Valószínűleg már nem is kell olyan sokat várni arra, hogy a rádióteleszkópokat sokkal több célra használják, mint pusztán távoli csillagok vagy galaxisok jeleinek felismerésére. Egy nemzetközi kutatócsoport nemrég hatalmas antennák kombinálásával olyan űrradart hozott létre, ami több mint tízszer érzékenyebb az eddig ismert rendszereknél. Magát a projektet az Egyesült Királyság Űrügynöksége (UK Space Agency) finanszírozza, a kutatásokat pedig a Birminghami Egyetem szakemberei vezetik, de részt vesz a közös munkában a Manchesteri Egyetem, a Goonhilly Műholdas Földi Állomás, a Massachusettsben található MIT Lincoln Laboratórium, valamint az ausztrál Nemzetközösségi Tudományos és Ipari Kutatószervezet is.

A nemzetközi kutatócsoport egy élő bemutató során képes volt geostacionárius pályán (olyan Föld körüli pálya, amely az Egyenlítő síkjában van) keringő műholdakat és más objektumokat észlelni, továbbá valós időben feldolgozni a mérési adatokat. A geostacionárius pálya megfigyelése komoly kihívások elé állítja a radarrendszereket. A GEO-műholdak csaknem 36 ezer kilométeres magasságban keringenek az Egyenlítő felett, a Földdel megegyező szögsebességgel, így a Föld egy rögzített pontjáról nézve úgy tűnik, mintha mozdulatlanul állnának egy helyben az égbolton.

Ezen a pályán rendkívül sok kommunikációs, meteorológiai és katonai célú műhold található. Ugyanakkor leszerelt űrhajók, elhasznált vagy kiégett rakétafokozatok és kisebb törmelékdarabok, űrszemetek is keringenek ott. Az óriási távolság miatt azonban ezek radarjelei csak mérsékelten érik el a Földet. Éppen emiatt a hagyományos radarrendszerek nagy teljesítményű adókat és nagyméretű vevőantennákat igényelnek. A hosszú bázisvonalú multisztatikus radar (LBMR) projekt ezeket a feladatokat térben elkülönített rendszerek között osztja el: egy radar világítja meg a célobjektumot, míg a visszaverődő jeleket több rádióteleszkóp és kommunikációs antenna veszi.

A kutatócsoport a többi között a Jodrell Bank Obszervatórium Lovell-teleszkópját is használta a megfigyelések alatt. Ennek az eszköznek a teljesen mozgatható parabolaantennája 76 méter átmérőjű. Emellett a brit e-MERLIN rádióteleszkóp-hálózat antennáit és a cornwalli Goonhilly Műholdas Földi Állomás 30 méteres kommunikációs antennáját is bevetették. Ezeket a rendszereket általában gyengébb rádiójelek vételére tervezik az űrből. Pontosan ez a nagy érzékenység teszi ezeket érdekes eszközzé a radarmérések szempontjából. A kutatócsapat szerint ezeknek a nagy antennáknak az integrálása több mint tízszeresére növelheti a meglévő radarrendszerek érzékenységét. Ez pedig lehetővé tenné a kisebb objektumok nagyobb távolságokból történő észlelését.

Kormányzati szervek is figyelték a méréseket

Fontos tudni, hogy a rádióteleszkópok nem bocsátanak ki radarsugárzást, hanem passzív vevőkészülékként működnek, és egy különálló adó visszhangjait rögzítik. Mivel az adó és a vevő különböző helyeken található, ez egy úgynevezett bisztatikus radar, vagy több vevő esetén egy multisztatikus radar. Az antennák közötti nagy távolságok javítják a megfigyelési képességeket, de egyben növelik a technikai bonyolultságot is. A fogott jeleket pontosan szinkronizálni, kombinálni szükséges és a megfelelő objektumhoz kell rendelni. Már a legkisebb időzítési hibák is eltorzíthatják a kiszámított pozíciót vagy sebességet, vagyis elengedhetetlen a figyelem, a pontosság.

Az említett bemutató során a térben elosztott berendezések jelét valós időben dolgozták fel. A kormányzati szervek, az érintett hatóságok, a védelmi szektor és az ipar képviselői az ESA ECSAT telephelyén, az angliai Harwellben élőben követhették nyomon a rögzített radarjeleket és az azokból nyert mérési értékeket. A részt vevő egyetemek tájékoztatása szerint ez volt az első valós idejű bemutatója egy ilyen, hosszú bázisvonalú és több elosztott vevővel rendelkező radarrendszernek.

Azt már korábban kimutatták, hogy az egymástól távol elhelyezkedő radarállomások és rádióteleszkópok együttesen képesek műholdakat észlelni. Egy 2023-ban publikált tanulmányban például az amerikai Millstone Hill radar és több európai rádióteleszkóp összekapcsolásáról értekeztek. Akkor több célpontot sikerült azonosítani és követni, valamint a radaradatokból rekonstruálták a forgó objektumok mozgását.

Nem is kellenek új radarállomások

Az LBMR-koncepció egyik nagy előnye és haszna a meglévő infrastruktúra kihasználásában rejlik. Új, kizárólag erre a célra létrehozott űrradarok helyett tudományos rádióteleszkópok és kereskedelmi műholdantennák ideiglenesen integrálhatók egy megosztott megfigyelőhálózatba. A brit űrügynökség 452 ezer fonttal támogatta a projektet. Lehetséges adóállomásként a többi között az amerikai Millstone Hill radart, valamint a csendes-óceáni Kwajalein-atollon található radarállomást nevezték meg. A cél egy élő bemutató volt, melynek középpontjába a koncepció tesztelése került, mint skálázható és viszonylag költséghatékony űrmegfigyelési megoldás.

Nem mellékesen a hálózat jelentős kettős felhasználású elemet is tartalmaz. Merthogy adatokat szolgáltathat polgári célú ütközések elkerüléséhez és a műholdak fenntartható üzemeltetéséhez, sőt a segítségével megfigyelhetők lehetnek idegen űrhajók manőverei, közeledései és egyéb tevékenységei is.

A sikeres bemutató ugyanakkor még nem jelenti azt, hogy mostantól egy állandóan működő megfigyelőhálózat állna az illetékesek rendelkezésére. Azt sem lehet figyelmen kívül hagyni, hogy a publikált adatokból hiányoznak a legfontosabb teljesítménymutatók. A kutatócsapat eddig nem közölte az általa észlelt objektumok méretét és radar-keresztmetszeti területét, mint ahogy az elért helyzetmeghatározási pontosságot és a legkisebb megbízhatóan észlelhető objektumméretet sem.

Mindezekkel együtt a bemutató során bizonyítást nyert, hogy a nagy tudományos antennák beépíthetők egy valós idejű radarrendszerbe. A következő nagy lépés egy állandóan elérhető hálózat létrehozása lehet, amely koordinálja a különböző adókat és vevőket, a mérési adatokat pedig továbbítja a már meglévő, Föld körüli űrmegfigyeléséket végző rendszerekbe.

Forrás: ingenieur.de/Birminghami Egyetem/UK Space Agency

A borítóképen: a brit Jodrell Bank Obszervatóriumban található Lovell rádióteleszkóp, ami a világ harmadik legnagyobb irányítható rádióteleszkópja. Fotó: Adobe Stock