美軍方提瘋狂計劃:向電離層扔炸彈改善短波通訊

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美國軍方希望有朝一日能夠利用“立方體衛星”（CubeSats）這樣的低成本微型衛星在地球高空釋放大量電離氣體，以提升地球電離層對短波信號的反射性能

地球大氣中的電離層距離地面大約40英里（約合60公里），並且在夜間電離層的濃度會增加，從而使無線電短波信號能夠傳播更遠北京時間8月29日消息，據國外媒體報道，有朝一日，一組微型衛星將可能被用於在地球高層大氣中引爆等離子體炸彈，以便改善地球無線電通訊傳播效果。這並非天方夜譚。近日，美國空軍向三個研究組授予了合同，旨在研發實現這一目標的相關技術。由於長距離無線電短波通訊需要藉助地球電離層的反射，美國軍方希望有朝一日能夠利用“立方體衛星”（CubeSats）這樣的低成本微型衛星在地球高空釋放大量電離氣體，以提升地球電離層對短波信號的反射性能。地球大氣中的電離層距離地面大約40英里（約合60公里），並且在夜間電離層的濃度會增加，從而使無線電短波信號能夠傳播更遠。地面發射的短波無線電信號由於受到地球球面曲率的影響無法傳播到很遠的地方，但如果轉換方式，朝著地球電離層發射信號，並藉助後者的反射，我們就能夠實現遠距離的短波通訊。在美國空軍資助的一項研究中，來自賓夕法尼亞州德雷塞爾大學以及通用科學公司的科學家們正致力於發展一種通過將金屬加熱至其沸點以上從而使其蒸發的技術。之所以這樣做，是因為在這樣的條件下金屬將能夠與大氣中的氧氣發生相互作用併產生能夠反射短波無線電信號的等離子體。另一個正在進行中的項目是由艾尼格聯合企業（Enig Associates）以及馬里蘭大學共同承擔的，他們計劃通過引爆一枚小型炸彈來加熱金屬並將爆炸能量轉變為電能。研究人員們認為，通過改變最初爆炸的形式，他們將能夠較為精確地控制爆炸產生的等離子體雲團的形態。在過去，美國阿拉斯加州“高頻有源研究計劃”的科學家們曾經嘗試使用地基天線輻射作用在大氣中產生等離子體的設想，以便模擬地球電離層作用。而此次美國空軍計劃尋找更為高效的方式。一旦這些方案中的最優方案被選中，優勝者將轉入第二階段的研發，屆時將安排在真空艙內對等離子體發生器進行測試並進行技術驗證目的的太空飛行任務。但這項研究工作也並非一帆風順。為了計劃能夠成功，研究人員必須發展出體積足夠小的等離子體發生器以便能夠塞進空間極其有限的微型衛星內部，另外他們還必須找到方法來控制等離子體一旦產生之後如何在大氣中進行播撒擴散的問題。如果將以上這些挑戰考慮在內，研究人員坦言，目前要說這項設計方案是否有可能取得成功還為時過早。約翰·克萊（John Kline）領導著新澤西州“研究支持設備”公司的等離子體工程組，他表示：“這些都是處在非常早期的項目，代表著從等離子體研究向電離層研究之間的界限。這可能將是一道無法逾越的技術障礙。”

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