An experiment that fires powerful radio waves into the sky has created a patch of 'artificial ionosphere', mimicking the uppermost portion of Earth's atmosphere. The research has not only caused glowing dots to appear around these patches — it could also provide a new way to bounce radio signals around the globe.

he High Frequency Active Auroral Research Program (HAARP), near Gakona, Alaska, has spent nearly two decades using radio waves to probe Earth's magnetic field and ionosphere. One of the most obvious results of the experiments is that they can create lights in the sky that are similar to auroras, the glowing curtains of light that naturally appear in the polar skies when electrons and other charged particles pour down from Earth's protective magnetosphere into the upper atmosphere. There, at an altitude of about 250 kilometres, the charged particles collide with molecules of oxygen and nitrogen and make them emit light, similar to the process inside a fluorescent light bulb.

HAARP's high-frequency radio waves can accelerate electrons in the atmosphere, increasing the energy of their collisions and creating a glow. The technique has previously triggered speckles of light while running at a power of almost 1 megawatt1. But since the facility ramped up to 3.6 megawatts — roughly three times more than a typical broadcast radio transmitter — it has created full-scale artificial auroras that are visible to the naked eye.

Bullseye!

But in February last year, HAARP managed to induce a strange bullseye pattern in the night sky. Instead of the expected fuzzy, doughnut-shaped blob, surprising irregular luminescent bands radiated out from the centre of the bullseye, says Todd Pedersen, a research physicist at the US Air Force Research Laboratory in Massachusetts, who leads the team that ran the experiment at HAARP.

The team modelled how the energy sent skywards from the HAARP antenna array would trigger these odd shapes. They determined that the areas of the bullseye with strange light patterns were in regions of denser, partially ionized gas in the atmosphere, as measured by ground-based high-frequency radar used to track the ionosphere2.

The scientists believe that these dense patches of plasma could be gas that was ionized by the HAARP emissions. "This is the really exciting part — we've made a little artificial piece of ionosphere," Pedersen says.

"The novelty is not seeing the aurora — it's the fact that we can actually create enough high-energy electrons to form plasma," says Mike Kosch, chair of Experimental Space Science at Lancaster University, UK, and a former co-worker of Pedersen's who was not involved in the experiment. "It shows something completely different and new that we hadn't expected. We didn't know we could do that from a radio array on the ground."

Power up

HAARP's success is down to the fact that it operates at much higher power than any other array running similar experiments, such as the EISCAT (European Incoherent Scatter) Scientific Association's antenna in Norway, which runs at 1.2 megawatts, explains Kosch.

"Whether it's useful or not is another story," he adds, joking that companies might one day hire physicists to use the technology to write glowing advertisements in the night sky. But the costs would be astronomical to create artificial aurora that are visible, he says — the energy costs of running HAARP at full power are more than US$4,000 an hour.

More serious applications might include creating a layer of artificial plasma that could reflect communications from a submarine, for example. The US Air Force, which co-funds HAARP with the British Air Force and others, could use the plasma to reflect radio transmissions, bouncing them farther around the globe without losing power, suggests Pederson.

"Instead of depending entirely on the natural ionosphere to redirect radio waves or short-wave broadcasts," Pedersen says, "we are now getting the capability that we can actually produce our own little ionosphere". The results of the February 2008 experiment "make these concepts seem possible". 


source: nature.com October 2, 2009

Ένα πείραμα που εξαπολύει ισχυρά ραδιοκύματα στον ουρανό δημιούργησε ένα επίρραμμα «τεχνητής ιονόσφαιρας», που μιμείται το ανώτατο τμήμα της ατμόσφαιρας της Γης. Η έρευνα δεν έχει μόνο προκαλέσει λαμπερές κουκκίδες που εμφανίζονται γύρω από αυτά τα επιρράμματα – έχει επίσης τη δυνατότητα να παρέχει ένα νέο τρόπο που να αντανακλά ραδιοκύματα σε όλο τον κόσμο.

 Το HAARP, που βρίσκεται κοντά στην Gakona της Αλάσκα, εδώ και σχεδόν δύο δεκαετίες χρησιμοποιεί ραδιοκύματα για να ερευνήσει το μαγνητικό πεδίο και την ιονόσφαιρα καθετήρα Γης. Ένα από τα πιο προφανή αποτελέσματα των πειραμάτων είναι ότι μπορούν να δημιουργήσουν φωτισμούς στον ουρανό που είναι παρόμοια με το Βόρειο Σέλας, τις λαμπερές κουρτίνες φωτός που εμφανίζονται φυσικά στον ουρανό των Πόλων, όταν ηλεκτρόνια και άλλα φορτισμένα σωματίδια χύνονται από την προστατευτική μαγνητόσφαιρα της Γης στο ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Εκεί, σε υψόμετρο περίπου 250 χλμ., τα φορτισμένα σωματίδια συγκρούονται με τα μόρια του οξυγόνου και του αζώτου και τα κάνουν να εκπέμπουν φως, παρόμοια με τη διαδικασία μέσα σε ένα λαμπτήρα φθορισμού.

