Спутник Интеркосмос-24 (Проект «Активный») был запущен 28 сентября 1989 г. с космодрома Плесецк, вышел на орбиту с параметрами: перигей ~500 км, апогей ~2500 км и наклонение ~82,6º, период обращения вокруг Земли Т ~115,8 мин и работал более 3 лет. Научным руководителем проекта, начиная с 1991 года, являлись проф. К.И.Грингауз и Г.Л.Гдалевич.

Спутник был запущен по программе «ИНТЕРКОСМОС» для изучения солнечно-земных связей. Целью эксперимента являлось исследование распространения ОНЧ-волн в земной магнитосфере и взаимодействия волн и частиц в радиационных поясах Земли.

На спутнике была установлена система mother-daughter с использованием субспутника «Магион-2», разработанного в ЧССР. Масса субспутника 270 кг, средняя потребляемая мощность 270 Вт.

На борту спутника был установлен ОНЧ-генератор с круговой магнитной антенной. Был также смонтирован широкополосный генератор с линейной электрической антенной ПВП. Для приема электромагнитных сигналов использован УНЧ/ОНЧ бортовой приборный комплекс АНЧ-2МЕ как в широкой полосе (8 Гц-20 кГц), так и на узкополосных фильтрах с центральными частотами 8, 20, 33, 50, 75, 150, 225, 430, 625, 970 Гц; 9,9 и 15 кГц.

Впервые зарегистрировано ОНЧ-излучение в широкой полосе (20 – 20 000 Гц) за три часа до сильного толчка Иранского землетрясения 21 июня 1990 г. В отличие от ранее наблюдаемых на спутниках эффектов землетрясений в режиме узкополосной регистрации имели место не шумовые, а дискретные сигналы (короткие свистящие атмосферики) с аномально высокой частотой их следования и высокой интенсивностью, что указывало на улучшение условий прохождения их из приземного волновода в верхнюю ионосферу на высоты h ~ 2500 км. Резкое изменение частоты отсечки в спектрах НГР-шумов, возбуждаемых короткими свистящими атмосфериками, позволило экспериментально обнаружить дополнительную ионизацию в форме сильно вытянутых горизонтальных неоднородностей с линейным размером l ~ 1000 км [1].

При пролете спутника над радиофизическим стендом «Сура» во время его включения получено экспериментальное доказательство возникновения или усиления эффективности ОНЧ - каналов для свистящих атмосфериков в результате возмущения F – области ионосферы полем мощной радиоволны. Определен характерный радиус возмущенной силовой трубки (r ~ 200 км) на высоте движения спутника h ~ 500-600 км [2].

Проведено прямое сопоставление частот нижнего гибридного резонанса (НГР), измеренных с помощью масс-спектрометра, со значениями, измеренными волновым методом по максимуму спектров ОНЧ - шумов, возбужденных как естественными сигналами, так и активным волновым воздействием на окружающую плазму с борта спутника. Оба метода в пределах точности измерений показали совпадающие результаты, что указывает на локальный источник НГР – шумов в окрестности спутника [3-4].

Обнаружено возбуждение электромагнитных волн на высотах h~ 500-1000 км в диапазонах частот 8 –15 кГц и 10 Гц – 1 кГц при пролете спутника на расстоянии менее 50 – 100 км от центра силовой трубки, опирающейся на область ионосферы, возмущенной мощной радиоволной. Предложен возможный механизм генерации излучения, связанный с трансформацией (путем рассеяния) в свистовую моду нижнегибридных колебаний плазмы, возбуждаемых мощной радиоволной, и с усилением КНЧ-шумов во внешней ионосфере пучками ускоренных электронов [5-6].

Широкополосные записи свистящих атмосфериков традиционно используются в качестве косвенного средства изучения свойств нижней ионосферы. В этой связи детально исследованы их амплитудные спектры при пролетах спутника над сейсмоактивными регионами (L ~ 1,5 – 1,9) в различных геофизических условиях. Показано, что в спокойных геомагнитных условиях и в отсутствии сейсмической активности в дневное время на высотах h ~ 700 – 2400 км в спектрах атмосфериков преобладают КНЧ–компоненты (200 Гц – 2 кГц). С ростом геомагнитной активности верхняя частота отсечки в спектрах смещается в область более низких частот (700 – 1000 Гц), что указывает на усиление затухания этих волн при их прохождении через нижнюю область ионосферы. В сейсмически активный период в подготовительную фазу землетрясений верхняя частота отсечки наоборот смещается к более высоким частотам (2,5 – 3 кГц) и появляются в спектрах ОНЧ - компоненты, т.е. имеет место ослабление затухания этих волн. Полученные свойства амплитудных спектров качественно согласуются с поведением коэффициентов прохождения электромагнитных волн в диапазоне частот 50 Гц – 20 кГц для дневных и ночных условий. Противоположный характер изменения амплитуд спектров позволяет утверждать, что эффекты в нижней ионосфере вызваны различными физическими источниками. Это первое экспериментальное доказательство того, что наблюдаемые во внешней ионосфере эффекты землетрясений в КНЧ – и ОНЧ – диапазонах обусловлены изменениями условий их распространения через нижнюю ионосферу [7-8].

