Космический радар

РЛС космического базирования или космический радар — это радар , работающий в космическом пространстве ; орбитальный радар — это радар на орбите и Околоземно-орбитальный радар — это радар на геоцентрической орбите .Ряд спутников наблюдения за Землей , таких как RADARSAT , использовали радары с синтезированной апертурой (SAR) для получения информации о местности и растительном покрове Земли . ^[1]

Военный

В Соединенных Штатах Discoverer II представлял собой предложенную программу военных радаров космического базирования, начатую в феврале 1998 года как совместную программу ВВС, DARPA и NRO . (GMTI) с высоким разрешением Идея заключалась в обеспечении индикации движущихся целей , а также изображений SAR и цифрового картографирования с высоким разрешением. Эта программа была отменена Конгрессом в 2007 году. SBR — менее амбициозная версия Discoverer II.

РЛС космического базирования ( SBR ) — это предлагаемая группировка активных радиолокационных спутников для Министерства обороны США . Система SBR позволит обнаруживать и отслеживать самолеты , океанские суда (аналогично советской программе США-А ) и, возможно, наземные транспортные средства из космоса. Эта информация затем будет передана в региональные и национальные командные центры, а также E-10 MC2A на воздушные командные пункты .

Активные военные радиолокационные спутники

Индийские МИНДАЛИ
Американский лакросс
Русский Кондор
Японский спутник сбора информации
Немецкий САР-Лупе
Китайский Хуаньцзин
Итальянский COSMO - Skymed COSMO-SkyMed

Радары наблюдения Земли

Использование радиолокационного датчика для целей наблюдения Земли было начато спутником НАСА / реактивного движения Лаборатории Seasat , на котором было установлено три различных радиолокационных датчика:

радар с синтезированной апертурой (SAR) для получения изображений с высоким разрешением
радарный высотомер для измерения топографии океана.
ветра рефлектометр для измерения скорости и направления ветра

После Seasat SAR, высотомеры и скаттерометры использовались в нескольких других космических миссиях.

Хотя SAR, в принципе, аналогичен своим воздушным аналогам (с преимуществом расширенного покрытия и доступа по всему миру, обеспечиваемого спутниковой платформой), два других предназначены только для спутниковых операций.

Спутниковый радар-высотомер представляет собой радар обзора надира с очень высоким разрешением по дальности, который измеряет топографию поверхности океана с точностью порядка нескольких сантиметров. Кроме того, анализ амплитуды и формы эхо-сигнала позволяет получить информацию о скорости ветра и высоте волны соответственно.Некоторые радиолокационные высотомеры (например, CryoSat /SIRAL) используют методы синтезированной апертуры и/или интерферометрии : их уменьшенная занимаемая площадь позволяет картографировать более шероховатые поверхности, такие как полярные льды.

ветра Скаттерометр наблюдает за одной и той же частью поверхности океана под разными (не менее 3) углами обзора по мере прохождения спутника, измеряя амплитуду эхо-сигнала и соответствующую отражательную способность поверхности. На отражательную способность влияет «неровность» поверхности океана, которая, в свою очередь, зависит от ветра, а также зависит от его направления, поэтому этот прибор может определять скорость и направление ветра.

Эти три типа радаров в настоящее время используются на нескольких спутниках. Скаттерометры имеют большое значение для оперативной метеорологии, позволяя восстанавливать поля ветра в глобальном масштабе. Данные радиолокационных высотомеров используются для точного определения геоида, мониторинга приливов, океанских течений и других крупномасштабных океанских явлений, таких как Эль-Ниньо .

Применений SAR много: они варьируются от геологии до мониторинга сельскохозяйственных культур, от измерения морского льда до мониторинга стихийных бедствий и наблюдения за движением судов, не говоря уже о военных приложениях (многие гражданские спутники SAR, по сути, представляют собой системы двойного назначения). Визуализация SAR имеет большое преимущество перед оптическими аналогами, поскольку на нее не влияют метеорологические условия, такие как облака, туман и т. д., что делает его предпочтительным датчиком, когда необходимо обеспечить непрерывность данных. Кроме того, интерферометрия SAR (как двухпроходная, так и однопроходная, используемая в миссии SRTM ) обеспечивает точную трехмерную реконструкцию.

Для миссий по наблюдению за Землей использовались и другие типы радаров: радары осадков, такие как Миссия по измерению тропических осадков , или радары облаков, подобные тому, который используется на Cloudsat .

Как и другие спутники наблюдения Земли , радиолокационные спутники часто используют солнечно-синхронные орбиты , поэтому суточные изменения растительности игнорируются, что позволяет более точно измерить долгосрочные изменения.

Список радиолокационных спутников наблюдения Земли

К радиолокационным спутникам и группировкам спутников наблюдения за Землей относятся следующие с указанием сроков эксплуатации.

Неактивный

РОРСАТ, он же US-A (САР, Советский Союз, 1967-1988 гг., 33 спутника)
Алмаз (СССР, 1973-1977)
Seasat (SAR, высотомер, скаттерометр, США, 1978 г.)
Geosat (высотомер, США, 1985–1990 гг.)
ERS-1 и ERS-2 ( Европейский спутник дистанционного зондирования ) (высотомер, комбинированный SAR/скаттерометр, 1991-2011 гг.)
RADARSAT-1 - природные ресурсы и изменение климата (SAR, Канада, 1995-2013 гг.)
Миссия по измерению тропических осадков (радар осадков, 1997-2015 гг.)
JERS-1 (САР, Япония, 1998-2001 гг.)
QuikSCAT (скаттерометр, США, 1999-2008 гг.)
Радиолокационная станция Shuttle Imaging в рамках миссии Shuttle Radar Topography (SAR, США, 2000 г.)
Envisat (SAR, высотомер, Европейское космическое агентство , 2002-2012 гг.)
RISAT-1 (SAR, ISRO Индия, 2012–2016 гг.)

