 2.

Как сообщается на сайте РАН, принцип работы телескопа основан на анализе изменений радиоизлучения удалённых источников, вызванных неоднородностями в плазме солнечного ветра. Эти изменения известны как межпланетные мерцания и позволяют выявлять выбросы солнечной плазмы, а также оценивать их скорость и направление движения.

Новая конструкция представляет собой распределённую антенну, состоящую из отдельных модулей. Каждый модуль включает 16 элементов в форме двух перекрещённых диполей типа «бабочка». Расчёты показывают, что система из 64 модулей сможет прогнозировать магнитные бури не менее двух-трёх раз в день с ожидаемой точностью определения времени прихода солнечного выброса к Земле около часа.

«Эффективная площадь каждого модуля составляет 16 квадратных метров на центральной частоте 180 МГц. Общая полоса рабочих частот составляет 120–240 МГц. Ширина поля зрения модуля в диапазоне углов ±50° от зенита на центральной частоте достигает 400 квадратных градусов, с падением чувствительности на краях поля в два раза», — отметили авторы.

Исследователи также изучили конфигурации из 128 и 32 модулей. В первом случае установка сможет прогнозировать магнитные бури 4–6 раз в день и отслеживать новые выбросы практически в реальном времени. Во втором варианте телескоп будет обновлять прогноз раз в сутки, а повторные выбросы отследить будет сложно.

По мнению учёных, новые устройства могут стать важной частью систем прогнозирования космической погоды и предупреждения магнитных бурь. Точные прогнозы необходимы для защиты систем связи, навигации и энергетической инфраструктуры от последствий сильных магнитных бурь. Кроме того, надёжные предсказания солнечной активности помогут управлять рисками для спутников на околоземных орбитах.

Новые установки также будут полезны для изучения дальнего космоса. Ежедневные наблюдения помогут находить новые пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие направленные потоки электромагнитного излучения, важные для астронавигации.

Телескопы позволят изучать поляризацию пульсаров, измерять периоды их вращения, отслеживать изменения яркости и искать глитчи — внезапные изменения скорости вращения этих объектов.

Кроме того, новое оборудование будет использоваться для изучения транзиентов — источников электромагнитного излучения, возникающих на короткое время. К ним относятся вспышки сверхновых, гамма-всплески и другие кратковременные явления во Вселенной.

Особое внимание учёные уделили исследованию загадочных долгопериодических транзиентов, природа которых пока неизвестна. Ожидается, что новые установки помогут лучше понять эти явления.

Специалисты считают, что в будущем возможно масштабирование системы, размещение её элементов в разных регионах по долготе. Это повысит точность и надёжность данных. Новые пункты позволят более точно отслеживать выбросы корональной массы, коротирующие структуры, а также делать прогнозы в случае невозможности наблюдений из-за помех, связанных с молниевыми разрядами, включением широкополосных передатчиков или отключением электричества.