Дзеркало, яке вмикає Сонце: як радіохвилі обходять Землю

Загадка Марконі

Коли у 1901 році Марконі почув через Атлантику свою літеру S, вчені здивувалися. За розрахунками, хвиля мала піти в космос по дотичній до Землі. А вона якимось чином обігнула опуклість океану.

Уже наступного року двоє інженерів — американець Артур Кеннеллі та англієць Олівер Гевісайд — незалежно один від одного припустили: десь високо в атмосфері є провідний шар, від якого радіохвилі відбиваються, як світло від дзеркала.

Шар, який знайшли через двадцять років

Довести це вдалося лише в 1924 році англійському фізику Едварду Епплтону. Він вимірював, як сигнал радіостанції BBC доходить до приймача двома шляхами — прямо і «відбитим зверху», — і за різницею обчислив висоту відбивного шару. Згодом цю частину атмосфери назвали іоносферою, а Епплтон у 1947 році отримав за її дослідження Нобелівську премію.

Як працює дзеркало

Сонце випромінює ультрафіолет, який вибиває електрони з атомів повітря на висоті від 60 до кількох сотень кілометрів. Повітря стає трохи провідним — і короткі хвилі відбиваються від нього назад до Землі. Земля відбиває їх знову, і хвиля стрибає, наче камінець по воді, обходячи пів планети.

Іоносфера має кілька шарів. Нижній, шар D, з’являється лише вдень і більше поглинає, ніж відбиває, — особливо довші хвилі. Тому вдень на 160 і 80 метрах чути лише сусідів. Вище лежать шари E і F, і саме вони — головні «дзеркала».

Розклад доріг

• Вдень далекі зв’язки йдуть на 20, 17, 15, 12 і 10 метрах.
• Увечері й уночі, коли шар D зникає, відкриваються 40, 80 і 160 метрів, а високі діапазони затихають.
• На сході та заході Сонця — найцікавіший час: межа дня і ночі, «сіра смуга», часто дарує рідкісні DX.

Одинадцятирічне дихання Сонця

Кількість плям на Сонці змінюється з циклом приблизно в 11 років. Коли плям багато, ультрафіолету більше, іоносфера «густіша» — і навіть 10 метрів відкриваються на весь світ. Коли плям мало, високі діапазони майже мовчать, і життя переходить на 40 і 80 метрів. Останній максимум Сонця припав на 2024–2025 роки, тож зараз 10 і 12 метрів ще дарують чудові відкриття.

А УКХ?

Ультракороткі хвилі зазвичай проходять крізь іоносферу в космос. Тому на 2 метрах і 70 сантиметрах зв’язок — це в основному пряма видимість, репітери, супутники. Але іоносфера іноді робить подарунки: влітку з’являються «спорадичні шари Е», і на 6 метрах раптом чути Іспанію чи Норвегію.

Цікаві факти

• Коли «дорога» відкрита, для зв’язку з іншим континентом вистачає кількох ватів — менше, ніж споживає звичайна лампочка.
• Хвиля 160 метрів у 80 разів довша за двометрову — і частота в неї у стільки ж разів нижча: 1,8 МГц проти 144 МГц.
• Радіоаматори всього світу ставлять маленькі маяки й автоматичні станції, які постійно «прослуховують» іоносферу. За ними можна побачити, які дороги відкриті просто зараз.

Карту діапазонів можна вивчити в курсі «Вступ у радіоаматорство», рівень «Карта невидимих доріг».