El Radio Observatorio de Medicina es un observatorio astronómico situado a 30 km de Bolonia, Italia . Es operado por el Instituto de Radioastronomía del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) del gobierno de Italia.
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El radiotelescopio de la Cruz del Norte (también conocido como Cruz del Norte de Medicina (MNC)) [3] (y Croce del Nord en italiano) es uno de los radiotelescopios de tránsito más grandes del mundo. Las observaciones se centran en torno a los 408 MHz ( banda UHF ), correspondientes a una longitud de onda de 73,5 cm. Los receptores más antiguos del telescopio funcionan con una banda de frecuencia de 2,5 MHz de ancho, mientras que las partes mejoradas tienen un ancho de banda de 16 MHz . [4] El telescopio es orientable solo en declinación, lo que significa que solo puede observar objetos que culminan en el meridiano celeste local . [2] El telescopio tiene forma de T y consta de:
El telescopio puede proporcionar 22880 posibles haces independientes teóricos y tiene un campo de visión de 55,47 grados (este-oeste) por 1,8 grados (norte-sur). [4] La resolución es de alrededor de 4-5 minutos de arco en la dirección norte-sur, y 4 minutos de arco en la dirección este-oeste. Si bien es menor que la resolución de los grandes telescopios ópticos , la cantidad de radiación que se puede recolectar con el Northern Cross es mucho mayor, proporcional a la superficie del espejo de aproximadamente 27400 metros cuadrados. Northern Cross representa la antena de banda UHF más grande del hemisferio norte , con una eficiencia de apertura del 60%, lo que la convierte en la segunda del mundo, después del radiotelescopio de Arecibo . [4] Esto permite al Northern Cross identificar y medir fuentes extremadamente débiles, lo que hace que el telescopio sea particularmente adecuado para la investigación extragaláctica . [2]
Existen planes para actualizar el telescopio del brazo este-oeste a una Superestación LOFAR , debido al buen desempeño de una antena cilíndrica-parabólica en el rango de frecuencia de 100-700 MHz. Dado que LOFAR opera en el rango de 120-240 MHz, algunos de los sensores del Radiotelescopio Northern Cross, optimizados para 408 MHz, tendrán que ser reemplazados por antenas de banda ancha. Esta instalación tendrá un área efectiva mucho mayor que cualquier otra estación remota LOFAR. Si se extiende a toda el área de 22000 metros cuadrados del brazo este-oeste, este único elemento tendrá un área efectiva de 20 estaciones remotas LOFAR estándar. El sistema resultante proporcionará una mejora significativa en la sensibilidad de observación. [5] [6]
Actualmente, la Cruz se utiliza como un detector de trayectorias para el Square Kilometre Array . [7] El trabajo se centra en el estudio de la amplificación y filtrado de señales entre la salida del LNA (Low Noise Amplifier) y la entrada del convertidor analógico-digital para el SKA. El Radio Observatorio de Medicina está estudiando todos los problemas relacionados con la "implementación del conjunto de antenas" a través de una instalación prototipo denominada MAD (Medicina Array Demonstrator). [8]
El personal del observatorio también ha construido nuevos demostradores de receptores para el SKA llamados BEST (Basic Element for SKA Training), parte del programa SKADS (SKA Design Studies) financiado por la UE . [9] El proyecto comenzó en 2005 y terminó en 2009. Implicó la instalación de los nuevos receptores en algunos reflectores de la sección norte-sur (y más tarde la sección este-oeste) del telescopio Northern Cross, junto con nuevos terminales digitales coaxiales y de fibra óptica analógicos desde las cajas receptoras del extremo frontal hasta los extremos traseros. [10] [11] El proyecto BEST se dividió en tres partes: [9]
Hay un esfuerzo en curso para utilizar la antena parabólica de 32 metros como receptor para el seguimiento basado en radar de satélites artificiales y desechos espaciales en órbita terrestre . El sistema funciona como un radar biestático , donde un emisor ubicado en una ubicación diferente envía una señal, que rebota en los objetos en órbita y el eco es captado por un receptor. La antena parabólica de 32 metros actúa como receptor, mientras que normalmente la de 70 metros de Yevpatoria , ubicada en Crimea , funciona como transmisor. Los sistemas pueden rastrear activamente los desechos para determinar su órbita con mayor precisión o utilizar una técnica llamada estacionamiento de haces , donde las antenas de transmisión y recepción se mantienen fijas en una posición dada y los desechos entran y salen del área observada. Las mediciones obtenidas a través de un sistema de este tipo se pueden utilizar para determinar la sección transversal del radar del objeto , el momento de ocurrencia del pico, la relación de polarización , el desplazamiento Doppler biestático y la rotación del objetivo. En una de las pruebas realizadas, el sistema Yevpatoria-Medicina fue capaz de detectar un objeto con una sección transversal de radar estimada de 0,0002 metros cuadrados, que fue creado por la colisión de los satélites Iridium 33 y Kosmos-2251 . El sistema también puede funcionar como un radar multiestático utilizando los receptores de 32 metros de Medicina, el Radio Observatorio de Noto en Italia y el Centro de Radioastronomía Starptautiskais de Ventspils en Letonia . [15]
El radiotelescopio Northern Cross también ha formado parte de estudios de seguimiento de desechos espaciales, utilizándose como receptor de haces múltiples para un sistema de radar biestático. La primera configuración probada es un sistema de radar cuasi-monoestático con una antena parabólica de 3 m como transmisor, ubicado en Bagnara , a 20 km del receptor. La segunda configuración fue una simulación de un verdadero sistema de radar biestático con una antena parabólica de 7 m como transmisor, ubicado en el sitio del Radio Telescopio de Cerdeña (SRT). El sistema tiene un campo de visión máximo de unos 100 grados cuadrados y un área de recolección de aproximadamente 27400 metros cuadrados y es capaz de proporcionar hasta 22880 haces, cada uno de 4 por 4 minutos de arco de ancho. El seguimiento de la secuencia de haces que se iluminan, permite que el sistema rastree con un mayor nivel de detalle, con respecto a los sistemas de un solo haz, la trayectoria terrestre de un objeto en tránsito. [4] El radiotelescopio Northern Cross en configuración de radar biestático también forma parte del segmento de Vigilancia y Seguimiento Espacial (SST) del Programa de Conocimiento del Medio Espacial (SSA) de la ESA . [16]
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