EISCAT Tromsø (įsikūrusi Ramfjordmoen stotyje netoli Tromsės, Norvegijoje) yra viena svarbiausių ir galingiausių pasaulyje nenuosekliosios sklaidos radarų (Incoherent Scatter Radar, ISR) tyrimų stočių. Ji priklauso tarptautinei EISCAT (European Incoherent Scatter Scientific Association) asociacijai.
Kompleksas suprojektuotas tirti Žemės jonosferą (atmosferos sluoksnį nuo ~60 iki 1000 km aukščio, pripildytą įkrautų dalelių), magnetosferą ir artimąją kosminę erdvę. Kadangi stotis yra giliai už poliarinio rato (69°35’11″N 19° 13’38″E), ši vieta idealiai tinka stebėti poliarines pašvaistes, kosminių orų poveikį bei Žemės magnetosferos ir Saulės vėjo sąveiką.
Veikimo principas
Įprasti radarai siunčia signalą ir matuoja jo atspindį nuo kietų objektų (pvz., lėktuvų ar kritulių). EISCAT naudoja subtilesnį metodą – nenuosekliąją sklaidą. Galingi radijo bangų impulsai siunčiami į jonosferą, kur jie atsimuša į nuolat kintančius, sutankėjusius elektronų debesėlius. Analizuodami šį labai silpną grįžtantį signalą, mokslininkai gali itin tiksliai išmatuoti: elektronų ir jonų temperatūrą, kuri kosminių audrų metu drastiškai kinta; plazmos dreifo greitį ir kryptį (jonosferos vėjus ir elektrinius laukus); elektronų tankio profilį skirtinguose aukščiuose.
Pagrindiniai instrumentai
Stotį sudaro keli skirtinguose dažniuose veikiantys unikalūs įrenginiai.
32 m skersmens parabolinė antena. Autoriaus nuotrauka
929 MHz dažnio (UHF) radaras, anksčiau veikęs kaip unikali tristatinė sistema su imtuvais Švedijoje ir Suomijoje, šiuo metu veikia kaip monostatinė sistema su 32 m skersmens nukreipiamąja paraboline antena, skirta tiksliems jonosferos pjūviams.
VHF radaras. Autoriaus nuotrauka
224 MHz dažnio (VHF) radaras yra milžiniška 120 m × 40 m dydžio parabolinio cilindro („pusės lovio“ formos) nejudanti antena, galinti elektroniniu būdu pakreipti spindulį šiaurės pietų kryptimi. Ji skirta procesams didesniuose aukščiuose tirti ir kosminėms šiukšlėms sekti.
Jonosferos modifikavimo įrenginys (Heating facility), siunčiantis galingas trumpąsias bangas (2,7–8 MHz dažnio) tiesiai į jonosferą ir trumpam ją lokaliai sužadina, t.y. „pašildo“. Tai leidžia atlikti kontroliuojamus plazmos fizikos eksperimentus tiesiogiai atvirame kosmose. EISCAT Heating įrenginys ir JAV HAARP (High-frequency Active Auroral Research Program) Aliaskoje yra tiesioginiai analogai ir atlieka labai panašią funkciją. Abu jie yra aukšto dažnio (HF) jonosferos modifikavimo įrenginiai (ionospheric heaters), skirti atlikti kontroliuojamus plazmos fizikos ir radijo bangų sklidos eksperimentus. Istoriškai HAARP projektas buvo kuriamas ir tobulinamas remiantis būtent EISCAT Tromsės stoties patirtimi ir pasiekimais.
Naujoji era: EISCAT_3D
Dabartiniu metu EISCAT patiria didžiausią technologinį šuolį savo istorijoje. Senosios parabolinės antenos užleidžia vietą naujos kartos multisistemai EISCAT_3D. Tai skaitmeninių fazinių antenų masyvai, išdėstyti Norvegijoje (Skibotne), Švedijoje ir Suomijoje.
Sistema trimačiu formatu ir realiu laiku skenuoja jonosferą bei pašvaistes, fiksuodama itin smulkias detales ir greičiausius procesus. Skirtingai nuo fiziškai sukamų senųjų antenų, EISCAT_3D spindulio kryptį elektroniniu būdu perorientuoja akimirksniu.
Tyrimai kritiškai svarbūs ne tik teoriniam mokslui, bet ir praktikai: jonosferos trikdžiai tiesiogiai veikia GNSS (GPS, Galileo, BeiDou, GLONASS) navigaciją, palydovinį ryšį bei elektros perdavimo tinklus Žemėje.