La astronomía por radar es una técnica para observar objetos astronómicos cercanos reflejando ondas de radio o microondas en los objetos objetivo y analizando sus reflejos. La astronomía por radar se diferencia de la radioastronomía en que esta última es una observación pasiva (es decir, sólo recibe) y la primera es activa (transmite y recibe). Los sistemas de radar se han realizado durante seis décadas y se han aplicado a una amplia gama de estudios del Sistema Solar . La transmisión del radar puede ser pulsada o continua. La intensidad de la señal de retorno del radar es proporcional a la cuarta potencia inversa de la distancia . Las instalaciones mejoradas, el aumento de la potencia de los transceptores y los aparatos mejorados han aumentado las oportunidades de observación.
Las técnicas de radar proporcionan información que no está disponible por otros medios, como probar la relatividad general observando Mercurio [1] y proporcionar un valor refinado para la unidad astronómica . [2] Las imágenes de radar proporcionan información sobre las formas y propiedades de la superficie de los cuerpos sólidos, que no se puede obtener mediante otras técnicas terrestres.
Basándose en radares terrestres de alta potencia (de hasta un megavatio ), [3] la astronomía por radar es capaz de proporcionar información astrométrica extremadamente precisa sobre la estructura, composición y movimiento de los objetos del Sistema Solar. [4] Esto ayuda a formar predicciones a largo plazo de impactos de asteroides contra la Tierra , como lo ilustra el objeto 99942 Apophis . En particular, las observaciones ópticas miden dónde aparece un objeto en el cielo, pero no pueden medir la distancia con gran precisión (confiar en el paralaje se vuelve más difícil cuando los objetos son pequeños o están mal iluminados). El radar, por otro lado, mide directamente la distancia al objeto (y qué tan rápido está cambiando). La combinación de observaciones ópticas y de radar normalmente permite predecir órbitas al menos con décadas, y a veces siglos, en el futuro.
En agosto de 2020 el Observatorio de Arecibo ( Radar Planetario de Arecibo ) sufrió una falla estructural en un cable, lo que provocó el colapso del telescopio principal en diciembre de ese año. [5]
Queda una instalación de astronomía por radar en uso habitual, el radar del sistema solar Goldstone .
El alcance máximo de la astronomía por radar es muy limitado, y se limita al Sistema Solar . Esto se debe a que la intensidad de la señal cae muy abruptamente con la distancia al objetivo, la pequeña fracción del flujo incidente que refleja el objetivo y la intensidad limitada de los transmisores. [6] La distancia a la que el radar puede detectar un objeto es proporcional a la raíz cuadrada del tamaño del objeto, debido a la dependencia de uno sobre la distancia al cuarto de la intensidad del eco. El radar podría detectar algo a aproximadamente 1 km a través de una gran fracción de UA de distancia, pero a 8-10 AU, la distancia a Saturno, necesitamos objetivos de al menos cientos de kilómetros de ancho. También es necesario tener unas efemérides relativamente buenas del objetivo antes de observarlo.
La Luna está comparativamente cerca y fue detectada por radar poco después de la invención de la técnica en 1946. [7] [8] Las mediciones incluyeron la rugosidad de la superficie y el mapeo posterior de las regiones sombreadas cerca de los polos.
El siguiente objetivo más fácil es Venus . Este era un objetivo de gran valor científico, ya que podía proporcionar una forma inequívoca de medir el tamaño de la unidad astronómica , que era necesaria para el naciente campo de las naves espaciales interplanetarias. Además, dicha destreza técnica tuvo un gran valor de relaciones públicas y fue una excelente demostración para las agencias de financiación. Por lo tanto, hubo una presión considerable para obtener un resultado científico a partir de datos débiles y ruidosos, lo que se logró mediante un intenso posprocesamiento de los resultados, utilizando el valor esperado para saber dónde buscar. Esto llevó a las primeras afirmaciones (del Laboratorio Lincoln, Jodrell Bank y Vladimir A. Kotelnikov de la URSS) que ahora se sabe que son incorrectas. Todos estos coincidían entre sí y con el valor convencional de AU en ese momento,149 467 000 kilómetros . [2]
La primera detección inequívoca de Venus fue realizada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro el 10 de marzo de 1961. El JPL estableció contacto con el planeta Venus utilizando un sistema de radar planetario del 10 de marzo al 10 de mayo de 1961. Utilizando datos de velocidad y alcance, se encontró un nuevo valor dePara la unidad astronómica se determinó 149 598 500 ± 500 km . [9] [10] Una vez que se conoció el valor correcto, otros grupos encontraron ecos en sus datos archivados que coincidían con estos resultados. [2]
La siguiente es una lista de cuerpos planetarios que han sido observados por este medio:
El radar brinda la capacidad de estudiar la forma, el tamaño y el estado de giro de asteroides y cometas desde la Tierra. Las imágenes de radar han producido imágenes con una resolución de hasta 7,5 metros. Con datos suficientes, se puede extraer el tamaño, la forma, el giro y el albedo del radar de los asteroides objetivo.
Sólo 19 cometas han sido estudiados por radar, [11] incluido el 73P/Schwassmann-Wachmann . Ha habido observaciones por radar de 612 asteroides cercanos a la Tierra y 138 asteroides del cinturón principal a principios de 2016. [11] Para 2018, esto había aumentado a 138 asteroides del cinturón principal, 789 asteroides cercanos a la Tierra, y en ese momento también se habían observado 20 cometas. sido observado. [11]
Se observan muchos cuerpos durante su sobrevuelo cercano a la Tierra.
Mientras estaba en funcionamiento, el Observatorio de Arecibo proporcionó información sobre los impactos de cometas y asteroides que amenazan la Tierra, lo que permitió realizar predicciones de impactos y cuasi accidentes en décadas futuras, como las de Apophis y otros cuerpos. [5] Al ser más pequeño, el radar del Sistema Solar Goldstone es menos sensible y no puede proporcionar la misma capacidad predictiva.
