Радарная астрономия — это метод наблюдения близлежащих астрономических объектов путем отражения радиоволн или микроволн от целевых объектов и анализа их отражений. Радиоастрономия отличается от радиоастрономии тем, что последняя представляет собой пассивное наблюдение (т. е. только прием), а первая - активное (передача и прием). Радиолокационные системы использовались в течение шести десятилетий и применялись к широкому спектру исследований Солнечной системы . Передача радара может быть импульсной или непрерывной. Сила отраженного сигнала радара пропорциональна обратной четвертой степени расстояния . Модернизированное оборудование, увеличенная мощность приемопередатчиков и усовершенствованная аппаратура увеличили возможности наблюдений.
Радиолокационные методы предоставляют информацию, недоступную другими способами, такими как проверка общей теории относительности путем наблюдения Меркурия [1] и уточнение значения астрономической единицы . [2] Радиолокационные изображения предоставляют информацию о форме и свойствах поверхности твердых тел, которую невозможно получить другими наземными методами.
Опираясь на мощные наземные радары (до одного мегаватта ), [3] радиолокационная астрономия способна предоставить чрезвычайно точную астрометрическую информацию о структуре, составе и движении объектов Солнечной системы. [4] Это помогает формировать долгосрочные прогнозы столкновений астероидов с Землей , как показано на примере объекта 99942 Апофис . В частности, оптические наблюдения измеряют место появления объекта на небе, но не могут измерить расстояние с большой точностью (полагаться на параллакс становится сложнее, когда объекты малы или плохо освещены). Радар же напрямую измеряет расстояние до объекта (и скорость его изменения). Комбинация оптических и радиолокационных наблюдений обычно позволяет прогнозировать орбиты на десятилетия, а иногда и на столетия вперед.
В августе 2020 года в обсерватории Аресибо ( планетарный радар Аресибо ) произошел сбой в конструкции кабеля, что привело к обрушению главного телескопа в декабре того же года. [5]
Остался один регулярно используемый объект радиолокационной астрономии — радар Солнечной системы Голдстоуна .
Максимальный диапазон астрономических наблюдений с помощью радара очень ограничен и ограничивается Солнечной системой . Это связано с тем, что мощность сигнала очень резко падает с увеличением расстояния до цели, небольшой доли падающего потока, отражаемой целью, и ограниченной мощности передатчиков. [6] Расстояние, на котором радар может обнаружить объект, пропорционально квадратному корню из размера объекта из-за зависимости силы эха от одного расстояния до четвертой. Радар может обнаружить что-то около 1 км на расстоянии значительной части астрономической единицы, но на расстоянии 8-10 а.е., то есть на расстоянии до Сатурна, нам нужны цели шириной не менее сотен километров. Также необходимо иметь относительно хорошие эфемериды цели перед ее наблюдением.
Луна находится сравнительно близко и была обнаружена радаром вскоре после изобретения этого метода в 1946 году. [7] [8] Измерения включали шероховатость поверхности и позднее картографирование затененных областей вблизи полюсов .
Следующая по легкости цель — Венера . Это была цель, имеющая большую научную ценность, поскольку она могла обеспечить однозначный способ измерения размера астрономической единицы , которая была необходима для зарождающегося поля межпланетных космических кораблей. Кроме того, такое техническое мастерство имело большое значение для связей с общественностью и было отличной демонстрацией для финансирующих агентств. Таким образом, существовало значительное давление с целью выжать научный результат из слабых и зашумленных данных, что достигалось путем тщательной постобработки результатов с использованием ожидаемого значения, чтобы указать, где искать. Это привело к ранним заявлениям (Лаборатории Линкольна, Банка Джодрелла и Владимира Котельникова из СССР), которые, как теперь известно, неверны. Все это согласовывалось друг с другом и с общепринятой стоимостью AU того времени.149 467 000 км . [2]
Первое однозначное обнаружение Венеры было сделано Лабораторией реактивного движения 10 марта 1961 года. Лаборатория реактивного движения установила контакт с планетой Венера с помощью планетарной радиолокационной системы с 10 марта по 10 мая 1961 года. Используя данные как о скорости, так и о дальности, было получено новое значениеДля астрономической единицы определено 149 598 500 ± 500 км . [9] [10] Как только правильное значение стало известно, другие группы обнаружили в своих архивных данных отголоски, согласующиеся с этими результатами. [2]
Ниже приводится список планетарных тел, которые наблюдались с помощью этого метода:
Радар дает возможность изучать с Земли форму, размер и состояние вращения астероидов и комет. Радиолокационная съемка позволила получить изображения с разрешением до 7,5 метров. При наличии достаточных данных можно определить размер, форму, вращение и радиолокационное альбедо целевых астероидов.
Радарами изучено всего 19 комет, [11] в том числе 73P/Швассмана-Вахмана . По состоянию на начало 2016 года были проведены радиолокационные наблюдения 612 астероидов, сближающихся с Землей, и 138 астероидов Главного пояса. наблюдалось. [11]
Многие тела наблюдаются во время их близкого пролета от Земли.
Во время работы обсерватория Аресибо предоставляла информацию об угрожающих Земле воздействиях комет и астероидов, что позволяло делать прогнозы о столкновениях и возможных столкновениях на десятилетия вперед, например, для Апофиса и других тел. [5] Будучи меньшим по размеру, радар Солнечной системы Голдстоуна менее чувствителен и не способен обеспечить такую же прогностическую способность.
