Krater księżycowy Tycho Crater ujawniony w misternych szczegółach – potężna nowa technologia radarowa ujawni tajemnice Układu Słonecznego

Obserwatorium Green Bank należące do National Science Foundation (GBO), National Radio Astronomy Observatory (NRAO) oraz Raytheon Intelligence & Space (RI&S) opublikowały nowe zdjęcie Księżyca w wysokiej rozdzielczości, najwyższe zdjęcie, jakie kiedykolwiek uzyskano z Ziemi za pomocą nowego radaru. Technologia na Teleskopie Green Bank (GBT).

Nowy obraz Tycho Crater ma rozdzielczość zbliżoną do pięciu metrów na pięć metrów i zawiera około 1,4 miliarda pikseli. Obraz obejmuje obszar o wymiarach 200 na 175 kilometrów, dzięki czemu uczestniczący naukowcy i inżynierowie uchwycili cały krater o średnicy 86 kilometrów. Tony Beasley, dyrektor National Radio Astronomy Observatory i wiceprezes radioastronomii na Associated Universities, Inc. (AUI). „Chociaż czekamy na dalsze prace nad poprawą tych zdjęć, cieszymy się, że możemy podzielić się tym wspaniałym obrazem z opinią publiczną i nie możemy się doczekać udostępnienia większej liczby zdjęć z tego projektu w najbliższej przyszłości”.

GBT – największy na świecie w pełni sterowalny radioteleskop – zostanie wyposażony pod koniec 2020 r. w nową technologię opracowaną przez Raytheon Intelligence & Space i GBO, która umożliwi mu przesyłanie sygnału radarowego w kosmos. Przy użyciu GBT i anten z systemu VLBA (Very Long Baseline Array) przeprowadzono od tego czasu wiele testów skupiających się na powierzchni Księżyca, w tym kraterze Tycho i NASA Miejsca lądowania Apollo.

Teleskop Green Bank w Zachodniej Wirginii, USA. Źródło: GBO/AUI/NSF

W jaki sposób ten sygnał radarowy o małej mocy przekłada się na obrazy, które możemy zobaczyć? „Odbywa się to za pomocą procesu zwanego radarem z syntetyczną aperturą lub SAR” – wyjaśnił inżynier GBO Galen Watts. „Ponieważ każdy impuls jest wysyłany przez GBT, jest on odbijany z powrotem do celu, w tym przypadku do powierzchni Księżyca, oraz odbierany i przechowywany. Zapisane impulsy są porównywane ze sobą i analizowane w celu wytworzenia obrazu. Nadajnik, cel, a odbiorniki nieustannie się poruszają, gdy poruszamy się w przestrzeni. Chociaż może się wydawać, że może to utrudnić tworzenie obrazu, w rzeczywistości generuje bardziej znaczące dane”.

Ten ruch powoduje niewielkie różnice między impulsami radarowymi a impulsami. Różnice te są badane i wykorzystywane do obliczenia wyższej rozdzielczości obrazu niż jest to możliwe przy obserwacjach statycznych, a także w celu zwiększenia dokładności odległości do celu, szybkości poruszania się celu w kierunku lub od odbiornika oraz porusza się w polu widzenia. „Dane radarowe takie jak te nigdy wcześniej nie były rejestrowane z taką odległością i dokładnością” – powiedział Watts. „Zrobiono to wcześniej na odległościach kilkuset kilometrów, ale nie setkach tysięcy kilometrów w tym projekcie i nie w bardzo wysokiej rozdzielczości metra lub więcej na tych odległościach. Wszystko to wymaga dużej ilości obliczeń godzin.Mniej więcej dziesięć lat temu O tym, uzyskanie obrazu z jednego odbiornika zajęłoby miesiące, a może nawet rok z więcej niż jednego”.

Te obiecujące wczesne wyniki zyskały poparcie dla projektu ze strony społeczności naukowej, a pod koniec września współpraca otrzymała 4,5 miliona dolarów dofinansowania z National Science Foundation na zaprojektowanie sposobów rozszerzenia projektu (nagroda za projekt infrastruktury badawczej o średniej skali-1 AST- 2131866). „Po tych projektach, jeśli uda nam się przyciągnąć pełne wsparcie finansowe, będziemy w stanie zbudować system setki razy potężniejszy niż obecny system i wykorzystać go do zbadania Układu Słonecznego” – powiedział Beasley. „Taki nowy system otworzyłby okno do wszechświata, pozwalając nam zobaczyć sąsiednie planety i ciała niebieskie w zupełnie nowy sposób”.

Zachodnia Wirginia ma długą historię obiektów, które wniosły znaczący wkład w poszerzanie naszej wiedzy naukowej o wszechświecie. Senator z Wirginii Zachodniej Joe Manchin III podzielił się: „Nowe zdjęcia i szczegóły krateru Tycho na Księżycu przy użyciu technologii radarowej na Teleskopie Green Bank pokazują, że tutaj, w Wirginii Zachodniej, dokonuje się niesamowity postęp w nauce. Od ponad dwóch dekad GBT pomogło badacze W lepszym badaniu i zrozumieniu wszechświata. Zasiadając w Podkomisji Handlu, Sprawiedliwości i Nauki, byłem zdecydowanym zwolennikiem tych postępów technologicznych w GBT, które teraz pozwolą GBT na przesyłanie sygnałów radarowych w przestrzeń kosmiczną i zapewnią jej kluczową rolę w badaniach astronomicznych przez nadchodzące lata. Nie mogę się doczekać, aby zobaczyć więcej niesamowitych zdjęć i przyszłych odkryć naszego Układu Słonecznego, i będę nadal współpracować z National Science Foundation, aby orędować za finansowaniem projektów w Obserwatorium Green Bank.

Od powstania technologii minęły lata i jest ona częścią umowy o współpracy badawczo-rozwojowej między NRAO, GBO i RI&S. Przyszły system radarowy o dużej mocy w połączeniu z zasięgiem nieba GBT będzie obrazować obiekty w Układzie Słonecznym z niespotykaną szczegółowością i czułością. Spodziewaj się, że jesienią pojawią się bardziej ekscytujące obrazy, ponieważ przetwarzanie tych wczesnych danych z dziesiątkami miliardów pikseli informacji jest warte czekania.

National Radio Astronomy Observatory i Green Bank Observatory są obiektami Narodowej Fundacji Nauki i działają na podstawie umowy o współpracy z Associated Universities, Inc.