Mit einem Sender, der weniger leistungsstark ist als ein Mikrowellenherd, hat ein Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren das Green Bank Telescope (GBT) und das Very Long Baseline Array (VLBA) der National Science Foundation verwendet, um die Radarbilder mit der höchsten Auflösung des Mondes zu erstellen, die jemals gesammelt wurden den Boden und ebnet den Weg für ein Radarsystem der nächsten Generation zur Untersuchung von Planeten, Monden und Asteroiden im Sonnensystem.
Das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das Green Bank Observatory (GBO) und Raytheon Intelligence & Space (RIS) entwerfen ein Hochleistungs-Planetenradarsystem der nächsten Generation für das GBT, das weltweit größte voll steuerbare Radioteleskop. Der Prototyp dieses Systems produzierte einige der Planetenradarbilder mit der höchsten Auflösung, die jemals von der Erde aufgenommen wurden.
Ein von RIS entwickelter Low-Power-Radarsender mit bis zu 700 Watt Ausgangsleistung bei 13,9 GHz wurde auf dem GBT getestet und auf die Mondoberfläche gerichtet, und Radarechos wurden mit den zehn 25-Meter-VLBA-Antennen von NRAO empfangen. Ein Bild des Tycho-Kraters wurde mit einer Auflösung von 5 Metern aufgenommen und zeigt beispiellose Details der Mondoberfläche von der Erde aus. „Es ist ziemlich erstaunlich, was wir bisher mit weniger Strom als ein herkömmliches Haushaltsgerät erfassen konnten“, betont Patrick Taylor, Leiter der Radarabteilung von GBO und NRAO.
Die Designarbeiten für das Flaggschiffsystem, ein 500-Kilowatt-Planetenradar im Ku-Band (13,7 GHz) für das GBT, das das VLBA und das zukünftige Very Large Array (ngVLA) der nächsten Generation als Empfänger verwendet, werden fortgesetzt. Dieses Hochleistungssystem hätte eine fast 1000-fache Ausgangsleistung und eine mehrfache Wellenformbandbreite (bis zu 600 MHz), was eine Bildgebung mit noch höherer Auflösung ermöglicht.
Ein System wie dieses wird an vorderster Front der planetaren Verteidigung dienen und in der Lage sein, potenziell gefährliche Objekte zu erkennen, zu verfolgen und zu charakterisieren, die sich möglicherweise auf einem Crashkurs mit der Erde befinden.
„Bei unseren Tests konnten wir einen Asteroiden 2,1 Millionen Kilometer von uns entfernt anvisieren – mehr als das Fünffache der Entfernung von der Erde zum Mond. Der Asteroid ist etwa einen Kilometer groß, also groß genug, um globale Auswirkungen zu haben Verwüstung, sollte es zu einem Einschlag kommen“, fügt Taylor hinzu, „Mit dem Hochleistungssystem könnten wir mehr Objekte in viel größerer Entfernung untersuchen. Wenn es darum geht, Strategien für mögliche Einschläge zu entwickeln, ist mehr Vorwarnzeit alles.“
Diese Fähigkeiten haben sich kürzlich als nützlich erwiesen, um die Double Asteroid Redirection Test (DART)-Mission der NASA zu unterstützen, wobei GBT-Daten bestätigen, dass der Aufprall der NASA-Raumsonde DART auf einen Asteroiden tatsächlich seinen Kurs bei der ersten Demonstration der Asteroidenablenkungstechnologie geändert hatte.
Astronomen werden dieses Tool auch für Astrometrie, Bildgebung und physikalische und dynamische Charakterisierung von Objekten des Sonnensystems für die Planetenforschung nützlich finden. Kurzfristig würde die Integration eines Ku-Band-Senders mittlerer Leistung (mindestens 10 kW) ein End-to-End-System bei GBO/NRAO für Echtzeit-Radarbeobachtungen entwickeln und den Grundstein für das Flaggschiff High legen -Stromversorgungssystem.
Die neuen Radarfähigkeiten des GBT werden ein Werkzeug einführen, das die Astronomie zuvor nicht hatte, und Daten mit höheren Auflösungen und Wellenlängen sammeln, die zuvor nicht verfügbar waren. NRAO und GBO entwickeln auch fortschrittliche Datenreduktions- und Analysetools, die zuvor nicht verfügbar waren. Taylor bemerkt: „Bei NRAO und GBO haben wir eine lange Geschichte der Teilnahme an planetaren Radarstudien und wir freuen uns darauf, GBT und VLBA um neue Fähigkeiten zu erweitern, um ein Radarsystem der nächsten Generation zu produzieren, das als wertvolles Werkzeug für Forscher dienen wird in Planetenwissenschaft und Planetenverteidigung.“
Bereitgestellt vom Green Bank Observatory