РЛС космического базирования или космический радар — это радар , работающий в космическом пространстве ; Орбитальный радар — это радар на орбите , а радар на околоземной орбите — это радар на геоцентрической орбите . Ряд спутников наблюдения за Землей , таких как RADARSAT , использовали радары с синтезированной апертурой (SAR) для получения информации о местности и растительном покрове Земли . [1]
В Соединенных Штатах Discoverer II представлял собой предложенную программу военных радаров космического базирования, начатую в феврале 1998 года как совместную программу ВВС, DARPA и NRO . Идея заключалась в обеспечении индикации движущихся целей (GMTI) с высоким разрешением, а также изображений SAR и цифрового картографирования с высоким разрешением. Эта программа была отменена Конгрессом в 2007 году. SBR — менее амбициозная версия Discoverer II.
РЛС космического базирования ( SBR ) — это предлагаемая группировка активных радиолокационных спутников для Министерства обороны США . Система SBR позволит обнаруживать и отслеживать самолеты , океанские суда (аналогично советской программе США-А ) и, возможно, наземные транспортные средства из космоса. Эта информация затем будет передана в региональные и национальные командные центры, а также на воздушные командные пункты E-10 MC2A .
Использование радиолокационного датчика для целей наблюдения Земли было начато спутником Seasat НАСА / Лаборатории реактивного движения , на котором было установлено три различных радиолокационных датчика:
После Seasat SAR, высотомеры и скаттерометры использовались в нескольких других космических миссиях.
Хотя SAR, в принципе, аналогичен своим воздушным аналогам (с преимуществом расширенного покрытия и доступа по всему миру, обеспечиваемого спутниковой платформой), два других предназначены только для спутниковых операций.
Спутниковый радар-высотомер представляет собой радар обзора надира с очень высоким разрешением по дальности, который измеряет топографию поверхности океана с точностью порядка нескольких сантиметров. Кроме того, анализ амплитуды и формы эхо-сигнала позволяет получить информацию о скорости ветра и высоте волны соответственно. Некоторые радиолокационные высотомеры (например, CryoSat /SIRAL) используют методы синтезированной апертуры и/или интерферометрии : их уменьшенная занимаемая площадь позволяет картографировать более шероховатые поверхности, такие как полярные льды.
Скаттерометр ветра наблюдает за одной и той же частью поверхности океана под разными (не менее 3) углами обзора по мере прохождения спутника, измеряя амплитуду эхо-сигнала и соответствующую отражательную способность поверхности. На отражательную способность влияет «неровность» поверхности океана, которая, в свою очередь, зависит от ветра, а также зависит от его направления, поэтому этот прибор может определять скорость и направление ветра.
Эти три типа радаров в настоящее время используются на нескольких спутниках. Скаттерометры имеют большое значение для оперативной метеорологии, позволяя восстанавливать поля ветра в глобальном масштабе. Данные радиолокационных высотомеров используются для точного определения геоида, мониторинга приливов, океанских течений и других крупномасштабных океанских явлений, таких как Эль-Ниньо .
Применений SAR много: они варьируются от геологии до мониторинга сельскохозяйственных культур, от измерения морского льда до мониторинга стихийных бедствий и наблюдения за движением судов, не говоря уже о военных приложениях (многие гражданские спутники SAR, по сути, представляют собой системы двойного назначения). РСА-изображения имеют большое преимущество перед оптическими аналогами, поскольку на него не влияют метеорологические условия, такие как облака, туман и т. д., что делает его предпочтительным датчиком, когда необходимо обеспечить непрерывность данных. Кроме того, интерферометрия SAR (как двухпроходная, так и однопроходная, используемая в миссии SRTM ) обеспечивает точную трехмерную реконструкцию.
Для миссий по наблюдению за Землей использовались и другие типы радаров: радары осадков, такие как Миссия по измерению тропических осадков , или радары облаков, подобные тому, который используется на Cloudsat .
Как и другие спутники наблюдения Земли , радиолокационные спутники часто используют солнечно-синхронные орбиты , поэтому суточные изменения растительности игнорируются, что позволяет более точно измерить долгосрочные изменения.
К радиолокационным спутникам и группировкам спутников наблюдения за Землей относятся следующие, с указанием сроков эксплуатации.
Большинство радаров, используемых в качестве полезной нагрузки в планетарных миссиях (т.е. не считая радаров авионики, таких как стыковочные и посадочные радары, используемые в «Аполлоне» и LEM ), относятся к двум категориям: радары формирования изображений и зонды.
Радары визуализации : радары с синтезированной апертурой — единственные инструменты, способные проникать сквозь плотный облачный покров вокруг таких планет, как Венера , которая была первой целью таких миссий. Два советских космических корабля ( Венера-15 и Венера-16 ) сделали снимки планеты в 1983 и 1984 годах с помощью SAR и радиолокационных высотомеров . Зонд «Магеллан» также делал снимки Венеры в 1990 и 1994 годах.
Единственной целью миссии визуализирующего радара был Титан , самый большой спутник Сатурна , чтобы проникнуть в его непрозрачную атмосферу. Радар зонда Кассини , который вращался вокруг Сатурна в период с 2004 по 2017 год, предоставлял изображения поверхности Титана во время каждого пролета Луны. Радар Кассини был многорежимной системой и мог работать как радар с синтезированной апертурой , радиовысотомер , скаттерометр и радиометр .
Зондирующие радары : это низкочастотные (обычно ВЧ – от 3 до 30 МГц – или ниже) георадары , используемые для сбора данных о строении недр планеты. Их низкая рабочая частота позволяет им проникать на сотни метров или даже километры под поверхность. Методы синтезированной апертуры обычно используются для уменьшения воздействия на землю (из-за низкой рабочей частоты и малых допустимых размеров антенны луч очень широкий) и, следовательно, нежелательного эха от других наземных объектов.
Первым радиолокационным зондом был запущен ALSE (Эксперимент с лунным зондом «Аполлон») на борту «Аполлона-17» в 1972 году.
Другие инструменты зондирования, летающие (в данном случае вокруг Марса ), - это MARSIS (Марсианский усовершенствованный радар для зондирования недр и ионосферы ) на борту зонда Mars Express Европейского космического агентства и SHARAD (марсианский зонд SHAllow RADar) на Mars Reconnaissance JPL . Орбитальный аппарат (MRO). Оба в настоящее время находятся в рабочем состоянии. Радиолокационный эхолот также используется на японском лунном зонде SELENE , запущенном 14 сентября 2007 года.
Похожий прибор (в первую очередь предназначенный для исследования ионосферной плазмы ) использовался в ходе японской марсианской миссии «Нозоми» (запущенной в 1998 году, но потерянной).