Активный

Серия спутников Jason - совместные миссии США и Франции по океанографическим альтиметрам.
- ТОПЕКС/Посейдон (1992-2006)
- Джейсон-1 (2001–2013)
- ОСТМ/Джейсон-2 (2008–2019)
- Джейсон-3 (2016-)
- Страж-6 Михаэль Фрейлих (2020-)
- Sentinel-6B , запуск запланирован на 2025 год.
CloudSat (облачный радар, США, 2006 г.; только дневное время с 2011 г.)
MetOp (скаттерометр, европейский, 3 спутника, 2006 г.) с планируемым преемником MetOp-SG
SAR Lupe 1-5 (SAR, ВВС Германии ; 5 спутников, 2006-)
RADARSAT-2 (SAR, Канада, 2007-)
TerraSAR-X (САР Германия , 2007-)
COSMO-SkyMed 1-го и 2-го поколения (САР, Италия, 2007 г.-; 6 спутников по состоянию на 2023 г.)
TecSAR (САР, Израиль, 2008-)
TanDEM-X (ЮАР Германия , 2010-)
Sentinel-1 Созвездие , Европейское космическое агентство , САР
- Страж-1А (2014-)
- Сентинел-1Б (2016-2022)
- Сентинел-1С (запуск планируется в 2023 г.)
- Сентинел-1Д (планируется)
SAOCOM (группировка SAR L-диапазона, Аргентина , 2018-)
Tomorrow-R1, первый коммерческий радиолокационный спутник, управляемый Tomorrow.io (США, 2023 г.)

Планируется

NISAR (SAR, совместный США-Индия, запуск запланирован на 2025 год)

Планетарные радары

Большинство радаров, используемых в качестве полезной нагрузки в планетарных миссиях (т.е. не считая радаров авионики, таких как стыковочные и посадочные радары, используемые в «Аполлоне» и LEM ), относятся к двум категориям: радары формирования изображений и зонды.

Радары визуализации : радары с синтезированной апертурой — единственные инструменты, способные проникать сквозь плотный облачный покров вокруг таких планет, как Венера , которая была первой целью таких миссий. Два советских космических корабля ( Венера-15 и Венера-16 ) сделали снимки планеты в 1983 и 1984 годах с помощью SAR и радиолокационных высотомеров . Зонд «Магеллан» также делал снимки Венеры в 1990 и 1994 годах.

Единственной целью миссии визуализирующего радара был Титан , самый большой спутник Сатурна , чтобы проникнуть в его непрозрачную атмосферу. Радар Кассини зонда , который вращался вокруг Сатурна в период с 2004 по 2017 год, предоставлял изображения поверхности Титана во время каждого пролета Луны. Радар Кассини был многорежимной системой и мог работать как радар с синтезированной апертурой , радиовысотомер , скаттерометр и радиометр .

Зондирующие радары : это низкочастотные (обычно ВЧ — от 3 до 30 МГц — или ниже) георадары , используемые для сбора данных о строении недр планеты. Их низкая рабочая частота позволяет им проникать на сотни метров или даже километры под поверхность. Методы синтезированной апертуры обычно используются для уменьшения воздействия на землю (из-за низкой рабочей частоты и малых допустимых размеров антенны луч очень широкий) и, следовательно, нежелательного эха от других наземных объектов.

Первым радиолокационным эхолотом был ALSE (Эксперимент с лунным зондом «Аполлон») на борту «Аполлона-17» в 1972 году.

Другие инструменты зондирования, летающие (в данном случае вокруг Марса ), - это MARSIS (Марсианский усовершенствованный радар для зондирования недр и ионосферы ) на борту зонда Европейского космического агентства и Mars Express SHARAD ( марсианский зонд SHAllow RADar) на JPL . Mars Reconnaissance Орбитальный аппарат (MRO). Оба в настоящее время находятся в рабочем состоянии. Радиолокационный эхолот также используется на японском лунном зонде SELENE , запущенном 14 сентября 2007 года.

Похожий прибор (в первую очередь предназначенный для исследования ионосферной плазмы ) использовался в ходе японской марсианской миссии «Нозоми» (запущенной в 1998 году, но потерянной).

Ссылки

^ Валери Чарлетти (ноябрь 2016 г.). «Разнообразные радары, предназначенные для исследования скрытых структур и свойств планет и тел Солнечной системы» (PDF) . Comptes Rendus. Телосложение . 17 (9): 966–975. дои : 10.1016/J.CRHY.2016.07.022 . ISSN 1878-1535 . Викиданные Q106518362 .

Внешние ссылки

Информационный бюллетень ВВС
Страница Globalsecurity.org
Информационный бюллетень Northrop Grumman ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
«План космического радара» , Джон А. Тирпак, журнал Air Force Magazine , август 2002 г.

[variety-1] Валери Чарлетти (ноябрь 2016 г.). «Разнообразные радары, предназначенные для исследования скрытых структур и свойств планет и тел Солнечной системы» (PDF) . Comptes Rendus. Телосложение . 17 (9): 966–975. дои : 10.1016/J.CRHY.2016.07.022 . ISSN 1878-1535 . Викиданные Q106518362 .

[1]