Kan astronomer bruge radar til at spotte en katastrofal asteroide?

Hvordan kan mennesker beskytte Jorden mod "ødelæggende asteroide- og kometpåvirkninger?" Ifølge National Academies og deres 2023-2032 Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey, vil jordbaserede astronomiske radarsystemer have en "unik rolle" at spille i planetarisk forsvar.

Der er i øjeblikket kun ét system i verden, der koncentrerer sig om disse bestræbelser, NASAs Goldstone solsystem Radar, en del af Deep Space Network (DSN). Et nyt instrumentkoncept fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO) kaldet næste generations RADAR (ngRADAR) system vil dog bruge National Science Foundations Green Bank Telescope (GBT) og andre nuværende og fremtidige faciliteter til at udvide disse muligheder.

"Der er mange anvendelser for fremtidens radar, lige fra at forbedre vores viden om solsystemet væsentligt til at informere fremtidige robot- og bemandede rumflyvninger og karakterisere farlige objekter, der forvilder sig for tæt på Jorden," fortæller Tony Beasley, NRAO's direktør.

Lørdag den 17. februar vil videnskabsmænd fremvise de seneste resultater opnået med jordbaserede radarsystemer på American Association for the Advancement of Sciences årlige konference i Denver, Colorado.

"NRAO, med støtte fra National Science Foundation og tilsyn fra Associated Universities, Inc., har en lang historie med at bruge radar til at fremme vores forståelse af universet. Senest hjalp GBT med at bekræfte succesen med NASA's DART-mission, den første test for at se, om mennesker med succes kunne ændre en asteroides bane," siger NRAO-forsker og ngRADAR-projektdirektør Patrick Taylor.

GBT er verdens største fuldt styrbare radioteleskop. Manøvredygtigheden af ​​dens 100 meter lange skål gør den i stand til at observere 85 procent af himmelkuglen, så den hurtigt kan spore objekter på tværs af sit synsfelt.

Taylor tilføjer, "Med støtte fra Raytheon Technologies har ngRADAR-pilottest på GBT - ved hjælp af en laveffektsender med mindre output end en standardmikrobølgeovn - produceret de højeste opløsningsbilleder af månen nogensinde taget fra Jorden. Forestil dig hvad vi kunne klare os med en mere kraftfuld sender."

Forskere, der deler deres resultater på AAAS, omfatter Edgard G. Rivera-Valentín fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory og Marina Brozović fra NASA's Jet Propulsion Laboratory, som administrerer Goldstone og DSN. Brozović tilføjer, "Offentligheden kan blive overrasket over at høre, at den teknologi, vi bruger i vores nuværende radar på Goldstone, ikke har ændret sig meget siden Anden Verdenskrig."

"For 99 % af vores observationer sender og modtager vi fra denne ene antenne. Nye radarsenderdesigner, som ngRADAR på GBT, har potentialet til betydeligt at øge udgangseffekten og bølgeformens båndbredde, hvilket giver mulighed for billeddannelse i endnu højere opløsning. Det vil også producere et skalerbart og mere robust system ved at bruge teleskoparrays til at øge opsamlingsområdet."

"NRAO er en ideel organisation til at lede disse bestræbelser på grund af de instrumenter, vi har til rådighed til at modtage radarsignaler, som Very Long Baseline Array har gjort i vores pilot ngRADAR-projekt," forklarer Brian Kent, NRAO-forsker og direktør for videnskabskommunikation, som koordinerede præsentationen på AAAS, "Fremtidige faciliteter som den næste generation Very Large Array, som en modtager, vil skabe en kraftfuld kombination for planetarisk videnskab."

Hvordan udvider jordbaseret astronomisk radar vores forståelse af universet? Ved at give os mulighed for at studere vores nærliggende solsystem og alt i det i hidtil usete detaljer. Radar kan afsløre overfladen og den gamle geologi af planeter og deres måner, så vi kan spore deres udvikling.

Det kan også bestemme placeringen, størrelsen og hastigheden af ​​potentielt farlige jordnære objekter, såsom kometer eller asteroider. Fremskridt inden for astronomisk radar åbner nye veje, fornyede investeringer og interesse for fælles industri- og videnskabelige samarbejder som et tværfagligt projekt.

Leveret af Green Bank Observatory