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No confundir con Radioastronomía .

La astronomía de radar es una técnica de observación de objetos astronómicos cercanos reflejando las microondas de los objetos objetivo y analizando los reflejos. Esta investigación se ha realizado durante seis décadas. La astronomía radar se diferencia de la radioastronomía en que la última es una observación pasiva y la primera activa. Los sistemas de radar se han utilizado para una amplia gama de estudios del sistema solar. La transmisión del radar puede ser pulsada o continua.

La fuerza de la señal de retorno del radar es proporcional a la cuarta potencia inversa de la distancia . Las instalaciones mejoradas, el aumento de la potencia del transceptor y los aparatos mejorados han aumentado las oportunidades de observación.

Las técnicas de radar proporcionan información que no está disponible por otros medios, como probar la relatividad general mediante la observación de Mercurio [1] y proporcionar un valor refinado para la unidad astronómica . [2] Las imágenes de radar proporcionan información sobre las formas y propiedades de la superficie de los cuerpos sólidos, que no se pueden obtener con otras técnicas terrestres.

Radar Millstone Hill en 1958
Primer radar planetario Pluton , URSS, 1960

Basándose en radares terrestres de alta potencia (de hasta un MW [3] ), la astronomía de radar puede proporcionar información astrométrica extremadamente precisa sobre la estructura, composición y movimiento de los objetos del Sistema Solar. [4] Esto ayuda a formar predicciones a largo plazo de los impactos de un asteroide en la Tierra , como lo ilustra el objeto 99942 Apophis . En particular, las observaciones ópticas miden dónde aparece un objeto en el cielo, pero no pueden medir la distancia con gran precisión (confiando en el paralajese vuelve más difícil cuando los objetos son pequeños o están poco iluminados). El radar, por otro lado, mide directamente la distancia al objeto (y qué tan rápido está cambiando). La combinación de observaciones ópticas y de radar normalmente permite la predicción de órbitas al menos décadas, y a veces siglos, en el futuro.

En agosto de 2020 el Observatorio de Arecibo ( Radar Planetario de Arecibo ) sufrió una falla de cable estructural, lo que provocó el colapso del telescopio principal en diciembre de ese año. [5]

Hay una instalación de astronomía de radar restante en uso regular, el radar del sistema solar Goldstone .

Ventajas [ editar ]

  • Control de los atributos de la señal [es decir, la polarización y modulación de tiempo / frecuencia de la forma de onda]
  • Resuelve objetos espacialmente.
  • Precisión de medición de retardo-Doppler.
  • Penetración ópticamente opaca.
  • Sensible a altas concentraciones de metal o hielo.

Desventajas [ editar ]

El alcance máximo de la astronomía por radar es muy limitado y se limita al Sistema Solar . Esto se debe a que la intensidad de la señal desciende de forma muy pronunciada con la distancia al objetivo, la pequeña fracción del flujo incidente que refleja el objetivo y la potencia limitada de los transmisores. [6] La distancia a la que el radar puede detectar un objeto es proporcional a la raíz cuadrada del tamaño del objeto, debido a la dependencia de uno sobre la distancia al cuarto de la intensidad del eco. El radar podría detectar algo ~ 1 km a través de una gran fracción de AU de distancia, pero a 8-10 AU, la distancia a Saturno, necesitamos objetivos de al menos cientos de kilómetros de ancho. También es necesario tener una efeméride relativamente buena del objetivo antes de observarlo.

Historia [ editar ]

La Luna está comparativamente cerca y fue detectada por radar poco después de la invención de la técnica en 1946. [7] [8] Las mediciones incluyeron la rugosidad de la superficie y el mapeo posterior de las regiones sombreadas cerca de los polos.

El siguiente objetivo más fácil es Venus . Este era un objetivo de gran valor científico, ya que podría proporcionar una forma inequívoca de medir el tamaño de la unidad astronómica , que era necesaria para el campo naciente de las naves espaciales interplanetarias. Además, tal destreza técnica tenía grandes relaciones públicasvalor, y fue una excelente demostración para las agencias de financiación. Por lo tanto, hubo una presión considerable para obtener un resultado científico a partir de datos débiles y ruidosos, lo que se logró mediante un procesamiento posterior intenso de los resultados, utilizando el valor esperado para indicar dónde buscar. Esto dio lugar a afirmaciones tempranas (de Lincoln Laboratory, Jodrell Bank y Vladimir A. Kotelnikov de la URSS) que ahora se sabe que son incorrectas. Todos estos coincidieron entre sí y el valor convencional de AU en ese momento,149 467 000  km . [2]

La primera detección inequívoca de Venus fue realizada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro el 10 de marzo de 1961. El JPL estableció contacto con el planeta Venus utilizando un sistema de radar planetario del 10 de marzo al 10 de mayo de 1961. Utilizando datos de velocidad y alcance, un nuevo valor deSe determinaron 149 598 500 ± 500 km para la unidad astronómica . [9] [10] Una vez que se conoció el valor correcto, otros grupos encontraron ecos en sus datos archivados que coincidían con estos resultados. [2]

La siguiente es una lista de cuerpos planetarios que se han observado por este medio:

