A műholdradar árnyoldala

Posted on

Bár a műholdradaros földmegfigyelés igen hasznos dolog, egy sor fontos alkalmazással, létezik olyan terület, ahol nem feltétlenül örömmel gondolnak rá. Ráadásul a földtudományokkal kapcsolatos területről van szó, ahol ugyancsak a centiméteres hullámhosszú rádiótartományban szeretnének dolgozni – ha tudnak…

A nagyon hosszú bázisvonalú interferometria (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) egy az 1960-as évek végén, eredetileg rádiócsillagászati célra kidolgozott megfigyelési technika. Azon alapul, hogy ugyanazt a rádiósugárzó égitestet több, egymástól távoli antennával figyelik meg ugyanabban az időben. Ezeknek az adatait kombinálják, így létrehozva egy olyan „virtuális rádióteleszkópot”, amelynek a felbontását nem az egyedi antennák átmérője, hanem a hálózat antennái között mért legnagyobb távolság (bázisvonal) hossza határozza meg. A csillagászokat maguknak az égitesteknek – például távoli aktív galaxismagoknak, kvazároknak – a nagyfelbontású feltérképezése érdekli. De hamar kiderült, hogy a VLBI technikát másra is lehet használni: a Föld forgásának, a forgástengely térbeli helyzetének, a tektonikus lemezek mozgásának mérésére. A földkéregre rögzített antennák pozíciójának pontos meghatározásához a külső vonatkoztatási rendszert maguk a kompakt, nagyon távoli, és így lényegében mozdulatlannak tekinthető kvazárok szolgáltatják. Nem ez az egyetlen pontos űrgeodéziai technika az emberiség kezében, de a többi – például a rádiós alapú műholdas helymehgatározás (GNSS, GPS) vagy a műholdakra végzett lézeres távmérés – mind híján van a külső referenciának, amit a VLBI számára a kvazárok égi „hálózata” biztosít. Így a rendszeres VLBI mérések elengedhetetlenek, hiszen közvetve ezek útján biztosítható hosszabb távon a többi technika pontosságának alapja – leegyszerűsítve, a GPS vevőink által adott koordináták rövid idő után „elmásznának”, ha nem folynának szolgálatszerű VLBI mérések a Föld mint bolygó térbeli helyzetéről és forgásáról.

vlbi-radar
Fantáziarajz a VLBI állomás fölött áthaladó, a vevőberendezést erős sugárzásával „leégető” radarműholdról. (Kép: IVS Newsletter No. 45)

Ezeket a méréseket a Nemzetközi VLBI Szolgálat (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry, IVS) koordinálja. A szervezet 2016. augusztusi hírlevelében jelent meg egy cikk, amely a radaros műholdak okozta veszélyekre hívja fel a figyelmet, és intézkedéseket sürget. A problémát a használt rádiós (mikrohullámú) frekvenciák átfedése okozza. A VLBI méréseket korábban olyan szűk sávokban végezték, amelyek védelem alatt állnak. A frekvenciák használatát az ENSZ szakosított szervezete, a Nemzetközi Távközlési Unió (International Telecommunications Union, ITU) szabályozza. Talán mondani sem kell, mekkora érték egy-egy frekvenciasáv, a civilizációnak annyi minden vívmánya használ rádióhullámokat. A VLBI számára korábban elegendőnek bizonyultak a viszonylag keskeny, de a tudományos mérések számára érinetlenül hagyott sávok. Azonban az új generációs geodéziai VLBI mérések pontosságának további javítása érdekében nagyobb sávszélességre volt célszerű áttérni. Az újonnan épített rádióteleszkópok olyan vevőberendezéssel vannak (vagy lesznek rövidesen) felszerelve, amelyek a teljes 2–14 GHz között tartományban érzékenyek. Az égi rádióforrások távolságuk miatt meglehetősen halványak, a műholdak – és persze a földi adók – viszont nagy intenzitással sugároznak. Épp ez a baj, hiszen ha az égi rádióforrás adott esetben egy mondjuk C-sávú radarjeleket kibocsátó műhold (mint például a Sentinel-1, ahol a frekvencia 5,405 GHz), az tönkre is teheti a vevőberendezést, ha a rádióteleszkóp parabolaantennája a sugárzását fókuszálja – a megcélzott távoli kvazárokról érkező rádiósugárzás helyett.

Egy lehetséges megoldás a békés együttélésre az adminisztratív segítség az ITU-tól. Technikailag megoldható lenne, hogy a radaros műholdak működtetői előzetesen figyelmeztessék a VLBI állomások üzemeltetőit, ha a nagy teljesítménnyel sugárzó űreszközeik felettük haladnak el. Így megelőzhető lenne az érzékeny vevőket erő esetleges kár. Ehhez először is az ITU-nál vezetett adatbázisban regisztrálni kell az obszervatóriumok helyét. Ezt az információt azután a radaros műholdak pályájának tervezésekor, illetve a már Föld körüli pályán dolgozó műholdak esetében a figyelmeztetések kiadásakor figyelembe tudnák venni.

Kapcsolódó linkek: