Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XX.P.403

Использование инварианта радиозатменного эксперимента для анализа данных радиопросвечивания ионосферы Венеры

Гаврик А. Л. (1)
(1) Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал (ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН), Фрязино, Россия
Задача радиозатменного эксперимента со спутником планеты – радиопросвечивание ее ионосферы и атмосферы с целью изучения закономерностей поведения газовой оболочки при разных условиях освещенности Солнцем. Причинами ограничения точности определения характеристик среды являются инструментальный шум и флуктуации мощности, фазы и частоты радиоволн на трассе связи. Методические погрешности решения обратной задачи и возможная асимметрия среды также могут снизить качество сведений об атмосфере и ионосфере, в частности, вблизи нижней границы ионосферы [1,2], что ограничивает возможность обнаружения и исследования процессов, ответственных за изменения в системе атмосфера-ионосфера. Моделирование эксперимента показало, что погрешность определения концентрации электронов в разных областях ионосферы Венеры разная. Резкое увеличение систематической погрешности решения обратной задачи происходит вблизи нижней границы ионосферы. Разделение ионосферы на области D, E, F1, F2 появилось при изучении земной ионосферы и обусловлено преобладающими физико-химическими процессами в этих слоях. Достигнутая точность определения концентрации электронов в ионосфере Венеры позволила выделить области vF2, vF1, vE, vD, указывающие на слоистую, стратифицированную структуру ионосферы Венеры. Показано, что относительная погрешность определения концентрации электронов в слое vF2 может составлять 1%-2%, в слоях vF1 и vE она возрастает до 4%-6%, а в слое vD погрешность превышает 100% если использовать традиционную методику определения электронной концентрации. Из-за некорректной оценки погрешности в области нижней ионосферы в миссии Venus-Express [3] появилась гипотеза о существовании метеорного слоя на Венере [4], которая противоречит данным КА Венера-15,16 [5,6]. Выявить и исследовать область vD удалось только с помощью нового метода обнаружения плазменных неоднородностей, основанного на использовании инварианта радиозатменного эксперимента. Разработанные критерии обеспечили разделение радиофизических эффектов, обусловленных влиянием плазмы, атмосферы и шума, что предоставило возможность выявления многослойных неоднородностей и в атмосфере, и в ионосфере, что позволяет исследовать процессы, ответственные за динамические изменения в системе атмосфера-ионосфера.
Работа выполнена в рамках госзадания по теме “Космос”.

Ключевые слова: ионосфера Венеры, радиопросвечивание, электронная концентрация
Литература:
  1. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф., Самознаев Л.Н. Вариации амплитуд и частот когерентных радиосигналов при просвечивании дневной ионосферы Венеры // Радиотехника и электроника. 2010. Т. 55. № 3. С. 277-284.
  2. Гаврик А.Л., Самознаев Л.Н. Анализ ошибок результатов радиопросвечивания дневной ионосферы Венеры, обусловленных ее несферичностью // Космические исследования. 1985. Т. 23. № 1. С. 148-157.
  3. P. Withers. Prediction of uncertainties in atmospheric properties measured by radio occultation experiments // Advances in Space Research. 2010. V.46. P.58–73
  4. M. Patzold, S. Tellmann, B. Hausler et al. A sporadic layer in the Venus lower ionosphere of meteoric origin // Geophysical research letters. 2010. V. 36. P. L05203.
  5. Гаврик А.Л., Павельев А.Г., Гаврик Ю.А. Обнаружение ионосферных слоев в дневной ионосфере Венеры на высотах 80-120 км по результатам двухчастотного радиопросвечивания КА Венера-15,-16 // Солнечно-земная физика. 2008. № 12. Т. 2. С. 203-205.
  6. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф. О возможности увеличения чувствительности метода радиопросвечивания // Журнал радиоэлектроники. [электронный журнал]. 2011. № 5. URL: http://jre.cplire.ru/jre/may11/3/text.pdf


Ссылка для цитирования: Гаврик А.Л. Использование инварианта радиозатменного эксперимента для анализа данных радиопросвечивания ионосферы Венеры // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 237. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы

237