Radar astronomi

Astronomi radar adalah teknik untuk mengamati benda astronomi terdekat dengan memantulkan gelombang radio atau gelombang mikro ke objek sasaran dan menganalisis pantulannya. Astronomi radar berbeda dari astronomi radio karena yang terakhir bersifat pasif (hanya menerima sinyal), sedangkan astronomi radar bersifat aktif (mengirim dan menerima sinyal). Sistem radar telah digunakan selama enam dekade dan diterapkan pada berbagai studi Tata Surya. Transmisi radar dapat berupa pulsa maupun kontinu. Kekuatan sinyal radar yang kembali sebanding dengan pangkat keempat terbalik dari jarak. Peningkatan fasilitas, daya pemancar/penerima yang lebih tinggi, dan peralatan yang lebih canggih telah memperluas peluang pengamatan.

Teknik radar memberikan informasi yang tidak dapat diperoleh dengan cara lain, misalnya menguji relativitas umum melalui pengamatan Merkurius[1] serta memberikan nilai yang lebih tepat untuk satuan astronomi.[2] Citra radar memberikan informasi tentang bentuk dan sifat permukaan benda padat, yang tidak dapat diperoleh dengan teknik berbasis darat lainnya.

Radar Millstone Hill pada 1958
Radar planet awal Pluton, USSR, 1960

Dengan mengandalkan radar darat berdaya tinggi (hingga satu megawatt),[3] astronomi radar mampu memberikan informasi astrometri yang sangat akurat mengenai struktur, komposisi, dan pergerakan objek Tata Surya.[4] Hal ini membantu dalam membuat prediksi jangka panjang mengenai tumbukan asteroid dengan Bumi, seperti yang terlihat pada objek 99942 Apophis. Secara khusus, pengamatan optik mengukur posisi objek di langit, tetapi tidak dapat mengukur jarak dengan akurasi tinggi (mengandalkan paralaks menjadi lebih sulit jika objek kecil atau kurang terang). Radar, di sisi lain, langsung mengukur jarak ke objek (dan seberapa cepat jaraknya berubah). Kombinasi pengamatan optik dan radar biasanya memungkinkan prediksi orbit hingga beberapa dekade, bahkan kadang ratusan tahun ke depan.

Pada Agustus 2020, Observatorium Arecibo (Radar Planet Arecibo) mengalami kegagalan kabel struktural, yang menyebabkan runtuhnya teleskop utama pada Desember tahun itu.[5]

Hingga 2023, terdapat dua fasilitas astronomi radar yang digunakan secara reguler, yaitu Goldstone Solar System Radar dan Radar Planet Evpatoria.[6]


Keuntungan

Kontrol terhadap atribut sinyal (misalnya modulasi waktu/frekuensi dan polarisasi gelombang).

Dapat memisahkan objek secara spasial.

Presisi pengukuran waktu-tunda dan efek Doppler.

Penetrasi melalui objek yang tidak tembus cahaya secara optik.

Sensitif terhadap konsentrasi tinggi logam atau es.


Kerugian

Jangkauan maksimum astronomi radar sangat terbatas dan hanya berada di dalam Tata Surya. Hal ini disebabkan oleh melemahnya kekuatan sinyal secara drastis seiring jarak ke sasaran (drops off very steeply with distance), sebagian kecil fluks yang dipantulkan oleh objek sasaran, dan keterbatasan daya pemancar.[7]

Jarak di mana radar dapat mendeteksi suatu objek sebanding dengan akar kuadrat ukuran objek, karena kekuatan pantulan berkurang dengan pangkat empat jarak. Radar dapat mendeteksi objek berukuran sekitar 1 km pada sebagian besar satuan astronomi (AU), tetapi pada jarak 8–10 AU (jarak ke Saturnus), diperlukan objek yang lebarnya setidaknya ratusan kilometer. Selain itu, diperlukan efemeris target yang relatif akurat sebelum pengamatan dilakukan.

Sejarah

Bulan relatif dekat dan telah terdeteksi menggunakan radar tak lama setelah teknik ini ditemukan pada tahun 1946.[8][9] Pengukuran meliputi kekasaran permukaan dan kemudian pemetaan wilayah yang terlindung bayangan di dekat kutub.

