Пущино, Россия
Пущино, г. Москва и Московская область, Россия
Рассмотрены научные и технические требования к специализированному радиотелескопу, позволяющему осуществлять краткосрочный прогноз космической погоды по наблюдениям мерцающих на движущихся неоднородностях межпланетной плазмы радиоисточников. Показано, что, помимо прогнозирования, на радиотелескопе можно решать другие научные задачи. Предложен вариант технической реализации антенны, рассмотрена структура радиотелескопа. Радиотелескоп является разнесенной антенной решеткой, состоящей из модулей, в каждом из которых 16 (4×4) базовых антенных элементов, представляющих собой два ортогональных диполя. Эффективная площадь модуля составляет 16 м2 на центральной частоте 180 МГц, общая полоса рабочих частот 120–240 МГц. Поле зрения модуля в диапазоне углов ±50° от зенита будет на центральной частоте не менее 400 кв. град. при падении чувствительности на краях площадки в два раза. Показано, что телескоп, состоящий из 64 модулей, позволит делать прогноз не менее 2–3 раз в день. Оценка точности предсказания времени прихода выброса к Земле — один час.
космическая погода, межпланетные мерцания, прогноз, низкочастотные наблюдения, Большая синфазная антенна (БСА)
1. Воскресенский Д.И. Устройства СВЧ и антенны (Проектирование фазированных антенных решеток). М.: Радио и связь, 1981, 432 с.
2. Гончаренко И.В. Компьютерное моделирование антенн. Все о программе ММАNA. М.: РадиоСофт, 2002, 80 c.
3. Петрукович А.А. Солнечно-земные связи и космическая погода. Плазменная гелиогеофизика. М.: Наука, 2008, с. 175–257.
4. Artyukh V.S., Tyul’bashev S.A. A method for analyzing a survey of scintillating radio sources. Astronomy Reports. 1996a, vol. 40, iss. 5, pp. 608–615.
5. Artyukh V.S., Tyul’bashev S.A. The cosmological evolution of compact radio sources from 102 MHz observations. Astronomy Reports. 1996b, vol. 40, iss. 5, pp. 601–607.
6. Artyukh V.A., Tyul’bashev S.A., Isaev E.A. The cosmological evolution of compact radio sources from 102–MHz observations. Astronomy Reports. 1998, vol. 42, iss. 3, pp. 576–586.
7. Bisi M.M., Breen A.R., Jackson B.V., et al. From the Sun to the Earth: The 13 May 2005 coronal mass ejection. Solar Phys. 2010, vol. 265, iss. 1-2, pp. 49–127. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9602-8.
8. Bisi M.M., Fallows, R.A., Jackson, B.V., et al. The Worldwide Interplanetary Scintillation (IPS) Stations (WIPSS) network October 2016 observing campaign: Initial WIPSS data analyses. AGU Fall Meeting Abstracts, 2017, SH21A-2648.
9. Chashei I.V., Tyul’bashev S.A., Subaev I.A., Izvekova V.A. Global structure of the solar wind in a of decreasing solar activity from interplanetary-scintillation monitoring data. Astronomy Reports. 2019, vol. 63, iss. 2, pp. 161–165. https://doi.org/10.1134/S1063772919020021.
10. Chashei I.V., Tyul’bashev S.A., Lukmanov V.R., Subaev I.A. ICMEs and CIRs monitored in IPS data at a frequency of 111 MHz. Adv. Space Res. 2023, vol. 72, iss. 12, pp. 5371–5375. https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.05.050.
11. Chen P.F. Coronal mass ejections: Models and their observational basis. Living Rev. Sol. Phys. 2011, vol. 8, iss. 1, pp. 1–92. https://doi.org/10.12942/lrsp-2011-1.
12. Dagkesamanskii R.D., Veselovskii A.V., Zheleznykh I.M., et al. Prototype of a meter-wavelength radio telescope with wide field-of-view. Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2020, vol. 47, iss. 3, pp. 71–75. https://doi.org/10.3103/S1068335620030021.
