Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с Радиоастрономией .

Радиолокационная астрономия - это метод наблюдения за близлежащими астрономическими объектами путем отражения микроволн от целевых объектов и анализа отражений. Это исследование проводится шесть десятилетий. Радарная астрономия отличается от радиоастрономии тем, что последняя является пассивным наблюдением, а первая - активным. Радиолокационные системы использовались для широкого круга исследований солнечной системы. Радиолокационная передача может быть импульсной или непрерывной.

Сила обратного сигнала радара пропорциональна обратной четвертой степени расстояния . Модернизированное оборудование, увеличенная мощность приемопередатчика и улучшенная аппаратура увеличили возможности наблюдений.

Радиолокационные методы предоставляют информацию, недоступную другими средствами, такими как проверка общей теории относительности путем наблюдения за Меркурием [1] и предоставление уточненного значения для астрономической единицы . [2] Радиолокационные изображения предоставляют информацию о формах и свойствах поверхности твердых тел, которые нельзя получить другими наземными методами.

Миллстоун-Хилл Радар в 1958 году
Ранний планетарный радар Плутон , СССР, 1960 г.

Опираясь на мощные наземные радары (до одного МВт [3] ), радиолокационная астрономия может предоставить чрезвычайно точную астрометрическую информацию о структуре, составе и движении объектов Солнечной системы. [4] Это помогает в формировании долгосрочных прогнозов столкновений астероидов с Землей , как показано на объекте 99942 Апофис . В частности, оптические наблюдения измеряют, где объект появляется в небе, но не могут измерить расстояние с большой точностью (полагаясь на параллаксстановится сложнее, когда объекты маленькие или плохо освещены). Радар, с другой стороны, напрямую измеряет расстояние до объекта (и скорость его изменения). Комбинация оптических и радиолокационных наблюдений обычно позволяет предсказывать орбиты как минимум на десятилетия, а иногда и столетия в будущем.

В августе 2020 года обсерватория Аресибо ( планетарный радар Аресибо ) потерпела поломку структурного кабеля, что привело к решению снести обсерваторию. [5]

Остается один оставшийся в регулярном использовании объект радиолокационной астрономии - радар солнечной системы Голдстоуна .

Преимущества [ править ]

  • Управление атрибутами сигнала [т. Е. Временной / частотной модуляцией и поляризацией сигнала]
  • Разрешайте объекты пространственно.
  • Точность измерения задержки доплеровского сдвига.
  • Оптически непрозрачное проникновение.
  • Чувствителен к высокой концентрации металла или льда.

Недостатки [ править ]

Максимальный диапазон астрономии с помощью радара очень ограничен и ограничен Солнечной системой . Это связано с тем, что мощность сигнала очень резко падает с увеличением расстояния до цели, небольшой долей падающего потока, который отражается от цели, и ограниченной мощностью передатчиков. [6] Расстояние, на котором радар может обнаружить объект, пропорционально квадратному корню из размера объекта из-за зависимости силы эхо-сигнала от расстояния до четвертой. Радар может обнаружить что-то на расстоянии ~ 1 км на большой части а.е., но на расстоянии 8-10 а.е., на расстоянии до Сатурна, нам нужны цели шириной не менее сотен километров. Также необходимо иметь относительно хорошие эфемериды цели перед ее наблюдением.

История [ править ]

Луны сравнительно близко , и была обнаружены с помощью радара вскоре после изобретения техники в 1946 г. [7] [8] Измерения включали шероховатость поверхности , а затем и отображение затененных областей вблизи полюсов.

Следующая простая цель - Венера . Это была цель большой научной ценности, так как она могла предоставить однозначный способ измерения размера астрономической единицы , которая была необходима для зарождающейся области межпланетных космических кораблей. Вдобавок такое техническое мастерство имело отличные связи с общественностьюценность и была отличной демонстрацией для финансирующих агентств. Таким образом, возникла значительная необходимость выжать научный результат из слабых и зашумленных данных, что было достигнуто путем тяжелой постобработки результатов с использованием ожидаемого значения, чтобы указать, где искать. Это привело к ранним заявлениям (от Lincoln Laboratory, Jodrell Bank и Владимира А. Котельникова из СССР), которые, как теперь известно, неверны. Все они согласовывались друг с другом и условной стоимостью AU в то время,149 467 000  км . [2]

Первое недвусмысленное обнаружение Венеры было сделано Лабораторией реактивного движения 10 марта 1961 года. Лаборатория реактивного движения установила контакт с планетой Венеру с 10 марта по 10 мая 1961 года с помощью планетарной радиолокационной системы. Используя данные о скорости и дальности, было получено новое значение:Для астрономической единицы определено 149 598 500 ± 500 км . [9] [10] Как только правильное значение стало известно, другие группы обнаружили в своих архивных данных эхо, согласующееся с этими результатами. [2]

Ниже приводится список планетных тел, которые наблюдались с помощью этого средства:

  • Меркурий - улучшенное значение наблюдаемого расстояния от земли ( тест GR ). Период вращения, либрация , отображение поверхности, особенно полярных регионов.
  • Венера - первое обнаружение радаром в 1961 году. Период вращения, общие характеристики поверхности. Миссия Magellan нанесла на карту всю планету с помощью радарного высотомера .
  • Земля - многочисленные бортовые и космические радары нанесли на карту всю планету для различных целей. Одним из примеров является миссия Shuttle Radar Topography , которая нанесла на карту большие части поверхности Земли с разрешением 30 м.
  • Марс - Карта шероховатости поверхности обсерватории Аресибо . Миссия " Марс-экспресс" оснащена георадаром.
  • Система Юпитера - Галилеевы спутники
  • Система Сатурна - Кольца и Титан из обсерватории Аресибо , картографирование поверхности Титана и наблюдения других спутников с космического корабля Кассини .
Компьютерная модель астероида (216) Клеопатра , основанная на радиолокационном анализе.
Радиолокационные изображения и компьютерная модель астероида 1999 JM 8

Астероиды и кометы [ править ]

Радар дает возможность изучать форму, размер и состояние вращения астероидов и комет с земли. Радиолокационные изображения позволяют получать изображения с разрешением до 7,5 метров. Имея достаточно данных, можно определить размер, форму, вращение и радиолокационное альбедо целевых астероидов.

