Смартфоны на базе Android помогают создать подробную карту ионосферы Земли

Инженеры превратили смартфоны на базе Android в инструменты для изучения космоса Миллионы гаджетов по всему миру помогают ученым составить точную карту ионосферы. Удивительно, но обычный смартфон в вашем кармане может стать мощным инструментом для исследования космоса. В новом исследовании американские ученые превратили миллионы телефонов на базе Android по всему миру в набор гибких научных инструментов, создав одну из самых подробных на сегодняшний день карт верхнего слоя атмосферы Земли. Результаты исследования могут помочь повысить точность технологии GPS во всем мире в несколько раз. «Эти телефоны могут поместиться у вас на ладони, но с помощью краудсорсинга мы можем использовать их, чтобы изменить наше представление о космической среде», — отметила профессор кафедры аэрокосмической инженерии Джейд Мортон в Университете Колорадо в Боулдере. Вместе с коллегами Мортон использовала датчики GPS, которые есть в каждом смартфоне, чтобы собрать данные об искажении атмосферой Земли поступающих со спутников сигналов. В процессе они увидели «плазменные пузыри» в атмосфере в невиданных ранее подробностях.

Как смартфоны начали исследовать верхние слои атмосферы Исследователи из Google и Университета Колорадо в Боулдере превратили обычные Android-смартфоны в научные инструменты для изучения ионосферы - верхнего слоя земной атмосферы, расположенного на высоте более 560 километров. В этом слое солнечное излучение постоянно расщепляет молекулы и атомы, создавая плазму. Изучать этот слой сложный вызов для науки. Что сделали в Google. GPS-датчики в телефонах отслеживают, как ионосфера искажает сигналы спутников. Принцип работы основан на измерении времени прохождения радиоволн от спутника до приёмника. Благодаря массовому сбору данных со смартфонов, учёные теперь могут наблюдать около 21% ионосферы одновременно - это существенный прогресс по сравнению с 14% охвата традиционными радарами. Система уже доказала свою эффективность во время солнечной бури в мае 2024 года. Исследователям удалось зафиксировать образование "плазменных пузырей" - областей с пониженной концентрацией заряженных частиц над Южной Америкой. Эти структуры поднимались через ионосферу, напоминая движение пузырьков в лавовой лампе.

Смартфоны помогли ученым составить первую полную карту ионосферы Земли Ионосфера — часть верхней атмосферы, расположенная на высоте 50-1500 километров. Она состоит из слабоионизированной плазмы, в которой распространяются и отражаются радиоволны. Изменения в ионосфере вызывают сбои в работе спутниковых систем навигации. Обычно ионосферу мониторят специальные наземные станции, однако таких нет в некоторых развивающихся странах. Инженеры из команды Google Search нашли способ сделать карту ионосферы высочайшей точности. Они проанализировали данные 40 миллионов смартфонов на базе Android и рассчитали время прохождения сигнала между телефоном и спутником GPS на орбите. Новая карта выявила аномалию — экваториальный плазменный пузырь, который образуется в ночное время, когда солнце перестает ионизировать атмосферу. Теперь ученые хотят использовать данные со смартфонов тех, кто путешествует на самолетах и паромах между континентами, чтобы дополнить части карты над океанами. Вокруг света. Подписаться

Смартфоны изучают ионосферу Земли Google Research нашли способ использовать миллионы Android-устройств для изучения ионосферы – верхнего слоя атмосферы, который влияет на радиосигналы и GPS-навигацию. Что такое ионосфера? Ионосфера – это слой, насыщенный заряженными частицами плазмой , который может вызывать помехи для спутниковой связи, радио и GPS. Изучение её поведения особенно важно во время солнечных бурь, которые могут повредить спутники и энергосети. Как это работает: - Устройства Android с GPS собирают данные о сигналах спутников. - Эти данные используются для отслеживания колебаний в плазме ионосферы, создавая карту её состояния. - На основе этой информации ученые выявляют нарушения, которые могут повлиять на связь и навигацию. Почему это важно? - Улучшение точности GPS, особенно в условиях помех. - Помощь в прогнозировании солнечных бурь и их воздействия на инфраструктуру . - Уникальная возможность изучать поведение Земли и её атмосферы на глобальном уровне . Преимущества нового метода: - Двукратное расширение покрытия по сравнению с существующими станциями - Особенно эффективен в регионах с редкой мониторинговой инфраструктурой Индия, Юго-Восточная Азия, Африка - Полная анонимность пользовательских данных Результаты: - Использовано от 200 000 до 2 млн смартфонов ежечасно - Охвачено около 40 млн измерений ежедневно - Создана карта с разрешением порядка 70 км Практическое применение: 1. Повышение точности GPS до нескольких метров 2. Улучшение работы служб экстренного реагирования 3. Потенциал для прогнозирования последствий солнечных бурь Интересный факт: Исследователи зафиксировали уникальные плазменные явления, такие как "плазменные пузыри" над Индией и Бразилией, которые ранее не были так детально зарегистрированы. Метод открывает новые горизонты в изучении ионосферы и демонстрирует, как массовые пользовательские устройства могут служить научным инструментом. Исследование опубликовано в журнале Nature. Блог Статья Видео Демо карт