Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Ионосфера, ионосферы, ионосферы, ионосфер, ионосфере, ионосферам, ионосферу, ионосферы, ионосферой, ионосферою, ионосферами, ионосфере, ионосферах
ионосфе́ра
-ы, ж.
Верхняя часть атмосферы, содержащая в значительном количестве ионы и свободные электроны.
ИОНОСФЕРА, ы, ж. (спец.). Верхний слой земной атмосферы, содержащий большое число ионов и свободных электронов.
| прил. ионосферный, ая, ое.
ионосфе́ра
ИОНОСФЕРА -ы; ж. [от сл. ион и греч. sphaira — шар] Спец. Верхняя часть атмосферы, содержащая в значительном количестве ионы и свободные электроны.
◁ Ионосферный, -ая, -ое. И-ые электроны. И. зонд. И-ая станция.