Radarska astronomija

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Radar Millstone Hill 1958.
Rani planetarni radar Pluton, SSSR, 1960.
Zvjezdarnica Arecibo je radarsko astronomsko postrojenje u redovnoj upotrebi.
FASOR (eng.Frequency Addition Source of Optical Radiation) lidar koji koristi natrijeve D2 linije za pobudu i otkrivanje natrija u gornjoj Zemljinoj atmosferi.
Mozaik radarskih slika površine Venere.
Računalni model asteroida (216) Kleopatra, temeljen na radarskoj analizi.
Radarske slike i računalni model asteroida 1999 JM8.

Radarska astronomija je dio radio astronomije koji uključuje aktivno istraživanje tijela Sunčeva sustava s pomoću radara; mjerenjem vremena potrebnoga za povrat radio vala koji se odrazio od ispitivanoga nebeskog tijela, kao i mjerenjem jakosti i polarizacije odraženoga radio vala. Razvijen u Drugom svjetskom ratu, radar je u astronomiji najprije bio upotrijebljen za točno mjerenje Mjesečeve udaljenosti (madžarski i američki astronomi 1948.), njegova gibanja, te za praćenje meteorskih tragova. Otkriveni su dnevni meteorski rojevi i ustanovljeno je da svi meteori pripadaju Sunčevu sustavu. Nadalje, određivane su udaljenosti planeta, periodi njihove vrtnje (prvo točno mjerenje Merkurova i Venerina perioda vrtnje), dimenzije, reljefne značajke i svojstva tala na površinama planeta. Radari i radarski visinomjeri postavljani su na mnogim svemirskim letjelicama. Do sada su tako ispitivani Venera i Mars, sateliti Jupitera i Saturna, te neki asteroidi ili planetoidi. [1]

Radarska astronomija je tehnika promatranja obližnjih nebeskih tijela odražavajući mikrovalove od ciljanih objekata i analizirajući refleksije. Ovo se istraživanje provodi već šest desetljeća. Radarska astronomija razlikuje se od radioastronomije po tome što je potonje pasivno promatranje, a prvo aktivno. Radarski sustavi korišteni su za širok raspon studija Sunčevog sustava. Nadograđeni objekti, povećana snaga primopredajnika i poboljšani uređaji povećali su promatračke mogućnosti.

Radarske tehnike daju informacije nedostupne drugim sredstvima, poput ispitivanja opće relativnosti promatranjem Merkura [2] i pružanjem točne vrijednosti astronomske jedinice. [3] Radarske slike pružaju informacije o oblicima i površinskim svojstvima čvrstih tijela, koja se ne mogu dobiti drugim tehnikama na tlu.

Oslanjajući se na snažne zemaljske radare (do jednog MW [4] ), radarska astronomija u stanju je pružiti izuzetno točne astrometrijske informacije o strukturi, sastavu i kretanju tijela Sunčevog sustava. [5] To pomaže oblikovanju dugoročnih predviđanja utjecaja asteroida i Zemlje, kao što ilustrira nebesko tijelo 99942 Apopis. Konkretno, optička promatranja mjere gdje se tijelo pojavi na nebu, ali ne može mjeriti udaljenost s velikom točnošću (oslanjanje na paralaksu postaje teže kad su predmeti mali ili slabo osvijetljeni). Radar, s druge strane, izravno mjeri udaljenost do tijela (i koliko se brzo mijenja). Kombinacija optičkih i radarskih promatranja obično omogućava predviđanje putanja (orbita) barem desetljećima, a ponekad i stoljećima u budućnost.

Razvoj radioastronomije te izgradnja velikih radioteleskopa omogućili su radarska promatranja površine planeta. Odbijanjem radiovalova i proučavanjem njihovih karakteristika moglo se doći do zaključka o grubosti površine, to jest da li je prekrivena finim pijeskom ili krupnim stijenama, te opaziti topografiju terena. Grubost površine je posebno važan podatak jer je potrebna prilikom odabira mjesta slijetanja budućih landera, pogotovo kod Marsa i Venere. Postoje dva radarska astronomska postrojenja koja su u redovnoj upotrebi, planetarni radar Arecibo i radar Sunčevog sustava Goldstone.

Prednosti[uredi VE | uredi]

Prednosti radarske astronomije su:

Nedostaci[uredi VE | uredi]

Maksimalni radarski domet u astronomiji je ograničen na Sunčev sustav. To je zato što se jačina signala strmoglavo smanjuje što je veća udaljenost do nebeskog tijela, malim udjelom padajućeg toka koji se odražava na tijelo i ograničenom snagom odašiljača. [6] Udaljenost na kojoj radar može otkriti nebesko tijelo proporcionalan je kvadratnom korijenu veličine tijela zbog ovisnosti o jakosti odjeka između jednog i više od udaljenosti do četvrtog. Radar može otkriti nešto oko 1  km preko velikog dijela udaljenosti od 1 AJ, ali za 8 - 10 AJ, udaljenost do Saturna, potrebni su nam ciljevi širine najmanje stotine kilometara. Također je potrebno imati relativno dobre efemeride (astronomske tablice) nebeskih tijela prije nego što ga promatramo.

