上の写真の説明→日食は電波に奇妙な影響を与える（出典：Emmanuel Lafont）

2023年10月と2024年4月のアメリカ日食の間、何百人ものラジオアマチュアが電波に乗る。
彼らの目的は、月が太陽を遮ったときに電波信号に何が起こるかを科学者が調査するのを助けることだ。
トッド・ベイカーの趣味を物語るのは、彼の裏庭にある巨大なタワーだ。
アンテナで覆われた高さ30メートル（100フィート）の建造物は、近くに生い茂る木々よりも高い。
インディアナ州のベルトコンベアのセールスマンであるベイカーは、自分の名前だけでなく、コールサインも名乗る： W1TOD。 彼はアマチュア無線（ハムラジオ）コミュニティのメンバーである。
彼は、市民バンド（CB無線）を含むさまざまな無線システムに長年手を出してきた。 "通信は私にとって、ただただクールなものだった"
彼は今、市民科学にも手を染めている。
10月14日、金環日食がアメリカ大陸を横断する間、彼と何百人ものアマチュア無線家が意図的に電波を満たす。
来年4月、ニューファンドランドからメキシコにかけて皆既日食が見られるとき、彼らはまたそれをやるだろう。
なぜか？
日食は無線通信に影響を与えることが知られており、ベイカーは宇宙現象が無線放送にどのような影響を与えるかをモニターするための巨大な実験に参加する予定だ。

インディアナポリスの南、ハイウェイから少し入ったところにある3ヘクタール（7.25エーカー）の敷地で、ベイカーはさまざまな方向にとがったアンテナを設置し、アメリカ全土はもちろん、もっと遠くまで送信できるようにしている。
彼は自分の声を地球の裏側まで送信し、ヨーロッパや13,000km（8,000マイル）離れたニュージーランドのアマチュア無線愛好家たちと会話を交わしたこともある。
ベイカー氏の庭にあるアンテナのひとつは、特別な角度がつけられており、最初は地面の低い位置から無線信号を送信するようになっているという。
しかし、その信号はやがて宇宙へと向かう。
「電離層に到達すると、ホップするんだ。 バウンスする」
電波が大気の上層で意図的に反射されるこの現象は、無線オペレーターが通信できる距離を大幅に伸ばす。
これは「スカイウェーブ効果」と呼ばれ、1901年に最初のラジオ放送が大西洋を越えて送信された方法である。
地球の曲率は克服可能だということだ。
無線通信は、地上と電離層の間をバウンドしながらジグザグに上下する。
この効果を利用した長距離放送では、電磁波の形で送信された人の声が文字通り空に触れる、と言えるかもしれない。
「バース大学の電波科学教授であるキャサリン・ミッチェルは、「地球の裏側からの電波を拾うことができるという事実は、本当に驚くべきことです」と言う。
本当に驚くべきことは、スカイウェーブ効果が安定していないということだ。
電離層は奇妙だ。
変動し、動き回り、膨張と収縮を繰り返し、均一とはほど遠い。
日の出や日没の間に、まるで池に石を投げ入れるように波打つのだ、とミッチェルは言う。
太陽の有無がその理由のひとつである。
昼間、電離層が厚くなるのは、太陽光が大気中のガスに衝突し、電離させて電子を発生させるからだ。 夜になると衝突が減り、電離層の下層が消える。
この夜間の薄さによって、電波はより遠くまで飛ぶことができる。
電子が地球に戻る前に、電波はより高い高度に到達するからだ。
池に石を投げ入れるようなものだ。
そのため、人々は長い間、早朝に遠くのラジオ局を拾うことができたのだ。

