Měsíční kráter Tycho Crater odhalen ve složitých detailech – nová výkonná radarová technologie odhalí tajemství sluneční soustavy

Observatoř Green Bank od National Science Foundation (GBO), National Radio Astronomy Observatory (NRAO) a Raytheon Intelligence & Space (RI&S) zveřejnily nový snímek měsíce ve vysokém rozlišení, nejvyšší snímek, který byl kdy ze Země zachycen pomocí nového radaru. Technologie na dalekohledu Green Bank Telescope (GBT).

Nový snímek kráteru Tycho má rozlišení téměř pět metrů na pět metrů a obsahuje přibližně 1,4 miliardy pixelů. Obraz pokrývá oblast 200 kilometrů na 175 kilometrů, což zajišťuje, že zúčastnění vědci a inženýři zachytili celý kráter, který má průměr 86 kilometrů. Tony Beasley, ředitel National Radio Astronomy Observatory a viceprezident radioastronomie v Associated Universities, Inc. (AUI). „Zatímco čekáme na další práci na vylepšení těchto obrázků, jsme nadšeni, že můžeme tento nádherný obrázek sdílet s veřejností, a těšíme se, že v blízké budoucnosti budeme moci sdílet další obrázky z tohoto projektu.“

GBT – největší plně řiditelný radioteleskop na světě – bude na konci roku 2020 vybaven novou technologií vyvinutou společnostmi Raytheon Intelligence & Space a GBO, která jí umožní vysílat radarový signál do vesmíru. Pomocí GBT a antén z Very Long Baseline Array (VLBA) bylo od té doby provedeno mnoho testů zaměřených na měsíční povrch, včetně kráteru Tycho a NASA Místa přistání Apolla.

Green Bank Telescope v Západní Virginii, USA. Kredit: GBO/AUI/NSF

Jak je tento radarový signál s nízkým výkonem převeden do obrazů, které můžeme vidět? „To se děje procesem zvaným Synthetic Aperture Radar neboli SAR,“ vysvětlil inženýr GBO Galen Watts. „Protože každý puls je vyslán GBT, je odrazen zpět k cíli, v tomto případě lunárnímu povrchu, a přijat a uložen. Uložené impulsy jsou navzájem porovnávány a analyzovány za vzniku obrazu. Vysílač, cíl, a přijímače se neustále pohybují, když se pohybujeme prostorem. I když si můžete myslet, že to může ztížit vytváření obrazu, ve skutečnosti to produkuje významnější data. “

Tento pohyb způsobuje mírné rozdíly od radarového pulsu k pulsu. Tyto rozdíly jsou zkoumány a použity k výpočtu vyššího rozlišení obrazu, než je možné u statických pozorování, a také ke zvýšení přesnosti vzdálenosti k cíli, rychlosti pohybu cíle směrem k přijímači nebo od něj a způsobu, jakým se cíl se pohybuje po zorném poli. „Radarová data, jako je tato, ještě nikdy nebyla zaznamenána na takovou vzdálenost nebo přesnost,“ řekl Watts. „To již bylo provedeno dříve na vzdálenost několika stovek kilometrů, ale ne ve stovkách tisíc kilometrů od tohoto projektu, a ne v takovém rozlišení jako metr nebo tak na tyto vzdálenosti. To vše vyžaduje hodně výpočetní techniky hodiny. Přibližně před deseti lety O tom by získání obrazu z jednoho přijímače trvalo měsíce a možná i rok z více než jednoho. “

Tyto slibné rané výsledky získaly projektovou podporu vědecké komunity a koncem září získala spolupráce od Národní vědecké nadace financování ve výši 4,5 milionu dolarů na návrh způsobů, jak by bylo možné projekt rozšířit (Medium-Scale Research Infrastructure Design Award-1 AST- 2131866). „Pokud po těchto návrzích dokážeme přilákat plnou podporu financování, budeme schopni postavit systém stokrát silnější než současný systém a použít jej k prozkoumání sluneční soustavy,“ řekl Beasley. „Takový nový systém by otevřel okno do vesmíru, což by nám umožnilo vidět sousední planety a nebeská tělesa zcela novým způsobem.“

Západní Virginie má dlouhou historii zařízení, která významně přispěla k rozšíření našich vědeckých znalostí o vesmíru. Senátor za Západní Virginii Joe Manchin III řekl: „Nové obrázky a detaily kráteru Tycho na Měsíci využívající radarové technologie na dalekohledu Green Bank Telescope ukazují, že zde v Západní Virginii dochází k úžasnému pokroku ve vědě. Již více než dvě desetiletí pomáhá GBT výzkumníci Při lepším zkoumání a porozumění vesmíru. Prostřednictvím svého místa v podvýboru pro obchod, spravedlnost a vědu jsem byl velkým zastáncem těchto technologických pokroků v GBT, které nyní umožní GBT vysílat radarové signály do vesmíru a zajistit jeho klíčovou roli. v astronomickém výzkumu pro nadcházející roky. Těším se na další úžasné snímky a budoucí objevy naší sluneční soustavy a budu i nadále spolupracovat s National Science Foundation, abych se zasazoval o financování na podporu projektů na observatoři Green Bank.

Od výroby technologie uplynuly roky a je součástí dohody o spolupráci v oblasti výzkumu a vývoje mezi NRAO, GBO a RI&S. Budoucí vysoce výkonný radarový systém kombinovaný s pokrytím oblohy GBT bude zobrazovat objekty ve sluneční soustavě s nebývalými detaily a citlivostí. Očekávejte, že letos na podzim se objeví více vzrušujících obrázků, protože zpracování těchto raných dat s desítkami miliard pixelů informací se vyplatí počkat.

Národní observatoř radioastronomie a observatoř Green Bank Observatory jsou zařízeními National Science Foundation a fungují na základě dohody o spolupráci od Associated Universities, Inc.