 Υψηλής συχνότητας ραδιοκύματα του HAARP μπορούν να επιταχύνουν ηλεκτρόνια στην ατμόσφαιρα, αυξάνοντας την ενέργεια των συγκρούσεών τους και δημιουργώντας μια λάμψη. Η τεχνική έχει στο παρελθόν δημιουργήσει έκλυση φωτός, δουλεύοντας σε μια δύναμη περίπου 1 megawatt1. Όμως, από τότε που η εγκατάσταση επεκτάθηκε μέχρι 3,6 μεγαβάτ – περίπου τρεις φορές περισσότερο από ένα τυπικό ασύρματο πομπό μετάδοσης – μπορεί να δημιουργήσει τεχνητό σέλας σε πλήρη κλίμακα που να είναι ορατή με γυμνό μάτι.

 Bullseye!  (το σχήμα του στόχου σκοποβολής)

Αλλά τον περασμένο Φεβρουάριο, το HAARP κατάφερε να προκαλέσει ένα παράξενο μοτίβο Bullseye στο νυχτερινό ουρανό. Αντί  για το αναμενόμενο ασαφές γρομπάκι σχήματος ντόνατ, εντυπωσιακά βραχιόλια έξω από τα καθιερωμένα σε φωταύγεια ακτινοβολούν από το κέντρο του Bullseye, λέει ο Τοντ Πέντερσεν, ερευνητής φυσικός στο Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ Εργαστήριο Έρευνας στη Μασαχουσέτη, ο οποίος ηγείται της ομάδας που εκτελεί το πείραμα στο HAARP.

Η ομάδα διαμόρφωσε τον τρόπο με τον οποίο η ενέργεια σταλμένη προς τον ουρανό από τις αντέννες του HAARP θα προκαλούσε αυτά τα περίεργα σχήματα. Προσδιόρισαν ότι οι περιοχές του Bullseye με περίεργα σχήματα φως ήταν σε περιοχές με πυκνότερη σε μόρια ιονισμένη ατμόσφαιρα, όπως καταμετράται από τα επίγεια ραντάρ υψηλής συχνότητας που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ionosphere2.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα πυκνά επιρράμματα από πλάσμα θα μπορούσε να είναι αέριο που ιονίζεται από τις εκπομπές HAARP. “Αυτό είναι το πραγματικά συναρπαστικό μέρος – έχουμε κάνει ένα μικρό τεχνητό κομμάτι της ιονόσφαιρας», λέει ο Pedersen.

Lancaster, Ηνωμένο Βασίλειο, και πρώην συνάδελφος του Pedersen ο οποίος δεν συμμετείχε στο πείραμα. «Δείχνει κάτι εντελώς διαφορετικό και νέο που δεν ήταν αναμενόμενο. Δεν ξέραμε ότι θα μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό από μια σειρά κεραίες στο έδαφος.”

Με το άνοιγμα ενός διακόπτη

Η επιτυχία του HAARP είναι στο γεγονός ότι λειτουργεί με πολύ μεγαλύτερη δύναμη από ό, τι οποιαδήποτε άλλη εγκατάσταση που διενεργεί παρόμοια πειράματα, όπως η κεραία της EISCAT (Ευρωπαϊκό ασυνάρτητο Scatter) Επιστημονική Ένωση στη Νορβηγία, το οποίο τρέχει σε 1,2 μεγαβάτ, εξηγεί ο Kosch.

«Είτε είναι χρήσιμο ή όχι είναι μια άλλη ιστορία», προσθέτει, αστειευόμενος ότι οι επιχειρήσεις μπορεί μια μέρα να προσλάβουν φυσικούς για να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία ώστε να γράφουν λαμπερές διαφημίσεις στον νυχτερινό ουρανό. Αλλά το κόστος θα είναι αστρονομικό για τη δημιουργία τεχνητών Aurora που θα είναι ορατά, όπως λέει – το ενεργειακό κόστος λειτουργίας HAARP σε πλήρη ισχύ είναι περισσότερο από 4.000 δολάρια ΗΠΑ την ώρα.

Πιο σοβαρές εφαρμογές θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη δημιουργία ενός στρώματος τεχνητού πλάσματος που θα μπορούσε να αντανακλά επικοινωνίες όπως, για παράδειγμα, από ένα υποβρύχιο,. Η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ, η οποία συγχρηματοδοτεί το HAARP με τη βρετανική Πολεμική Αεροπορία και τους άλλους, θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το πλάσμα για να αντανακλούν ραδιομεταδόσεις στέλνοντας τες μακρύτερα σε όλο τον κόσμο χωρίς να χάσουν ισχύ, υποδηλώνει ο Pederson.

“Αντί να εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τη φυσική ιονόσφαιρα για να ανακατευθύνει τα ραδιοκύματα ή βραχέων κυμάτων εκπομπές,” λέει ο Pedersen, ” έχουμε πλέον τη δυνατότητα να μπορούμε να παράγουμε πραγματικά τη δική μας μικρή ιονόσφαιρα μας”. Τα αποτελέσματα του πειράματος του Φεβρουαρίου του 2008 “δείχνουν ότι αυτές οι ιδέες μοιάζουν να είναι δυνατές”.  

πηγή: nature.com  2 October 2009

©2013 SaveGeaGroup