Анализ тонкой структуры амплитудных спектров сигналов ОНЧ – передатчиков (Краснодарский и OMEGA) показал, что при пролете над зоной Иранского землетрясения 21 июня 1990 г. образовались магнитосферные каналы. По вариациям спектральной плотности сигналов оценены горизонтальные поперечные их размеры: 3 – 200 км на h ~ 1000 км. Этот результат совпадает с ранее полученными данными из анализа свистящих атмосфериков, наблюдаемых на спутнике во время Иранского землетрясения [9].

При пролете спутника на высоте 1000 км над островом Новая Земля через 17 минут после ядерного подземного взрыва обнаружено резкое усиление (~20 дБ) ОНЧ-шипений в узком интервале инвариантных широт (Ф'~3°), включающем источник возмущения, уменьшение нижней частоты отсечки спектра шума, совпадающей с частотой нижнего гибридного резонанса. Спектральная плотность мощности шума была модулирована с пространственными периодами ~100 и 23 км. При этом в плазмосфере в широком интервале Ф' от 50° до 30° была зарегистрирована уникальная серия (>5) цугов эхо-сигналов (37 и более) свистящих атмосфериков [10-11]. Теоретически показано, что цуги эхо синхронизированы с периодом ~50 с и контролируются стоячей альвеновской волной силовой линии L= 2.4-2.5 [12].

Экспериментально исследованы пространственные и спектральные вариации электрической ком­поненты поля во внешней ионосфере в диапазоне УНЧ (f < 30 Гц) и КНЧ (f < 1 кГц) электромагнит­ных волн над северным разломом Индо-Австралийской плиты. Использованы записи 10 узкополос­ных фильтров на частотах 8-970 Гц (8, 20, 33, 50, 75, 150, 225, 433, 623, 970 Гц), установленных на борту ИСЗ "Интеркосмос-24". При пороге чувствительности фильтров ~2 мкВ/м в дневное время излучение не наблюдалось. В ночное время на всех частотах излучение четко локализовано в пространстве над разломом. В спектральном рас­пределении выделен максимум на частотах 150-623 Гц. В дни аномальных всплесков концентрации радона в подземных водах, зарегистрированных в долине Кангра (Индия), одновременно наблюда­лось усиление электрического поля более чем на порядок по величине на частоте 8 Гц и в 2-3 раза в указанном выше максимуме. Отмечено также усиление излучения в области, сопряженной с раз­ломом, но только в КНЧ-диапазоне. Вся совокупность свойств КНЧ-шума над разломом позволяет утверждать, что источники его - молниевые разряды, а усиление интенсивности вызвано ослабле­нием затухания КНЧ-волн при прохождении их через нижнюю ионосферу, модифицированную эле­ктрическим полем сейсмической природы в подготовительную фазу землетрясения [13-14].

Исследованы пространственные и спектральные характеристики УНЧ-ОНЧ - электрических полей во внешней ионосфере во время тайфунов над Тихим океаном на h ~ 1500 –2500 км днем и h ~ 550 –700 км в ночное время. Использованы записи бортовых узкополосных фильтров на частотах 8, 20, 33, 50, 75, 150, 225, 433, 623, 970 Гц; 9.6 и 15 кГц. Спектральное распределение абсолютных значений поля качественно согласуется с теорией прохождения УНЧ – ОНЧ – электромагнитных волн через нижнюю ионосферу. Аномально высокие величины электрических полей в дневных условиях противоречат этой теории и известным экспериментальным данным. Этот эффект может быть связан с гигантскими молниевыми разрядами во время тайфунов и усилением сигналов в результате фокусировки лучевых траекторий днем и дефокусировки их ночью экваториальной аномалией [15-16].

1. Михайлова Г.А., Голявин А.М., Михайлов Ю.М. Динамические спектры ОНЧ-излучений во внешней ионосфере, связанных с Иранским землетрясением 21 июня 1990 г. (ИСЗ «Интеркосмос –24» // Геомагнетизм и аэрономия. Т.31. №5. С.801-807. 1991

2. Васьков В.В., Беляев П.П., Будько Н.И., Капустина О.В., Комраков Г.П., Маресов А.Н., Михайлова Г.А., Михайлов Ю.М., Прутенский И.С. Формирование ОНЧ-каналов при воздействии мощной ра­диоволны на F-слой ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. Т.33. №6. С.91-97. 1993

3. Михайлов Ю.М., Ершова В.А., Ростэ О.З., Шульчишин Ю.А., Шмилауер Я., Капустина О.В., Кочнев В.А. Низкочастотные волновые и масс-спектрометрические измерения на спутнике "Интеркосмос-24" // Геомагнетизм и аэрономия. Т.34. №2. C.68-77. 1994.

