Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

Если Вы хотите уберечь Ваш новенький MacBook от ударов, падений и взглядов нежелательных элементов, тогда настоятельно рекомендую заковать его в кожаную броню сумки Urbano Compact Attache, которая, кроме всего прочего, подчеркнет и Ваш деловой стиль! Приобрести данную сумку Вы сможете только на сайте www.m-house.ua.


Из радаров США, регулярно привлекаемых комитетом IADC к кампаниям наблюдений КМ, наиболее эффективны следующие.

 

060112 2139 3 Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

Рис. 2. Радиотелескоп обсерватории «Аресибо»

 

«Аресибо». Радиоастрономическая обсерватория в Пуэрто-Рико, расположенная на широте 18° N, — Национальный центр астрономии и ионосферы США (рис. 2). Крупнейший в мире радиотелескоп с 1963 г. (дата ввода) эксплуатируется корнельским университетом США. Диаметр рефлектора 305 м, глубина зеркала 51 м, поверхность сферическая, собирающая площадь 73 000 м2. Рабочий диапазон радиочастот 50 МГц — 10 ГГц (длина волн от 3 см до 1 м). Фокусное расстояние 132,5 м. Для проведения радиолокационных исследований в обсерватории используется передатчик мощностью 500 кВт. В кампаниях по наблюдению КМ использовалась рабочая длина волны радиоизлучения 10 см (частота 3 ГГц).

 

060112 2139 4 Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

 

Рис. 3. Бистатическая РЛС Голдстоун. Передающая и приемная антенны

 

«Голдстоун» (Goldstone) — бистатический радиолокационный комплекс дальней космической связи НАСАНациональное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration) — агентство, принадлежащее федеральному правительству США, подчиняющееся непосредственно вице-президенту США и финансируемое на 100 % из государственного бюджета, ответственное за гражданскую космическую программу страны. Все изображения и видеоматериалы, получаемые НАСА и подразделениями, в том числе с помощью многочисленных телескопов и интерферометров, публикуются как общественное достояние и могут свободно копироваться. в Южной калифорнии (32,24° с. ш.) — уникальная комплементарная составляющая в системе радаров «Хэйстэк» и ХЭКС, расположенная в Массачусетсе.

 

Комплекс оснащен одним из крупнейших в мире радиотелескопов бистатического режима работы с 35-метровой передающей и 70-метровой принимающей антеннами, разнесенными на 497 м. Передающая антенна ориентирована в направлении 1,5° от зенита, приемная — 1,441° от зенита. Для наблюдения КМ используется радиочастотный диапазон с рабочей длиной волны 3,5 см (частота 10 ГГц). Средняя излучаемая мощность 460 кВ. Ширина луча по уровню 3 дБ составляет 0,021 °. К сожалению, система не может работать в моноимпульсном режиме, что позволило бы определять, как обнаруженная частица КМ проходит относительно биссектрисы луча. Это приводит к неопределенности в измерении ЭПР КО (измеренная ЭПР оказывается меньше истинной) и неточности определения таких орбитальных элементов, как наклонение и эксцентриситет. Тем не менее, система позволяет получать ценную информацию о размере, радиальной скорости и высоте КО. При обработке от 1 до 5 % измерений бракуются как полученные с помощью боковых лепестков. В измерительной кампании 1998 г. за 146 ч работы система обнаружила 3070 КО, т. е. новый объект выявлялся в среднем каждые 3 мин.

 

Предельный размер наблюдаемых КО — 2 мм на дальности 1000 км. Измерения радара используются также для калибровки моделей засоренности, в частности, модели ORDEM. На рис. 3 показан комплекс «Голдстоун» с инфраструктурой, размещенный в пустыне Мохав (верхний снимок), передающая и приемная антенны (два нижних снимка) [IADC., 2006; Matney et al., 1998; Stokely, 2004].)