Target berikutnya yang relatif mudah adalah Venus. Planet ini memiliki nilai ilmiah yang besar karena dapat memberikan cara yang jelas untuk mengukur ukuran satuan astronomi, yang diperlukan untuk bidang pesawat antariksa yang baru berkembang. Selain itu, kemampuan teknis seperti ini memiliki nilai humas yang tinggi dan merupakan demonstrasi yang baik bagi lembaga pendanaan. Karena itu, ada tekanan besar untuk mendapatkan hasil ilmiah dari data yang lemah dan bising, yang dicapai melalui pengolahan data yang berat dengan memanfaatkan nilai yang diharapkan untuk menentukan lokasi pengamatan. Hal ini menyebabkan klaim awal (dari Lincoln Laboratory,[10] Jodrell Bank,[11] dan Vladimir A. Kotelnikov dari USSR[12]) yang sekarang diketahui salah. Semua hasil ini setuju satu sama lain dan dengan nilai konvensional AU pada saat itu, 149.467.000 km.[2]

Deteksi Venus secara tak ambigu pertama dilakukan oleh Jet Propulsion Laboratory pada 10 Maret 1961. JPL menjalin kontak dengan planet Venus menggunakan sistem radar planet dari 10 Maret hingga 10 Mei 1961. Dengan menggunakan data kecepatan dan jarak, diperoleh nilai baru 149.598.500±500 km untuk satuan astronomi.[13][14] Setelah nilai yang benar diketahui, kelompok lain menemukan pantulan radar di data arsip mereka yang sesuai dengan hasil ini.[2]

Matahari telah terdeteksi beberapa kali sejak 1959. Frekuensi biasanya antara 25 hingga 38 MHz, jauh lebih rendah dibandingkan pengamatan antarplanet. Pantulan dari fotosfer dan korona terdeteksi.[15]

Berikut daftar benda planet yang telah diamati menggunakan metode ini:

Merkurius - Nilai jarak dari bumi yang lebih akurat (uji relativitas umum). Periode rotasi, librasi, pemetaan permukaan, terutama wilayah kutub.

Venus - Deteksi radar pertama pada 1961. Periode rotasi, sifat permukaan secara kasar. Misi Magellan memetakan seluruh planet menggunakan radar altimeter.

Bumi - Banyak radar udara dan pesawat antariksa memetakan seluruh planet untuk berbagai tujuan. Contohnya Shuttle Radar Topography Mission, yang memetakan sebagian besar permukaan Bumi dengan resolusi 30 m.

Mars - Pemetaan kekasaran permukaan dari Arecibo Observatory. Misi Mars Express membawa radar penembus tanah.

Sistem Jupiter - Satelit Galilea

Sistem Saturnus - Cincin dan Titan dari Arecibo Observatory, pemetaan permukaan Titan dan pengamatan bulan lain dari pesawat Cassini.


Model komputer asteroid (216) Kleopatra, berdasarkan analisis radar.
Gambar radar dan model komputer asteroid 1999 JM8

Asteroid dan Komet

Radar memungkinkan studi bentuk, ukuran, dan keadaan rotasi asteroid dan komet dari Bumi. Citra radar telah menghasilkan gambar dengan resolusi hingga 7,5 meter. Dengan data yang cukup, ukuran, bentuk, rotasi, dan albedo radar dari asteroid target dapat ditentukan.

Hingga 2016, hanya 19 komet yang telah dipelajari menggunakan radar,[16] termasuk 73P/Schwassmann-Wachmann, bersama dengan pengamatan radar terhadap 612 Asteroid dekat Bumi dan 138 asteroid sabuk utama.[16] Pada 2025, jumlah ini meningkat menjadi 138 asteroid sabuk utama, 1.148 asteroid dekat Bumi, dan 23 komet.[16]

Banyak benda diamati saat mereka melakukan lintas dekat dengan Bumi.

Selama beroperasinya, Observatorium Arecibo memberikan informasi mengenai potensi tumbukan komet dan asteroid dengan Bumi, memungkinkan prediksi tumbukan maupun dekat lintasan selama beberapa dekade ke depan, seperti untuk Apophis dan benda lainnya.[5] Karena ukurannya lebih kecil, Goldstone Solar System Radar memiliki sensitivitas lebih rendah dan tidak mampu memberikan kapasitas prediksi yang sama.


Teleskop dan Fasilitas

Goldstone Solar System Radar adalah satu-satunya radar planet yang saat ini beroperasi secara reguler.[17]

Radar lainnya yang pernah ada atau digunakan:

Radar planet di Observatorium Arecibo, yang runtuh pada 2020.

Radar planet Soviet di Kompleks Pluton, yang kini sudah dibongkar.

Teleskop radio Millstone Hill dan Haystack dari Haystack Observatory melakukan pengamatan radar dari 1958 hingga setidaknya 1970.[18]

Yevpatoria RT-70 radio telescope dilengkapi dengan pemancar kuat dan telah digunakan dalam pengamatan radar bi-statik.[19]


Terdapat proposal dan prototipe untuk radar tambahan di masa depan:

Observatorium Green Bank sedang meneliti radar Ku-band untuk teleskop radio 100 meternya.[20] Prototipe daya rendahnya telah memetakan Bulan.

Tiongkok sedang mengembangkan radar planet.[21] Tahap awal mereka telah memetakan Bulan.


Lihat juga

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Radar astronomy.