13. de Ruite I., Meyers Z.S., Rowlinson A., et al. Transient study using LoTSS-framework development and preliminary results. Mont. Not. Roy. Astron. Soc. 2024, vol. 531, iss. 4, pp. 4805–4822. https://doi.org/10.1093/mnras/stae1458.
14. Dong F.A., Clarke T.E., Curtin A., et al. CHIME/fast radio burst/pulsar discovery of a nearby long-period radio transient with a timing glitch. Astrophys. J. Lett. 2025, vol. 990, iss. 2, pp. L49–L64. https://doi.org/10.3847/2041-8213/adfa8e.
15. Fallows R.A., Iwai K., Jackson B.V., et al. Application of novel interplanetary scintillation visualisations using LOFAR: A case study of merged CMEs from September 2017. Adv. Space Res. 2023, vol. 72, iss. 12, pp. 5311–5327. https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.08.076.
16. Ghuge D., Bhattacharjee D., Subramanian P. Turbulent power: A discriminator between sheaths and CMEs. Solar Phys. 2025, vol. 300, iss. 4, 47. https://doi.org/10.1007/s11207-025-02457-5.
17. Glubokova S.K., Tyul’bashev S.A., Chashei I.V., Shishov V.I. Parameters of the turbulence of the interplanetary plasma derived from scintillation observations of the quasar 3C 48 at the solar-activity minimum. Astronomy Reports. 2013, vol. 57, iss. 8, pp. 586–593. https://doi.org/10.1134/S1063772913070020.
18. Glyantsev A.V., Tyul’bashev S.A., Chashei I.V., Shishov V.I. The detection of coronal mass ejections in the interplanetary medium using scintillation observations. Astronomy Reports. 2014, vol. 58, iss. 9, pp. 619–625. https://doi.org/10.1134/S1063772914090030.
19. Glyantsev A.V., Tyul’bashev S.A., Chashei I.V., Shishov V.I. Interplanetary-scintillation observations of coronal mass ejections near the maximum of the 24th solar-activity cycle. Astronomy Reports. 2015, vol. 59, iss. 1, pp. 40–45. https://doi.org/10.1134/S1063772915010047.
20. Gosling J.T., Hildner E., MacQueen R.M., et al. Mass ejections from the Sun: A view from Skylab. J. Geophys. Res. 1974, vol. 79, iss. 31, pp. 4581–4587. https://doi.org/10.1029/JA079i031p04581.
21. Gosling J.T., Hildner E., MacQueen R.M., et al. The speeds of coronal mass ejection events. Solar Phys. 1976, vol. 48, iss. 2, pp. 389–397. https://doi.org/10.1007/BF00152004.
22. Hewish A., Scott P.F., Wills D. Interplanetary scintillation of small diameter radio sources. Nature. 1964, vol. 203, iss. 4951, pp. 1214–1217. https://doi.org/10.1038/2031214a0.
23. Hewish A., Dennison P.A., Pilkington J.D.H. Measurements of the size and motion of the irregularities in the interplanetary medium. Nature. 1966, vol. 209, iss. 5029, pp. 1188–1189. https://doi.org/10.1038/2091188a0.
24. Iwai K., Shiota D., Tokumaru M., et al. Development of a coronal mass ejection arrival time forecasting system using interplanetary scintillation observations. Earth, Planets and Space. 2019, vol. 71, iss. 1, 39. https://doi.org/10.1186/s40623-019-1019-5.
25. Kojima M., Tokumaru M., Watanabe H., et al. Heliospheric tomography using interplanetary scintillation observations. 2. Latitude and heliocentric distance dependence of solar wind structure at 0.1–1 AU. J. Geophys. Res. 1998, vol. 103, iss. A2, pp. 1981–1990. https://doi.org/10.1029/97JA02162.