Povijest[uredi VE | uredi]

Mjesec je relativno blizu i vrlo brzo je počelo istraživanje Mjeseca radarom ubrzo nakon pronalaska tehnike 1946. [7] [8] Mjerenja su uključivala površinsku hrapavost i kasnije mapiranje sjenovitih područja u blizini polova. Mjerenjem udaljenosti laserom (lidarom), zraka kojega se odbija od zrcala što su ga na Mjesecu postavili astronauti Apolla 11, ustanovljeno je da se Mjesec prosječno godišnje udaljava od Zemlje 3,8 cm. Na temelju toga opažanja postavljena je hipoteza da je Mjesec nastao sudarom Zemlje s planetoidom veličine Marsa prije više milijardi godina, te da će se, iako gravitacijski vezan za Zemlju, i dalje udaljavati. Takav postanak Mjeseca može objasniti sličnost njegova geološkog sastava sa sastavom Zemlje. [9]

Sljedeća najlakša meta je Venera. To je bila meta od velike znanstvene vrijednosti, jer je mogla pružiti nedvosmislen način za mjerenje veličine astronomske jedinice, koja je bila potrebna za početno polje međuplanetarne svemirske letjelice. Uz to su takve tehničke sposobnosti imale veliku vrijednost odnosa s javnošću i izvrsna su demonstracija agencijama za financiranje. Dakle, postojao je znatan pritisak da se izvuče znanstveni rezultat iz slabih i bučnih podataka, što je postignuto teškom naknadnom obradom rezultata, koristeći očekivanu vrijednost da bi se znalo gdje treba tražiti. To je dovelo do ranih potraživanja (od Lincoln Laboratorija, Zvjezdarnice Jodrell Bank i Vladimira A. Kotelnikova iz SSSR-a), za koje se sada zna da su netočni. Svi su se oni međusobno složili oko uobičajene vrijednosti AJ u to vrijeme, 149 467 000 km . [3]

Prvo nedvosmisleno otkrivanje Venere radarom JPL je napravio 10. ožujka 1961.. JPL je uspostavio kontakt s planetom Venerom koristeći planetarni radarski sustav od 10. ožujka do 10. svibnja 1961. Koristeći podatke o brzini i rasponu, nova vrijednost od 149598 500 ± 500 km je utvrđena za astronomsku jedinicu. [10] Nakon što se utvrdila točna vrijednost, ostale su skupine otkrile odjeke u svojim arhiviranim podacima koji su odgovarali tim rezultatima.

Slijedi popis planetarnih tijela koja su promatrana na ovaj način:

Asteroidi i kometi[uredi VE | uredi]

Radar pruža mogućnost proučavanja oblika, veličine i stanja vrtnje asteroida i kometa sa Zemlje. Radarsko snimanje proizvelo je slike razlučivosti (rezolucije) do 7,5 metara. Uz dovoljno podataka može se izdvojiti veličina, oblik, okretanje i radarski albedo ciljanih asteroida. Pomoću radara je proučavano samo 19 kometa, uključujući 73P/ Schwassmann-Wachmann. Od 2016. zabilježena su radarska opažanja 612 Zemlji bliskih asteroida i 138 asteroida glavnog pojasa. [11] Do 2018. to je naraslo na 138 asteroida glavnog pojasa, 789 Zemlji bliskih asteroida, također u to vrijeme opaženih 20 kometa. Mnoga nebeska tijela su promatrana tijekom bliskog preleta pored Zemlje.

Teleskopi[uredi VE | uredi]

Poveznice[uredi VE | uredi]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. radioastronomija, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  2. Anderson, John D. (July 1990). "Radar and spacecraft ranging to Mercury between 1966 and 1988". Astronomical Society of Australia. 
  3. 3,0 3,1 Butrica, Andrew J. (1996). "Chapter 2: Fickle Venus" NASA SP-4218: To See the Unseen - A History of Planetary Radar Astronomy, NASA.
  4. Arecibo Radar Status pristupljeno 22. prosinca 2012.
  5. Ostro (1997). Asteroid Radar Research Page. JPL pristupljeno 22. prosinca 2012.
  6. Hey, J. S. (1973). The Evolution of Radio Astronomy, Paul Elek (Scientific Books).
  7. Mofensen (travnja 1946). "Radar echoes from the moon". Electronics 19: 92–98
  8. Bay (siječnja 1947). "Reflection of microwaves from the moon". Hungarica Acta Physica 1 (1): 1–22
  9. mjesec, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
  10. Malling (listopada 1961). "Radar Measurements of the Planet Venus". Journal of the British Institution of Radio Engineers 22 (4): 297–300
  11. Radar-Detected Asteroids and Comets. NASA/JPL Asteroid Radar Research pristupljeno 25. travnja 2016.

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]