Вертикальне зондування іоносфери (ВЗІ) — найстаріший та все ще один з найпоширеніших методів діагностики атмосферної плазми Землі. Сьогодні діє всесвітня мережа зондувальних станцій ВЗІ, розроблених різними дослідницькими групами; однак теперішнього покриття все ще недостатньо для сучасних наукових і експлуатаційних цілей. Це пов’язано, перш за все, з обмеженою часовою та просторовою роздільною здатністю наявних систем ВЗІ. Таким чином, побудова щільної глобальної мережі станцій ВЗІ з покращеними експлуатаційними характеристиками є важливою задачею для іоносферного співтовариства. Як країна з діючою програмою космічних досліджень, Україна матиме значні переваги від можливості отримувати в режимі реального часу дані про стан іоносфери, збурення якої впливають на якість зв’язку з супутниковими системами. На сьогоднішній день на території Україні немає жодної постійно діючої станції ВЗІ. Тому створення системи іоносферного зондування стане важливим кроком у розвитку національних космічних досліджень.

           Статтю присвячено розробці та створенню прототипу портативного цифрового іонозонда, який дозволяє провадити безперервну іоносферну діагностику без значних фінансових витрат. Розроблена система базується на технології радіосистем, що керуються програмно. Це надає розробці переваги високої експлуатаційної гнучкості, малого розміру, низького енергоспоживання та вартості. Так, система споживає менше 50 Вт вхідної потужності. Значною перевагою є також використання фазово-імпульсної модуляції сигналів, що забезпечує додаткове поліпшення відношення сигнал/шум за рахунок використання методики стиснення довгих кодованих імпульсів. Таким чином, було розроблено прототип недорогого малопотужного портативного когерентного іонозонда. Перші лабораторні та польові випробування нового приладу були проведені в Україні та Антарктиці. У квітні 2017 року систему було встановлено на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський» (УАС). Порівняння іонограм, отриманих на УАС за допомогою розробленого прототипу та традиційного аналогового іонозонда IPS-42, продемонстрували високу якість та вищу роздільну здатність нового інструмента ВЗІ. Стаття описує принципи роботи, функціональну схему та основні технічні характеристики іонозонда. Наведено також приклади іонограм, добових висотних залежностей плазмових частот іоносфери, допплерівських частотних зсувів та інтенсивностей відбитих сигналів зондування, що було отримано на УАС та поблизу Харкова.

            Перші результати випробувань двох однакових прототипів систем ВЗІ в Антарктиці та Україні показали надійність та ефективність їхнього застосування для діагностики іоносфери. Розроблена система може бути використана як базовий прототип для виготовлення обмеженої кількості іонозондів та їхньої установки в Україні. Важливими перевагами нової системи є її простота, низька собівартість виробництва та низьке енергоспоживання, що є найважливішим фактором для забезпечення безперервної експлуатації, особливо в таких віддалених місцях, як Антарктида. Автори рекомендують оснастити декілька обсерваторій в Україні розробленою системою зондування як перший крок до створення національної мережі моніторингу іоносферних умов та космічної погоди.