Только 19 комет были изучены радаром [11], включая 73P / Schwassmann-Wachmann . По состоянию на начало 2016 года было проведено радиолокационное наблюдение 612 астероидов, сближающихся с Землей, и 138 астероидов Главного пояса . [11] К 2018 г. это число выросло до 138 астероидов, сближающихся с Землей, 789 астероидов, сближающихся с Землей, а также в то время 20 комет наблюдалось. [11]

Многие тела наблюдаются во время их близкого пролета над Землей.

Во время работы обсерватория Аресибо предоставляла информацию об угрожающих Земле столкновениях с кометами и астероидами, что позволяло делать прогнозы столкновений и близких к ударам на десятилетия вперед, например, для Апофиса и других тел. [5] Будучи меньше по размеру, радар Солнечной системы Голдстоуна менее чувствителен и не может обеспечить такую ​​же предсказательную способность.

Телескопы [ править ]

  • Обсерватория Аресибо
  • Голдстоунский комплекс дальней космической связи
  • РТ-70
  • Плутон
  • Сеть Deep Space

См. Также [ править ]

  • Радар
  • 6489 Голевка
  • 4179 Toutatis

Ссылки [ править ]

  1. ^ Андерсон, Джон Д .; Slade, Martin A .; Юргенс, Раймонд Ф .; Lau, Eunice L .; Ньюхолл, XX; Майлз, Э. (июль 1990 г.). Радар и космические аппараты на Меркурии с 1966 по 1988 год . МАС, Азиатско-Тихоокеанское региональное астрономическое совещание, 5-е заседание, Труды (проходившее 16–20 июля 1990 г.). 9 . Сидней, Австралия: Астрономическое общество Австралии. п. 324. Bibcode : 1991PASAu ... 9..324A . ISSN  0066-9997 .
  2. ^ a b c Бутрика, Эндрю Дж. (1996). «Глава 2: Непостоянная Венера» . НАСА SP-4218: Чтобы увидеть невидимое - история планетарной радиолокационной астрономии . НАСА. Архивировано 23 августа 2007 года . Проверено 15 мая 2008 .
  3. ^ "Статус радара Аресибо" . Проверено 22 декабря 2012 года .
  4. ^ Остро, Стивен (1997). "Страница исследования астероидных радаров" . JPL . Проверено 22 декабря 2012 года .
  5. ^ a b «NSF начинает планирование вывода из эксплуатации 305-метрового телескопа Обсерватории Аресибо из-за проблем безопасности [Выпуск новостей 20-010]» . www.nsf.gov . Архивировано 19 ноября 2020 года . Проверено 19 ноября 2020 года .
  6. ^ Эй, JS (1973). Эволюция радиоастрономии . Истории науки серии. 1 . Пол Элек (Научные книги).
  7. ^ Mofensen, Джек (апрель 1946). «Радар отголоски луны» . Электроника . 19 : 92–98. Архивировано из оригинала на 2008-10-29.
  8. ↑ Залив, Золтан (январь 1947 г.). «Отражение микроволн от луны» (PDF) . Hungarica Acta Physica . 1 (1): 1-22. DOI : 10.1007 / BF03161123 .
  9. ^ Malling, LR; Голомб, SW (октябрь 1961 г.). "Радиолокационные измерения планеты Венера" (PDF) . Журнал Британского института радиоинженеров . 22 (4): 297–300. DOI : 10,1049 / jbire.1961.0121 .
  10. ^ Muhleman, Duane O .; Холдридж, DB; Блок, Н. (май 1962 г.). «Астрономическая единица, определяемая по отражениям радара Венеры». Астрономический журнал . 67 (4): 191–203. Bibcode : 1962AJ ..... 67..191M . DOI : 10.1086 / 108693 . Дальнейший анализ дает уточненную цифру 149 598 845 ± 250 км .
  11. ^ a b c "Астероиды и кометы, обнаруженные радаром" . НАСА / Лаборатория реактивного движения астероидов . Проверено 25 апреля 2016 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Как радиотелескопы получают изображения астероидов
  • "Планетарный радар в обсерватории Аресибо" . NAIC . Проверено 15 мая 2008 .
  • "Радар солнечной системы Голдстоуна" . JPL. Архивировано из оригинала на 2010-10-21 . Проверено 28 сентября 2010 .
  • Д-р Стивен Дж. Остро и д-р Лэнс А. М. Беннер (2007). "Лаборатория реактивного движения астероидов" . Калтех . Проверено 15 мая 2008 .
  • "Радиолокационная астрономия и космическое радио" . Проверено 15 мая 2008 .
  • Доктор Жан-Люк Марго . «Введение в астероидную радиолокационную астрономию» . UCLA . Проверено 2 августа 2013 .
  • БИНАРНЫЕ И ТРОЙНЫЕ ПРИЗЕМНЫЕ АСТЕРОИДЫ, ОБНАРУЖЕННЫЕ РАДАРОМ