電離層の奇妙さは、大規模な調査が必要である。
日食は、電離層の変動に伴って電離層に何が起こっているのかについての我々の理解を検証するために、多くの人々を集める絶好の機会を提供してくれる。
さらに、日食は電離活動にどのような影響を与えるかという点で、夜間と同じではない。
月が落とす影は特殊で、地表を素早く移動する点状である。
したがって、日食の間、電離層に予期せぬことが起こるかもしれない。
HamSCIと呼ばれる市民科学者集団に登録しているアマチュア「ハム」無線コミュニティの登場である。
今後アメリカで起こる2つの日食が近づくにつれ、何百人ものボランティアが放送を開始し、自分の体験を追跡して科学者たちと共有できるようになる。
ベーカーはボランティアの一人である。
「科学者たちは、信号がどのように行ったり来たりしているのかを聞きたいのです」と彼は説明する。
「太陽をシャットダウンして、すぐに元に戻せるようなことは、他にはない。」
実験を率いるのは、HamSCIを設立したペンシルベニア州スクラントン大学の宇宙物理学者で電気エンジニアのナサニエル・フリッセルだ。
Zoomを使って、電離層について学ぶことがまだたくさんある理由を説明してくれた。
彼は私に、電離層が曲線状のぼやけた層となって地表をきちんと覆っているアニメーションを見せた。
「この電離層がいかに滑らかかわかりますか？
現実の電離層はそれほど滑らかではありません。
科学者がまだ予測するのが得意でない、一過性のしこりやでこぼこがある。」
フリッセルは、自身のコールサインをW2NAFとし、今度の日食の間、個々のハムラジオオペレーター、イベント中に高感度の送信機器を使用する予定のボランティア、公共無線の活動を追跡するオンラインデータベースなどからデータを収集する。
これは標準的な学術機器だけでは不可能なスケールの実験であり、十分な面積がないのだ、と彼は強調する。
今度の実験は、2017年にアメリカ上空で起きた皆既日食の際の同様の取り組みに続くものだ。
ベイカーもこの研究に参加し、彼の写真が掲載された地元新聞の切り抜きを持っている。
電離層を理解することが重要なのは、例えば軍事活動や災害対応活動では、正確にターゲットを絞った無線通信が生死を分けることがあるからだ。
無線オペレーターにとって、放送を成功させるためにどのように送信を設定するのが最適かを知ることは極めて重要である。
また、電離層の変動が人工衛星に影響を与えることもあると、英国の科学技術施設審議会に属するラザフォード・アップルトン研究所を拠点とするRALスペースのルース・バンフォードは言う。
例えば、太陽フレアは電離層の膨張を引き起こし、地球を周回する衛星の抵抗を増加させる。
電離層で電波を跳ね返すことは、絶えず変化する巨大な幽玄の海を探るようなものだ。
「かなり難しいことです」とバンフォードは言う。 「太陽とともに変化する鏡がそこにあるのです」。

バンフォードは無線ボランティアを賞賛する。
彼女は1999年、英国で観測された珍しい皆既日食の際にも、同様の協力を求めた--次回の皆既日食は2090年まで起こらない。
1999年、ボランティアたちは日食中の信号強度の変化を追跡し、その多くが顕著なスパイクを記録した。
バンフォードたちはまた、スペインの放送局が使っている周波数に自宅のラジオを合わせるよう一般の人々に求めた。
通常であれば、この放送局は日中、家庭用ラジオでは聴くことができなかったはずだが、英国では何百人もの人々が、日食が起こっては消え、起こっては消えする放送を聴いたと報告している。
電離層に対する我々の理解が不完全であることを考えると、今度の日食ではもっと驚くようなことが起こるかもしれない、と彼女は言う。
「アマチュア無線は、このための非常に優れた手段です」と、アマチュア無線の研究開発に携わる非営利団体、オープン・リサーチ・インスティテュートの最高責任者、ミシェル・トンプソンは主張する。 トンプソンのコールサインはW5NYV。
日食中に送信を行う無線オペレーターは、一種の巨大な "分散型受信機 "として機能することになる、と彼女は示唆する。
そして、無線機器が改良され、このような実験が行われるたびに、電離層で起こる変動についてより細かい発見をする機会が増えている。
ベイカーとしては、今度の日食の結果を読むのを楽しみにしている。
そのデータは、特定の時間帯に放送を成功させる能力を向上させる可能性がある、と彼は示唆する。
多くのハムラジオ・オペレーターは、このような技術を磨くことに熱心である。
ベイカーは、非常に低出力の信号を使って長距離送信を行うなど、自分自身に課題を課すことを楽しんでいる。
あるいは、ポータブルアンテナを木に刺して、休日に景色の良い場所から放送することも考えている。
その魅力は、次に何が起こるかという不確実性でもある。
無線機を起動させ、電離層に信号を跳ね返させ、スマートフォンのアプリで連絡先にメッセージを送るのとは比べものにならないほど遠く離れた見ず知らずの人と事実上ぶつかる。
「予定外のコミュニケーションで、まさにセレンディピティ（偶然の産物）なんです」とトンプソンは言う。
放送を通じて多くの友人ができた。
その結果、彼女は日本の学会で研究発表をするまでになった。
電話に出るのとは違って、ボートに乗って大海原に出るのと似ている、と彼女は説明する。
目的地にたどり着くためには、自然の大きな力、天候、大気の目に見えない乱気流さえも理解し、注意を払わなければならない。
「毎日が冒険です。 "誰と話せるかわからない"。」