在目前的无线电通信技术中，远程信息传输是借助短波来实现的。由于短波受到电离层的多次反射，它几乎能够到达地球表面的任何一点。大家知道，地球大气层中80到600公里高度上的电离区域通常称为电离层。在更大的高度上，大气非常稀薄，因而可以不考虑它的电离作用。
为了改善利用电离层反射波进行通信的系统，必须直接和可靠地研究电离层的成分和特性。长久以来，人们仅仅是根据间接资料，例如通过观测极光光谱和夜间天光等，来研究电离层的结构。从1927年起，才开始利用电离层观测站来研究大气层的上层。观测站向高空垂直发射短脉冲形式的无线电波，根据电离层反射信号的延迟时间来决定反射层所处的高度。改变电离层观测站发射机的频率，能够决定出所谓临界频率，也就是能从电离层反射回来的电磁波的最高频率。的确，这使当时的电离层研究工作大大前进了一步，因此我们不能低估它的意义。但是，电离层观测站并不能得到有关电离层的全面和可靠的资料。
理论研究表明，如果知道临界频率，就能根据一些比较简单的公式计算出电子密度，也就是单位体积中自由电子的数目。但是，只有当我们确切地知道自由电荷的主要负载体的确是电子的时候，才能够这样计算。这种假定对于电离层的最高区域是有根据的。在比较低的大气层中，电荷的负载体是离子。但是，如果不知道离子的质量，就不能确定离子密度。借助电离层探测站进行研究，还有很多问题不能得到解答，例如关于电离层的细微结构，以及为改善无线电通信线路计算方法所需的重要资料等等。
由于火箭技术的发确，使我们有可能发射大型地球物理火箭。这种火箭能够装设很多仪器，直接测量离子质量、离子密度、大气的密度和温度以及地球磁场。这样，所得到的关于电离层成分的资料就更加全面了。但是，火箭通过电离层飞行的时间非常短，因此所获的情报是断续的。需要在一昼夜和一年内的各个不同时间从地球上的各个地点发射大量的火箭。
在人造地球卫星上可以装置各种科学测量仪器以及能够把测量数据送到地面电台的无线电遥测系统，这样就有了既可靠又能不间断工作的有效工具，用来对大气电离层的结构进行长时间全面而仔细地研究。卫星一圈接着一圈地通过不同高度的大气层，测量仪器就记录了学者的工程师们极其需要的关于电离层成分的资料。
根据久已确立的观点，短波的远程传播是按照图1所示的路线进行，图中A点是发射机所在地，B点是接收点。无线电波由于受到电离层中F\(_{2}\)层的三次反射而到达接收点。在这种情况下，主要的吸收作用是在电磁波通过图上虚线所表示的比较低的D层时发生的。从图1可看出，无线电波有六次通过电离层的吸收区。但是，在使用短波通信线路的过程中，有时会发现，实际上观测到的吸收比理论预计值小得多，因而无线电波能够多次环绕地球传播，这种现象被称为“环球回波”。吸收的减弱可以用短波传播的“弹跳”特性来解释，它是由于电磁波入射到电离层的偶然倾斜部分（图2中的M段）而造成的。以后无线电波靠着F2层的连续反射而传播，不通过电离层的D区，因此不会受到显著的吸收。
在宇宙飞船上装置短波发射机，为研究上述非常有趣的现象以及利用这种现象保持同卫星式飞船的超远程通信提供了优越的条件。大家知道，“东方号”飞船是在高度为180到337公里的轨道上飞行，也就是正处在电离层的F\(_{2}\)层内。直接处在F2层内的发射机，具有极有利的条件来建立“弹跳”传播，因为这时的实验并不依赖于电离层的偶然倾斜。
宇宙飞船的编队飞行对于电离层的研究创立了特殊的可能条件。两个飞船在大气层的电离区内彼此保持无线电通信，此时无线电波从发射机到接收机的全程都是在电离层中通过，这在无线电技术史上还是第一次。将来，在类似的条件下利用频率可以连续变化的短波发射机，就可以直接测量不同高度的电离层中的临界频率。
在飞船上有了人来进行实验以后，无疑会得到更多而且更全面的对科学与实践更为可贵的电离层结构方面的资料，因而会使计算远程无线电通信线路的方法更加可靠。
电离层的扰动往往会使短波通信中断许多小时。目前，还只能通过电离层观测站来研究电离层在扰动期间所发生的过程的特性。而利用人造地球卫星能够进行很多研究电离层扰动的重要实验。这种在电离层中飞行的实验室是非常诱人的，它可以仔细而详尽地研究“当地”当时所发生的现象。
前面谈的是环绕地球轨道飞行的卫星式飞船在改善无线电通信系统方面所提供的可能条件。当然，实现星际航行的宇宙飞船展示着完全不同的远景。在实现地面电台同宇宙飞船的通信时，必须考虑这样的因素，即短于两厘米的电磁波在滴状物（雨、雪、雾、雹）、水蒸汽和空气的氧中要受到显著的吸收，因此用短于若干厘米的电磁波进行无线电通信是不合适的，有时简直就不可能。另外，长于8～9米的电磁波也不能用，因为它们会被电离层反射而不能通过电离层。这样一来，同地球大气层以外的宇宙飞船进行通信，只能利用大约从3厘米到8厘米的无线电波。
此外，当没有云层的时候，可见光和红外线波段的电磁波是可以通过地球外围大气层的。制造出大功率光量子振荡器以后，将可以利用光波同宇宙飞船保持通信。至于处在大气层以外的一个飞船同另一个飞船之间的信号除用超短波和光波之外，看来还可以利用毫米波、伦琴射线和伽马射线。（陆一节译自苏联“无线电”62年第11期）