L'astronomia per radar és una tècnica d'observació d'objectes astronòmics propers mitjançant la reflexió d'ones de ràdio o microones en els objectes objectiu i l'anàlisi dels seus reflexos. L'astronomia per radar es diferencia de la radioastronomia en què aquesta última és una observació passiva (és a dir, només recepció) i la primera és activa (transmissió i recepció). Els sistemes de radar s'han dut a terme durant sis dècades aplicats a una àmplia gamma d'estudis del Sistema Solar. La transmissió del radar pot ser amb ones discontínues (en forma de pols) o contínues. La força del senyal de retorn del radar és proporcional a la quarta potència inversa de la distància. Les instal·lacions millorades, l'augment de la potència del transceptor i els aparells millorats han augmentat les oportunitats d'observació.
Les tècniques de radar proporcionen informació no disponible per altres mitjans, com ara provar la relativitat general mitjançant l'observació de Mercuri i proveir valors refinats per a la unitat astronòmica. Les imatges de radar proporcionen informació sobre les formes i propietats superficials dels cossos sòlids, que no es poden obtenir mitjançant altres tècniques terrestres.
Basant-se en radars terrestres d'alta potència (de fins a un megawatt), l'astronomia per radar és capaç de proporcionar informació astromètrica extremadament precisa sobre l'estructura, la composició i el moviment dels objectes del Sistema Solar. Això ajuda a fer prediccions a llarg termini d'impactes d'asteroides-Terra, com ho il·lustra l'objecte 99942 Apophis. En particular, les observacions òptiques mesuren on apareix un objecte al cel, però no poden mesurar la distància amb gran precisió (confiar en la paral·laxi esdevé més difícil quan els objectes són petits o mal il·luminats). El radar, en canvi, mesura directament la distància a l'objecte (i la rapidesa amb què canvia). La combinació d'observacions òptiques i de radar normalment permet la predicció d'òrbites com a mínim dècades, i de vegades segles, en el futur.
L'agost de 2020, l'Observatori d'Arecibo (Radar Planetari d'Arecibo) va patir una fallada estructural del cable, que va provocar el col·lapse del telescopi principal el desembre d'aquell any.
A partir del 2023, hi havia dues instal·lacions d'astronomia de radar en ús habitual, el radar del sistema solar Goldstone i el radar planetari d'Evpatoria.
Avantatges Control dels paràmetres del senyal [com ara la polarització i la modulació de la forma d'ona respecte el temps] Esbrinar la disposició espacial dels objectes. Mesura amb precisió del retard de l'efecte Doppler. Opacitat en la penetració de superfícies sòlides. Sensibilitat a altes concentracions de metall o gel.
Desavantages L'abast màxim de l'astronomia per radar és molt limitat i es limita al Sistema Solar. Això es deu al fet que la intensitat del senyal disminueix molt bruscament amb la distància a l'objectiu, la petita fracció del flux incident que es reflecteix per l'objectiu i la potència limitada dels transmissors. La distància a la qual el radar pot detectar un objecte és proporcional a l'arrel quadrada de la mida de l'objecte, a causa de la dependència en factor invers de la distància a la quarta, de la força de l'eco. El radar podria detectar algun objecte de vora ~1 km d'amplada a una gran fracció d'una UA de distància, però a 8-10 UA, la distància a Saturn, necessitem objectius d'almenys centenars de quilòmetres d'amplada. També cal tenir una efemèride relativament bona de l'objectiu abans d'observar-lo.
Història La Lluna és un objecte proper i fou detectada per radar aviat després de la posada en marxa de la tècnica en 1946. Les mesures van incloure la rugositat de la superfície i el posterior cartografiat de les regions ombrejades prop dels pols.
El següent objectiu més fàcil és Venus. Aquest va ser un objectiu de gran valor científic, ja que podria proporcionar una manera inequívoca de mesurar la mida de la unitat astronòmica, que era necessària per al camp naixent de les naus espacials interplanetàries. A més, aquesta destresa tècnica va tenir un gran valor de relacions públiques i va ser una excel·lent demostració per a les agències de finançament. Per tant, hi va haver una pressió considerable per obtenir un resultat científic a partir de dades febles i sorolloses, cosa que es va aconseguir mitjançant un postprocessament intensiu dels resultats, utilitzant el valor esperat per dir on buscar. Això va portar a les primeres afirmacions (del Laboratory Lincoln, Jodrell Bank, i Vladimir A. Kotelnikov en la USSR) que ara se sap que són incorrectes. Tots ells coincidien entre si i amb el valor convencional de la UA en aquell moment,.