Referensi

  1. ^ Anderson, John D.; Slade, Martin A.; Jurgens, Raymond F.; Lau, Eunice L.; Newhall, X. X.; Myles, E. (July 1990). Radar and spacecraft ranging to Mercury between 1966 and 1988. IAU, Asian-Pacific Regional Astronomy Meeting, 5th, Proceedings. Proceedings of the Astronomical Society of Australia (Held July 16–20, 1990). Vol. 9, no. 2. Sydney, Australia: Astronomical Society of Australia. hlm. 324. Bibcode:1991PASAu...9..324A. ISSN 0066-9997.
  2. ^ a b c Butrica, Andrew J. (1996). "Chapter 2: Fickle Venus". NASA SP-4218: To See the Unseen - A History of Planetary Radar Astronomy. NASA. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal 2007-08-23. Diakses tanggal 2008-05-15.
  3. ^ "Arecibo Radar Status". Diarsipkan dari asli tanggal 3 March 2016. Diakses tanggal 22 December 2012.
  4. ^ Ostro, Steven (1997). "Asteroid Radar Research Page". JPL. Diakses tanggal 22 December 2012.
  5. ^ a b "Giant Arecibo radio telescope collapses in Puerto Rico". www.theguardian.com (dalam bahasa Inggris). December 2020. Diakses tanggal March 5, 2021.
  6. ^ Bezrukovs, Vladislavs; Dugin, Nikolai; Skirmante, Karina; Jasmonts, Gints; Šteinbergs, Jānis (2023). The forward scatter radar method for detecting space objects using emission of extraterrestrial radio sources. 2nd NEO and Debris Detection Conference (dalam bahasa Inggris).
  7. ^ Hey, J. S. (1973). The Evolution of Radio Astronomy. Histories of Science Series. Vol. 1. Paul Elek (Scientific Books).
  8. ^ Mofensen, Jack (April 1946). "Radar echoes from the moon". Electronics. 19: 92–98. Diarsipkan dari asli tanggal 2008-10-29.
  9. ^ Bay, Zoltán (January 1947). "Reflection of microwaves from the moon" (PDF). Hungarica Acta Physica. 1 (1): 1–22. doi:10.1007/BF03161123.
  10. ^ Price, R; Green Jr, PE; Goblick Jr, TJ; Kingston, RH; Kraft Jr, LG; Pettengill, GH; Silver, R; Smith, WB (1959). "Radar Echoes from Venus: Advances in several arts made possible this experiment in radio astronomy performed during the IGY". Science. 129 (3351). American Association for the Advancement of Science: 751–753. doi:10.1126/science.129.3351.751. PMID 17790546.
  11. ^ Evans, JV; Taylor, GN (1959). "Radio echo observations of Venus". Nature. 184 (4696). Nature Publishing Group UK London: 1358–1359. Bibcode:1959Natur.184.1358E. doi:10.1038/1841358a0.
  12. ^ Kotelnokov, VA (1961). "Radar contact with Venus". Journal of the British Institution of Radio Engineers. 22 (4). IET: 293–295. doi:10.1049/jbire.1961.0120. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal 2017-03-22. Diakses tanggal 2025-05-26.
  13. ^ Malling, L. R.; Golomb, S. W. (October 1961). "Radar Measurements of the Planet Venus". Journal of the British Institution of Radio Engineers. 22 (4): 297–300. doi:10.1049/jbire.1961.0121. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal January 25, 2018.
  14. ^ Muhleman, Duane O.; Holdridge, D. B.; Block, N. (May 1962). "The astronomical unit determined by radar reflections from Venus". Astronomical Journal. 67 (4): 191–203. Bibcode:1962AJ.....67..191M. doi:10.1086/108693. Analisis lebih lanjut menghasilkan nilai yang lebih tepat 149.598.845±250 km.
  15. ^ Ohlson, John E. (August 1967). "A RADAR INVESTIGATION OF THE SOLAR CORONA" (PDF). NASA Technical Reports Server.
  16. ^ a b c "Radar-Detected Asteroids and Comets". NASA/JPL Asteroid Radar Research. Diakses tanggal 2016-04-25.
  17. ^ Virkki, Anne K.; Neish, Catherine D.; Rivera-Valentín, Edgard G.; Bhiravarasu, Sriram S.; Hickson, Dylan C.; Nolan, Michael C.; Orosei, Roberto (2023). "Planetary radar—State-of-the-art review". Remote Sensing. 15 (23). MDPI: 5605. Bibcode:2023RemS...15.5605V. doi:10.3390/rs15235605.
  18. ^ Evans, JV; Ingalls, RP; Pettengill, GH (1970). "The Haystack Planetary Ranging Radar". Technical Report-Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (32). Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology: 27. Bibcode:1970sarr.conf...27E.
  19. ^ "BISTATIC RADAR TEST ACTIVITIES AT THE ITALIAN MEDICINA RADIOTELESCOPES" (PDF).
  20. ^ "The next generation planetary radar system on the Green Bank Telescope" (PDF).
  21. ^ "China begins construction on world's most far-reaching radar system, to boost defense against near-Earth asteroid impact".

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.
Kembali kehalaman sebelumnya