26. Lee Y.W.J., Caleb M., Murphy T., et al. The emission of interpulses by a 6.45-h-period coherent radio transient. Nature Astronomy. 2025, vol. 9, pp. 393–405. https://doi.org/10.1038/s41550-024-02452-z.
27. Likhachev S.F., Kostenko V.I., Girin I.A., et al. Software correlator for Radioastron mission. Journal of Astronomical Instrumentation. 2017, vol. 6, iss. 3, 1750004-131. https://doi.org/10.1142/S2251171717500040.
28. Lukmanov V.R., Chashei I.V., Tyul’bashev S.A. On correlation of the interplanetary scintillation level and solar wind speed. Astronomy Reports. 2022, vol. 66, iss. 12, pp. 1325–1328. https://doi.org/10.1134/S1063772922110142.
29. Manoharan P.K., Ananthakrishnan S., Dryer M., et al. Solar wind velocity and normalized scintillation index from single-station IPS observations. Solar Phys. 1995, vol. 156, iss. 2, pp. 377–393. https://doi.org/10.1007/BF0067023.
30. Manoharan P.K., Tokumaru M., Pick M., et al. Coronal mass ejection of 2000 July 14 flare event: Imaging from near-Sun to Earth environment. Astrophys. J. 2001, vol. 559, iss. 2, pp. 1180–1189. https://doi.org/10.1086/322332.
31. Marians M. Computed scintillation spectra for strong turbulence. Radio Sci. 1975, vol. 10, pp. 115–119. https://doi.org/10.1029/RS010i001p00115.
32. Mejia-Ambriz J.C., Jackson B.V., Gonzalez-Esparza J.A., et al. Remote-sensing of solar wind speeds from IPS observations at 140 and 327 MHz using MEXART and STEL. Solar Phys. 2015, vol. 290, iss. 9, pp. 2539–2552. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0694-z.
33. Millward G., Biesecker D., Pizzo V., de Koning C.A. An operational software tool for the analysis of coronagraph images: Determining CME parameters for input into the WSA-Enlil heliospheric model. Space Weather. 2013, vol. 11, iss. 2, pp. 57–68. https://doi.org/10.1002/swe.20024.
34. Morgan J., McCauley P.I., Waszewski A., et al. Detection and characterization of a coronal mass ejection using interplanetary scintillation measurements from the Murchison Widefield Array. Space Weather. 2023, vol. 21, iss. 5, e2022SW003396. https://doi.org/10.1029/2022SW003396.
35. Readhead A.C.S. Interplanetary scintillation of radio sources at metre wave-lengths – II. Theory. Mont. Not. Roy. Astron. Soc. 1971, vol. 155, p. 185. https://doi.org/10.1093/mnras/155.2.185.
36. Romero-Hernandez E., Gonzalez-Esparza J.A., Aguilar-Rodriguez E., et al. Detection of solar wind disturbances: Mexican Array Radio Telescope IPS observations at 140 MHz. Solar Phys. 2015, vol. 290, iss. 9, pp. 2553–2566. https://doi.org/10.1007/s11207-015-0690-3.
37. Antenna Toolbox – MATLAB. Available at: https://www.mathworks.com/products/antenna.html.
38. (дата обращения 12 декабря 2025 г.).
39. Tingay S.J., Goeke R., Bowman J.D., et al. The Murchison Widefield Array: The square kilometre array precursor at low radio frequencies. Publ. Astron. Soc. Australia. 2013, vol. 30, e007, 21 p. https://doi.org/10.1017/pasa.2012.007.
40. Tokumaru M., Kojima M., Fujiki K. Solar cycle evolution of the solar wind speed distribution from 1985 to 2008. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2010, vol. 115, iss. A4, A04102. https://doi.org/10.1029/2009JA014628.
41. Tokumaru M., Kojima M., Fujiki K. Long-term evolution in the global distribution of solar wind speed and density fluctuations during 1997–2009. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2012, vol. 117, iss. A6, A06108. https://doi.org/10.1029/2011JA017379.