La primera detecció inequívoca de Venus la va fer el Jet Propulsion Laboratory el 10 de març de 1961. El JPL va establir contacte amb el planeta Venus mitjançant un sistema de radar planetari del 10 de març al 10 de maig de 1961. Amb dades de velocitat i abast, es va determinar un nou valor de 149.598.500 ± 500 km per a la unitat astronòmica. Using further analysis, this gives a refined figure of . Un cop conegut el valor correcte, altres grups van trobar ecos en les seves dades arxivades que coincidien amb aquests resultats.
El Sol s'ha detectat diverses vegades a partir de l'any 1959. Les freqüències solen estar entre 25 i 38 MHz, molt inferiors a les del treball interplanetari. Es van detectar reflexos tant de la fotosfera com de la corona.
La següent llista de cossos planetaris ha estat guaitada amb tecnologia Radar:
Mercuri - Valor millorat per a la distància observada des de la Terra (prova GR). Període de rotació, libració, cartografia de la superfície, especialment de les regions polars. Venus - Primera detecció amb radar el 1961. Període de rotació, propietats generals de superfície. La missió Magellan permeté l'obtenció del mapa topogràfic emprant un altímetre basat en radar. Terra - Nombrosos radars aeris i espacials han cartografiat tot el planeta, amb diversos propòsits. Un exemple és la Missió de Topografia per Radar del Transbordador, que va cartografiar grans parts de la superfície de la Terra amb una resolució de 30 m. Mart - Model de relleu de superfície des de l'Observatori Arecibo. La missió Mars Express transportava el radar MARSIS. Sistema de Júpiter - Satèl·lits Galileu. Sistema de Saturn - Anells i Tità, des de l'Observatori Arecibo, cartografia de la superfície de Tità i observacions d'altres llunes des de la nau espacial Cassini.
miniatura|250x250px|Model informàtic de l'asteroide (216) Cleòpatra, basat en les dades rebudes pel radar. miniatura|250x250px|Imatges del model de l'asteroide (53319) 1999 JM8
Asteroides i cometes El radar permet estudiar la forma, la mida i l'estat de rotació d'asteroides i cometes des de la Terra. Les imatges de radar han produït imatges amb una resolució de fins a 7,5 metres. Amb dades suficients, es pot extreure la mida, la forma, la rotació i l'albedo al radar dels asteroides objectiu.
Fins 2016, només 19 cometes havien estat estudiats per radar, entre els quals 73P/Schwassmann-Wachmann, juntament amb observacions de 612 asteroides propers a la Terra i 138 asteroides del cinturó principal. El 2025, la xifra havia crescut fins a 138 asteroides del cinturó principal, 1148 asteroides propers a la Terra i 23 cometes.
S'observen molts cossos durant la seva màxima aproximació a la Terra.
Mentre estava operatiu, l'Observatori d'Arecibo va proporcionar informació sobre impactes de cometes i asteroides que amenaçaven la Terra, cosa que va permetre fer prediccions d'impactes i quasi-accidents, dècades en el futur, com ara les d'Apophis i altres cossos. En ser més menut, el radar del sistema solar de Goldstone és menys sensible i no pot proporcionar la mateixa capacitat predictiva.
Telescopis i instal·lacions El radar del sistema solar Goldstone és l'únic radar planetari que actualment funciona amb regularitat. D'altres són o eren:
El radar planetari d'Arecibo Observatory, que col·lapsà en 2020. El radar planetari soviètic "Complex Plutó" que es desmantellà. Els radiotelescopis de Millstone Hill i Haystack de l'Observatori Haystack feren observacions des de 1958 fins almenys 1970. El radiotelescopi Yevpatoria RT-70 està equipat amb un potent transmissor, i ha estat emprat en observacions bi-estàtiques.
Hi ha propostes i prototips per possibles radars addicionals:
L'Observatory Green Bank està investigant un radar en banda-Ku implementat en llur radiotelescopi de 100 metres de diàmetre. El seu prototip de baixa potència ha creat un model de la superfície de la lluna. Xina està desenvolupant un radar planetari. La seva fase inicial ha creat un model de la lluna.
Referències
Categoria:Astronomia