Инновационное агентство DARPA, специализирующееся на продвинутых разработках для Министерства обороны США, выявило, что земная атмосфера способна функционировать как массивный сенсор, способствующий обнаружению скрытых явлений — таких как подземные взрывы или возвращение космических кораблей. Программа, именуемая «Атмосфера как сенсор» (AtmoSense), инициированная в 2020 году, исследует, каким образом энергия от различных событий распространяется через атмосферу, и превращает эти данные в ценную информацию. Глава проекта Майкл «Орбита» Наяк объясняет, что целью является мониторинг малейших возмущений, зарождающихся на Земле, и изучение их влияния на верхние слои атмосферы, с возможностью глобального применения в будущем. Уже в апреле 2025 года DARPA планирует обнародовать результаты на семинаре в Дейтона-Бич, штат Флорида, где ученые и военные смогут ознакомиться с ключевыми успехами программы.
Изначально в рамках AtmoSense у исследователей возникло желание узнать, каким образом энергия от событий на поверхности, таких как взрывы или землетрясения, проникает в ионосферу — высший слой атмосферы. Специалисты задались вопросом, можно ли использовать эти волны для анализа происходящих явлений. За прошедшие годы они разработали модели, демонстрирующие с высоким уровнем точности движение акустических и электромагнитных волн через атмосферу. Наяк отмечает, что ранее такие расчеты казались невозможными, но сейчас стало возможным регулярно прослеживать, как энергия с метра на земле распространяется на тысячи километров. Это открывает безграничные возможности — от науки до вопросов повышения безопасности.
Одна из задач этой программы заключается в обнаружении секретных взрывов, таких как тестирование оружия. Для проверки команда провела испытания в Нью-Мексико: в прошлом году они активировали шесть зарядов — четыре по одной тонне и два по десять тонн. Сенсоры как на земле, так и в воздухе подтвердили, что модели AtmoSense корректно предсказывают движение волн через атмосферу. Это может стать инструментом для отслеживания скрытых действий на дальних расстояниях, благодаря сигнальным данным из воздуха.
Однако программа пошла дальше. Исследователи случайно обнаружили, что атмосфера реагирует не только на взрывы, но и на космические объекты. В ходе одного из тестов в Нью-Мексико они зафиксировали уменьшение концентрации электронов в ионосфере. Это совпало с возвращением ракеты SpaceX Falcon 9 в атмосферу. В дальнейшем они провели аналогичные наблюдения при других запусков и увидели тот же эффект: каждый раз при возвращении ракеты количество электронов уменьшалось. Это открытие позволило создать новый метод отслеживания возвращения космических аппаратов на Землю.
AtmoSense также нашла применение в других сферах. Точные модели волн могут быть полезны для исследования гиперзвуковых полетов, анализа движения жидкостей и сложных систем, требующих высокопроизводительных расчетов. Наяк утверждает, что ионосфера перестала быть «неразгаданной тайной» благодаря их работе. Программа разработала бесплатные инструменты для 3D-моделирования атмосферных волн, доступные любому исследователю. Это не только значительный научный прорыв, но и шаг к созданию технологий значимых для национальной безопасности — от наблюдения за взрывами до анализа космического пространства.
В перспективе DARPA планирует расширить потенциал AtmoSense, что позволит отслеживать события на глобальном уровне. В настоящее время программа демонстрирует, как атмосфера может стать универсальным средством наблюдения, полезным как для науки, так и для обороны.
Источник: iXBT