  • Mercurio : valor mejorado para la distancia desde la tierra observada ( prueba GR ). Período de rotación, libración , mapeo de superficies, esp. de las regiones polares.
  • Venus : primera detección de radar en 1961. Período de rotación, propiedades de la superficie bruta. La misión Magellan trazó un mapa de todo el planeta utilizando un altímetro de radar .
  • Tierra : numerosos radares aerotransportados y de naves espaciales han cartografiado todo el planeta para diversos fines. Un ejemplo es el Shuttle Radar Topography Mission , que cartografió grandes partes de la superficie de la Tierra a una resolución de 30 m.
  • Marte - Mapeo de la rugosidad de la superficie del Observatorio de Arecibo . La misión Mars Express lleva un radar de penetración terrestre.
  • Sistema de Júpiter : satélites galileanos
  • Sistema Saturno - Anillos y Titán del Observatorio de Arecibo , mapeo de la superficie de Titán y observaciones de otras lunas desde la nave espacial Cassini .
Modelo informático del asteroide (216) Kleopatra , basado en análisis de radar.
Imágenes de radar y modelo de computadora del asteroide 1999 JM 8

Asteroides y cometas [ editar ]

El radar proporciona la capacidad de estudiar la forma, el tamaño y el estado de giro de los asteroides y cometas desde el suelo. Las imágenes de radar han producido imágenes con una resolución de hasta 7,5 metros. Con datos suficientes, se puede extraer el tamaño, la forma, el giro y el albedo del radar de los asteroides objetivo.

Sólo 19 cometas han sido estudiados por radar, [11] incluyendo 73P / Schwassmann-Wachmann . Ha habido observaciones de radar de 612 asteroides cercanos a la Tierra y 138 asteroides del cinturón principal a principios de 2016. [11] Para 2018, esto había crecido a 138 asteroides del cinturón principal, 789 asteroides cercanos a la Tierra, también en ese momento 20 cometas habían sido observado. [11]

Se observan muchos cuerpos durante su sobrevuelo cercano de la Tierra.

Mientras estaba en funcionamiento, el Observatorio de Arecibo proporcionó información sobre los impactos de cometas y asteroides que amenazan la Tierra, lo que permitió predicciones de impactos y casi accidentes en décadas en el futuro, como las de Apophis y otros cuerpos. [5] Al ser más pequeño, el radar del sistema solar Goldstone es menos sensible e incapaz de proporcionar la misma capacidad predictiva.

Telescopios [ editar ]

  • Observatorio de Arecibo
  • Complejo de comunicaciones del espacio profundo de Goldstone
  • RT-70
  • Plutón
  • Red de espacio profundo

Ver también [ editar ]

  • Radar
  • 6489 Golevka
  • 4179 Toutatis

Referencias [ editar ]

  1. ^ Anderson, John D .; Slade, Martin A .; Jurgens, Raymond F .; Lau, Eunice L .; Newhall, XX; Myles, E. (julio de 1990). Radar y naves espaciales que van a Mercurio entre 1966 y 1988 . IAU, Reunión regional de astronomía de Asia y el Pacífico, 5ª, Actas (celebrada del 16 al 20 de julio de 1990). 9 . Sydney, Australia: Sociedad Astronómica de Australia. pag. 324. Código bibliográfico : 1991PASAu ... 9..324A . ISSN  0066-9997 .
  2. ↑ a b c Butrica, Andrew J. (1996). "Capítulo 2: Venus voluble" . NASA SP-4218: Para ver lo invisible: una historia de la astronomía de radar planetario . NASA. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2007 . Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  3. ^ "Estado del radar de Arecibo" . Consultado el 22 de diciembre de 2012 .
  4. ^ Ostro, Steven (1997). "Página de investigación de radar de asteroides" . JPL . Consultado el 22 de diciembre de 2012 .
  5. ^ a b "Se derrumba el radiotelescopio gigante de Arecibo en Puerto Rico" . www.theguardian.com . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
  6. ^ Hola, JS (1973). La evolución de la radioastronomía . Serie Historias de la ciencia. 1 . Paul Elek (Libros científicos).
  7. ^ Mofensen, Jack (abril de 1946). "Ecos de radar desde la luna" . Electrónica . 19 : 92–98. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2008.
  8. ↑ Bay, Zoltán (enero de 1947). "Reflejo de microondas de la luna" (PDF) . Hungarica Acta Physica . 1 (1): 1–22. doi : 10.1007 / BF03161123 .
  9. ^ Malling, LR; Golomb, SW (octubre de 1961). "Medidas de radar del planeta Venus" (PDF) . Revista de la Institución Británica de Ingenieros de Radio . 22 (4): 297–300. doi : 10.1049 / jbire.1961.0121 .
  10. ^ Muhleman, Duane O .; Holdridge, DB; Block, N. (mayo de 1962). "La unidad astronómica determinada por reflejos de radar de Venus". Revista astronómica . 67 (4): 191-203. Código Bibliográfico : 1962AJ ..... 67..191M . doi : 10.1086 / 108693 . Utilizando un análisis más detallado, esto da una figura refinada de 149 598 845 ± 250 km .
  11. ^ a b c "Asteroides y cometas detectados por radar" . Investigación de radar de asteroides de NASA / JPL . Consultado el 25 de abril de 2016 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Cómo los radiotelescopios obtienen imágenes de asteroides
  • "Radar planetario en el Observatorio de Arecibo" . NAIC . Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  • "Radar del Sistema Solar Goldstone" . JPL. Archivado desde el original el 21 de octubre de 2010 . Consultado el 28 de septiembre de 2010 .
  • Dr. Steven J. Ostro y Dr. Lance AM Benner (2007). "Investigación de radar de asteroides JPL" . Caltech . Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  • "Astronomía de radar y radiociencia espacial" . Consultado el 15 de mayo de 2008 .
  • Dr. Jean-Luc Margot . "Introducción a la astronomía de radar de asteroides" . UCLA . Consultado el 2 de agosto de 2013 .
  • ASTEROIDES BINARIOS Y TERNARIOS CERCA DE LA TIERRA DETECTADOS POR RADAR