42. Tyul’bashev S.A., Golysheva P.Y., Tyul’bashev V.S., Subaev I.A. Search for long-term variability of several flat-spectrum sources at 111 MHz. Astronomy Reports. 2019, vol. 63, iss. 11, pp. 920–931. https://doi.org/10.1134/S1063772919100068.
43. Turtle A.J., Baldwin J.E. A survey of galactic radiation at 178 Mc/s. Mont. Not. Roy. Astron. Soc. 1962, vol. 124, p. 459. https://doi.org/10.1093/mnras/124.6.459.
44. Shishov V.I., Chashei I.V., Oreshko V.V., et al. Monitoring of the turbulent solar wind with the upgraded Large Phased Array of the Lebedev Institute of Physics: First results. Astronomy Reports. 2016, vol. 60, iss. 12, pp. 1067–1082. https://doi.org/10.1134/S1063772916110068.
45. van Haarlem M.P., Wise M.W., Gunst A.W., et al. LOFAR: The LOw-Frequency Array. Astron. Astrophys. 2013, vol. 556, A2, 53 p. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201220873.
46. Vlasov V.I. Solar-wind velocity measurement by radio observations of phenomena propagated through the interplanetary plasma. Soviet Astronomy Letters. 1979, vol. 5, pp. 154–156.
47. Vlasov V.I., Chashei I.V., Shishov V.I., Shishova T.D. Interplanetary plasma from radioastronomical data (Review). Geomagnetism and Aeronomy. 1979, vol. 19, pp. 269–282.
48. Wagner W.J. SERF studies of mass motions arising in flares. Adv. Space Res. 1982, vol. 2, iss. 11, pp. 203–219. https://doi.org/10.1016/0273-1177(82)90201-0.
49. Wang Y.M., Sheeley N.R., Socker D.G., et al. Observations of correlated white-light and extreme-ultraviolet jets from polar coronal holes. Astrophys. J. 1998, vol. 508, iss. 2, pp. 899–907. https://doi.org/10.1086/306450.
50. Waszewski A., Morgan J.S., Chhetri R., et al. Resolving moving heliospheric structures using interplanetary scintillation observations with the Murchison Widefield Array. Space Weather. 2023, vol. 21, iss. 10, e2023SW003570. https://doi.org/10.1029/2023SW003570.
51. Yashiro S., Gopalswamy N., Michalek G., et al. A catalog of white light coronal mass ejections observed by the SOHO spacecraft. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2004, vol. 109, iss. A7, A07105. https://doi.org/10.1029/2003JA010282.
52. URL: http://spaceweather.izmiran.ru/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
53. URL: https://iszf.irk.ru/megascience/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
54. URL: http://ipg.geospace.ru/space-weather-forecast.html (дата обращения 25 октября 2025 г.).
55. URL: www.swpc.noaa.gov (дата обращения 25 октября 2025 г.).
56. URL: wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp (дата обращения 25 октября 2025 г.).
57. URL: http://www.cessi.in/spaceweather/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
58. URL: https://swe.ssa.esa.int/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
59. URL: http://www.spaceweather.org/ISES/rwc/rwc_cn_a.html (дата обращения 25 октября 2025 г.).
60. URL: https://ccmc.gsfc.nasa.gov/models/WSA-Enlil-at-SWPC~3/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
61. URL: https://www.ncei.noaa.gov/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
62. URL: https://www.nesdis.noaa.gov/current-satellite-missions/currently-flying/dscovr-deep-space-climate-observatory (дата обращения 25 октября 2025 г.).
63. URL: https://www.swpc.noaa.gov/products/ace-real-time-solar-wind (дата обращения 25 октября 2025 г.).
64. URL: https://www.mathworks.com/products/antenna.html (дата обращения 25 октября 2025 г.).
65. URL: https://sw.prao.ru/ (дата обращения 25 октября 2025 г.).
