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流星バースト通信（MBC ）、または流星散乱通信とも呼ばれる[ 1 ]は、大気圏突入時の流星の電離した軌跡を利用して、最大2,250キロメートル（1,400マイル）離れた無線局間で短い通信経路を確立する無線伝搬モードです。電波の前方散乱または後方散乱が発生する可能性があります。
地球が軌道に沿って移動するにつれて、毎日何百万もの流星物質と呼ばれる粒子が地球の大気圏に突入し、そのうちのごく一部がポイントツーポイント通信に役立つ特性を持っています。 [ 2 ] これらの流星物質が燃え始めると、大気圏のE層に数秒間続くこともある、電離した粒子の光る軌跡（流星と呼ばれる）を作り出します。電離の軌跡は非常に高密度になる可能性があり、そのため電波を反射するために使用できます。特定のイオンの軌跡によって反射できる周波数は、流星によって生成される電離の強度によって決まり、多くの場合、粒子の初期サイズの関数であり、一般的に30 MHzから50 MHzの間です。[ 3 ]
通信が確立できる距離は、電離が発生する高度、流星体が地球表面上のどの位置に落下しているか、大気圏突入時の角度、そして通信を試みる地上局の相対的な位置関係によって決まります。これらの電離痕はほんの一瞬から数秒しか存在しないため、通信の機会はごく短い時間しか生まれません。
流星と電波伝搬の相互作用に関する最初の直接観測は、1929年に日本の長岡半太郎によって報告された。1931年、グリーンリーフ・ピカードは、大規模な流星群の時に長距離伝搬のバーストが発生することに気づいた。同時期に、ベル研究所の研究員AM・スケレットは夜間の電波伝搬を改善する方法を研究しており、多くの研究者が見ていた奇妙な現象は流星によるものだと示唆した。翌年、シェーファーとグッドールは、その年のしし座流星群の際に大気が乱れたことに気づき、スケレットは、そのメカニズムは流星の軌跡にある電子による反射または散乱であると仮説を立てた。1944年、ロンドンに落下するV-2ミサイルを探知するために「上向き」に設定されたレーダーシステムを研究していたジェームズ・スタンレー・ヘイは、流星の軌跡が実際に電波信号を反射していることを確認した。
1946年、米国連邦通信委員会（FCC）は、超高周波（VHF）無線信号の増強と個々の流星との間に直接的な相関関係があることを発見した。1950年代初頭に国立標準局とスタンフォード研究所が行った研究では、これを実際に観測媒体として利用することには限定的な成功しか収められなかった。
この技術を本格的に活用しようとした最初の試みは、1950年代初頭にカナダ国防研究委員会によって行われた。彼らのプロジェクト「JANET」（両方向を見るヤヌスにちなんで名付けられた）は、サスカチュワン州プリンスアルバートにあるレーダー研究ステーションから、 2,000kmを超える距離にあるトロントまで、磁気テープに事前に記録されたデータのバーストを送信した。90MHzの「搬送波」信号を監視し、信号強度の急激な増加（流星の到来を示す信号）を検出することで、データのバースト送信をトリガーとした。このシステムは1952年から運用され、1960年頃にレーダープロジェクトが中止されるまで、有用な通信手段として活用された。
最初の主要な展開の 1 つは、NATOの欧州連合軍最高司令部との長距離通信に使用された「COMET」（ COmmunication by MEteor Trails ）でした。COMET は 1965 年に運用を開始し、オランダとフランス間の通信に使用されました。[ 4 ] COMET は、時期によって 115 ビットから 310 ビット/秒の平均スループットを維持しました。
1960年代後半から衛星通信システムの普及に伴い、流星バースト通信への関心は薄れていった。1970年代後半には、特に高緯度地域や信号の安全性が問題となる地域では、衛星通信は当初考えられていたほど汎用性が高くないことが明らかになった。こうした理由から、米空軍は1970年代にアラスカ航空軍団の流星バースト通信システム（MBC）を設置したが、このシステムが現在も運用されているかどうかは公表されていない。
1970年代には、 DARPAの資金提供を受けてSAICが設置したテストベッドであるアラスカ流星バースト通信システム（AMBCS）[ 4 ]が作られました。AMBCSは、地球が「前進」する方向の、その日の任意の時間帯に適切な空の領域に向けられた位相制御アンテナを使用することで、データレートを大幅に向上させ、平均4キロビット/秒（kbit/s）を達成しました。衛星は公称スループットが約14倍になるかもしれませんが、運用コストははるかに高くなります。
リアルタイムステアリングを用いることで、理論的にはスループットをさらに向上させることが可能です。基本的な概念は、後方散乱信号を用いてイオンの軌跡の正確な位置を特定し、アンテナをその位置、あるいは場合によっては複数の軌跡に同時に向けることです。これによりゲインが向上し、データレートが大幅に改善されます。しかしながら、この手法は今のところ実験的に試みられたことはありません。
米国農務省（USDA）は、40年以上にわたり SNOTELシステムで流星散乱を広く利用していましたが、2023年にこの利用を中止しました。米国西部の900を超える積雪水分量測定ステーションには、流星散乱通信を利用して測定値をデータセンターに送信する無線送信機が設置されていました。[ 5 ] [ 6 ]
機密解除された報告書によると、SNOTELは「11の西部州に2つのマスター局と500以上の遠隔データ収集サイトを備えている。このシステムは降雪量やその他の気象データを監視している。500の無人遠隔局は、それぞれ約60の遠隔局からなる選択的アドレス指定グループに分けられている。60局のグループをポーリングするには平均5分かかる」[ 4 ] 。
流星散乱通信のほとんどは、送信と受信のスケジュールが厳密に定められている無線局間で行われます。2つの局間の適切な場所に流星の痕跡が存在するかどうかは予測できないため、流星散乱通信を試みる局は、相手局から受信確認が得られるまで、同じ情報を繰り返し送信する必要があります。局間の情報フローの進行を制御するために、確立されたプロトコルが使用されます。1つの流星が通信プロトコルのいくつかのステップをサポートするイオンの痕跡を生成することもありますが、多くの場合、完全な情報交換には複数の流星と長い時間が必要となります。
流星散乱通信には、あらゆる通信方式が使用可能です。 北米のアマチュア無線家は、流星群の際に他の局と事前にスケジュールを組むことなく交信を試みる際、シングルサイドバンド音声伝送を好んで使用してきました。ヨーロッパではモールス符号の使用がより一般的で、アマチュア無線家は改造テープレコーダー、後にコンピュータプログラムを使用して、毎分800語もの高速でメッセージを送信していました。これらの情報バーストを受信する局は、信号を録音し、低速で再生して送信内容をコピーします。2000年以降、コンピュータプログラムによって実装されたいくつかのデジタルモードが、音声通信やモールス符号通信に取って代わり、普及しています。アマチュア無線運用で最も人気のあるモードは、 WSJT-Xソフトウェアに実装されているMSK144です。