В Вестфорде, штат Массачусетс, находится Линкольновский комплекс ККП, состоящий из трех радиолокационных станций, управляемый Линкольновской лабораторией Массачусетсского технологического института. Это «Миллстоун», «Хэйстэк» (рис. 4) и ХЭкС. кроме них в Вестфорде есть еще передвижной радар UHF-диапазона и большой стационарный ионосферный радар (тоже UHF-диапазона) с осью, направленной в зенит.

 

060112 2139 5 Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

РЛС «Миллстоун»

 

«Миллстоун» (Millstone) — узкодиапазонная РЛС, имеет статус привлекаемой к СККП США и используется в основном для обнаружения и наблюдения ВОКО, хотя способна следить и за НОКО. Она дает очень точную координатную информацию по ИСЗ, а также радиолокационные сигнатуры. Рабочий диапазон частот — L.

 

060112 2139 6 Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

Рис. 5. Линкольновский комплекс ККП

 

«Хэйстэк» (Haystack) — пожалуй, самая именитая РЛС в части мониторинга мелкого и среднеразмерного КМ. Точное название — радиолокатор построения изображений дальнего действия (Long Range Imaging Radar (LRIR)). Дислоцирован в Тингсборо, штат Массачусетс. Его оператор — Линкольновская лаборатория Массачусетсского технологического института, которая выполняет работы в интересах Минобороны США.

 

На рис. 5 показан весь Линкольновский измерительный комплекс, включая радары «Хэйстэк», ХЭКС, «Миллстоун» и ионосферный [Solodyna, 37 Banner, 2000].

 

Радар «Хэйстэк» большой мощности, диаметр тарелочной антенны 36 м, рабочая частота в Х-диапазоне — несущая 10 ГГц (длина волны 3 см), моноимпульсный режим, ширина импульса 1,023 мс, пиковая мощность 400 кВт, частота повторения импульсов 40 Гц, при частоте зондирования 1 МГц, при определении радиальной скорости по Доплеру разрешающая способность — 7,5 км/с, при передаче — правая круговая поляризация, при приеме — правая и левая круговая. Ширина луча 0,05°. Может обнаруживать КО диаметром 1 см на расстоянии 1000 км. Более поздними исследованиями и экспериментами Линкольновской лаборатории была показана возможность повышения чувствительности радара с целью обнаружения частиц размером 0,5 см на расстоянии 1000 км и 0,25 см на высоте полета шаттла [Foster, 2004; Stansbery, 1997].

 

Из-за очень малого объема зондируемого пространства для получения сколько-нибудь представительного распределения КМ, даже в ограниченной области орбит, приходится собирать данные измерений в течение многих часов наблюдения. «Хэйстэк» работает в «парковом» режиме, т. е. луч фиксируется в определенном направлении. Чаще всего вертикально (угол места 90°), но используются и другие углы — 75, 20, 10°. В наблюдениях фрагментов разрушения китайского спутника «Фен-гюн-1С» использовались фиксированные углы места от 22 до 50° [IADC…, 2006; Johnson et al., 2007; Settecerry et al., 1997; Stansbery et al., 1993].

 

060112 2139 7 Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором. Часть II

Рис. 4. Измерения «Хэйстэка» и моделированное облако осколков

 

Возможности «Хэйстэка» демонстрирует рис. 4, на котором представлены данные наблюдений при прохождении через его парковый луч облака осколков ИСЗ «космос-2251» [Matney, 2010]. По оси абсцисс отложено время, по оси ординат — доплеровская радиальная скорость обнаруженных осколков. Серые полосы слева и справа — периоды времени, когда «Хэйстэк» не проводил измерений. Зеленые точки — КО, по мнению экспертов не относящиеся к данному облаку осколков. Черные точки — КО, входящие в облако осколков. Красные точки — моделированное облако осколков столкновения.


Расшифровку всех приведенных в статье условных сокращений смотреть здесь: «Исследование ближнего космоса: условные сокращения».


Найти на unnatural: Возможности современных средств наблюдения за космическим мусором Часть
Автор: admin | 2 Июнь 2012 | 378 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100