4. Mikhailov Yu.M., Kapustina O.V., Ershova V.A., Roste O.Z.,.Shulchishin Yu.A, Kochnev V.A., Shmilauer J. Definition of the low hybrid frequency by active wave method on Intercosnos-24 satellite and comparison these data with mass-spectrometer measurements // Adv. Space Res. V.I5. N.12. P.147-150. 1995

5. Васьков В.В., Будько Н.И., Гдалевич Г.Л., Капустина О.В., Комраков Г.П., Маресов А.Н., Михайлов Ю.М., Прутенский И.С., Рябова Н.А.. Обнаружение на спутнике "Интеркосмос-24" ОНЧ- и КНЧ- волн, возбуждаемых в ионос­фере мощным КВ-радиоизлучением стенда «Сура» // Геомагнетизм и аэрономия. Т.35. №1. С.98-106. 1995.

6. Vas'kov V.V., Boud'ko N.I., Kapustina O.V., Mikhailov Yu.M., Mikhailova G.A., et al. Detection on the INTERCOSMOS 24 satellite of VLF and ELF waves stimulated in the topside ionosphere by the heating facility “SURA” // J.Atmos.Solar.-Terr.Phys. V.60. No.12. P.1261-1274. 1998.

7. Михайлов Ю.М., Михайлова Г.А., Капустина О.В. КНЧ-ОНЧ-электромагнитный фон во внешней ионосфере над сейсмоактивными районами (ИСЗ "Интеркосмос-24") // Геомагнетизм и аэрономия. Т.37. №4. С.78-85. 1997.

8. Михайлова Г.А., Михайлов Ю.М., Капустина О.В.. Возможный механизм усиления КНЧ-ОНЧ электромагнитных полей перед землетрясениями (ИСЗ ИК-24) // Материалы Международной научной конференции "Интеркосмос 30" 9-10 апреля 2001 г. М.: ИКИ РАН. С.150-155. 2003.

9. Михайлов Ю.М., Михайлова Г.А., Капустина О.В. Тонкая структура спектров сигналов ОНЧ-передатчиков над зоной Иранского землетрясения 1990 г. (ИСЗ "Интеркосмос-24") // Геомагнетизм и аэрономия. Т.37. №5. С.99-105. 1997.

10. Михайлов Ю.М., Михайлова Г.А., Капустина О.В. ОНЧ-эффекты во внешней ионосфере от подземного ядерного взрыва 24 октября 1990 г. на о. Новая Земля (данные ИСЗ «Интеркосмос-24») // Геомагнетизм и аэрономия. Т.38. №6. С.66-72. 1998.

11. Mikhailov Yu.M., Mikhailova G.A., Kapustina O.V. VLF effects in the outer ionosphere from the underground nuclear explosion on Novaya Zemlya island on 24 October, 1990 (Intercosmos 24 satellite data) // Phys.Chem.Earth(C). V.25. N.1-2. P.93-96. 2000.

12. Рябов Б.С., Будько Н.И. Альвеновский контроль длинных цугов эхо- свистов // Геомагнетизм и аэрономия. Т.43. №4. С.533-538. 2003.

13. Михайлов Ю.М., Михайлова Г.А., Капустина О.В. УНЧ-КНЧ-электромагнитные излучения над разломом в долине Кангра (Индия) и их связь с радоном (ИСЗ “Интеркос­мос-24”) // Геомагнетизм и аэрономия. Т.39. N.4. С.62-68. 1999.

14. Mikhailov Yu.M., Mikhailova G.A.,Kapustina O.V. ULF-ELF electromagnetic emissions over the fault in Kangra valley of India and their relation with radon emanation (Intercosmos 24 satellite data) //J.Tech.Phys. V.40. N1. P.317-320. 1999.

15. Mikhailova G.A., Mikhailov Yu.M., Kapustina O.V. ULF-VLF electric fields in the external ionosphere over powerfull typhoons in Pacific Ocean // Intern. J. Geomag. and Aeron. V.2. No.2. P.153-158. 2000.

16. Mikhailova G.A., Mikhailov Yu.M., Kapustina O.V. Variations of ULF-VLF electric fields in the external ionosphere over powerfull typhoons in Pacific Ocean // Adv.Space Res. V.30. No.11. P.2613-2618. 2002.