Плазменный резонанс может обеспечить устойчивую связь с аппаратами, перемещающимися на гиперзвуковых скоростях - «Наука и технологии»

Возвращающиеся на Землю капсулы космических кораблей входят в атмосферу на скоростях, минимум в пять раз превышающих скорость звука. В этот момент вокруг капсулы возникает оболочка из перегретой ионизированной плазмы, которая полностью блокирует радиосвязь на несколько минут, которые являются особо критичными из всего времени, тратящегося на процедуру возвращения. Эта проблема досаждает космическим агентствам всех стран уже в течение многих десятилетий, но исследователи из Технологического института Харбина (Harbin Institute of Technology), Китай, разработали новый метод, который позволит поддерживать устойчивую связь с космическим кораблем все время за счет использования плазменного резонанса.

Согласно мнению ученых-физиков Ксиэотиэна Гэо (Xiaotian Gao) и Бинхэо Джиэнг (Binhao Jiang), ключом к созданию плазменного резонанса является специализированная антенна, устанавливаемая на внешней стороне капсулы космического корабля. Излучение этой антенны превращает слой между оболочкой капсулы и плазменной оболочкой в аналог электрического конденсатора, а сама плазменная оболочка превращается в аналог катушки индуктивности. В результате образуется традиционный резонансный колебательный контур.

"Как только мы создаем устойчивый колебательный контур, мы можем начинать накачивать его энергией практически без потерь. Созданные элементы на основе плазмы действуют точно также, как и реальный конденсатор с реальной индуктивностью в традиционном контуре" - рассказывает Гэо, - "В результате этого, электромагнитное излучение, радиоволны, могут проходить сквозь плазменный слой так, словно его и не существует".

Согласно имеющейся информации, для того, чтобы обеспечить необходимые формы и параметры изоляционного и плазменного слоев, требуется хитрая уловка, которая позволит держать их размеры в строгой пропорции к длине радиоволн. "Управление размерами плазменного резонансного контура осуществляется при помощи антенны, которая динамически компенсирует все возникающие изменения" - рассказывает Гэо.

"Нам не нужно знать точные параметры плазменного слоя, для обеспечения работоспособности системы достаточно знать, лишь в каких пределах они могут находиться. Параметры изоляционного слоя будут удерживаться в заданных рамках при помощи системы автоматического управления, которая будет поддерживать характеристики колебательного контура в допустимых пределах. И этого будет достаточно для обеспечения непрерывной работы коммуникационной системы".

Следует отметить, что данная попытка является далеко не первой попыткой решения проблемы периода "молчания" во время спуска космических аппаратов. Но китайские исследователи утверждают, что им удалось найти наиболее простое и надежное решение на сегодняшний день. Кроме этого, такой плазменно-резонансный метод может быть использован не только в космических аппаратах, его можно будет использовать для обеспечения радиосвязи с гиперзвуковыми пассажирскими самолетами, которые появятся в будущем, ракетами и другими гиперзвуковыми летательными аппаратами.