Uydulardan gelen radyo paraziti astronomiyi tehdit ediyor – yeni teknolojilerin test edilmesi için önerilen bölge

Görünür ışık, gökbilimcilerin evreni incelemek için kullandıkları elektromanyetik spektrumun yalnızca bir parçasıdır. James Webb Uzay Teleskobu, kızılötesi ışığı görmek için inşa edildi. uzay teleskopları X-ışını görüntüleri yakalarve gözlemevleri gibi Yeşil Banka Teleskopu, Çok Büyük Dizi, Atacama Büyük Milimetre Dizisi ve dünyadaki düzinelerce başka gözlemevi radyo dalga boylarında çalışıyor.

Radyo teleskoplar bir sorunla karşı karşıya. Tüm uydular, işlevleri ne olursa olsun, bilgileri Dünya yüzeyine iletmek için radyo dalgalarını kullanır. Işık kirliliğinin yıldızlı bir gece gökyüzünü gizleyebilmesi gibi, radyo yayınları da astronomların kara delikler, yeni oluşan yıldızlar ve galaksilerin evrimi hakkında bilgi edinmek için kullandıkları radyo dalgalarını bastırabilir.

çalışan üç bilim insanıyız. astronomi Ve kablosuz teknoloji. Önümüzdeki yıllarda yörüngeye girmesi beklenen on binlerce uydu ve yerdeki kullanımın artmasıyla, radyo spektrumu kalabalıklaşıyor. Radyo sessiz bölgeler – genellikle yer tabanlı radyo yayınlarının sınırlı veya yasak olduğu uzak bölgelerde bulunan bölgeler – geçmişte radyo astronomisini korumuştur.

Radyo kirliliği sorunu büyümeye devam ederken, bilim adamlarının, mühendislerin ve politika yapıcıların herkesin sınırlı radyo frekansı aralığını etkili bir şekilde nasıl paylaşabileceğini çözmesi gerekecek. Son birkaç yıldır üzerinde çalıştığımız çözümlerden biri, astronomların ve mühendislerin çalışabileceği bir tesis yaratmak. yeni teknolojileri test edebilir radyo parazitinin gece gökyüzünü engellemesini önlemek için.

Radyo dalgaları ile astronomi

Radyo dalgaları, elektromanyetik spektrumdaki en uzun dalga boyu emisyonlarıdır, yani dalganın iki tepe noktası arasındaki mesafe nispeten uzaktır. Radyo teleskopları, milimetreden metre dalga boylarına kadar olan dalga boylarında radyo dalgaları toplar.

Radyo teleskoplara aşina olmasanız bile, muhtemelen yaptıkları bazı araştırmaları duymuşsunuzdur. fantastik toplama disklerinin ilk görüntüleri her ikisi de kara deliklerin etrafında üretildi Olay Ufku Teleskobu. Bu teleskop, sekiz radyo teleskoptan oluşan küresel bir ağdır ve Event Horizon Teleskobu’nu oluşturan her bir teleskop, çok az radyo frekansı girişimi olan bir yerde bulunur: radyo sessiz bir bölge.

Radyo sessiz bölgesi, cep telefonu kuleleri gibi yer tabanlı vericilerin hassas radyo ekipmanını etkilemeyecek şekilde güç seviyelerini düşürmeleri gereken bir bölgedir. ABD’de böyle iki bölge var. en büyüğü Ulusal Radyo Sessiz Bölgesi, çoğunlukla Batı Virginia ve Virginia’da 13.000 mil kareyi (34.000 kilometrekare) kapsar. içerir Green Bank Gözlemevi. diğer, Masa Dağı Saha Alanı ve Radyo Sessiz BölgesiColorado’da, bir dizi federal kurum tarafından yapılan araştırmaları desteklemektedir.

Benzer radyo sessiz bölgeleri, teleskoplara ev sahipliği yapmaktadır. Avustralya, Güney Afrika Ve Çin.

Bir uydu patlaması

4 Ekim 1957’de Sovyetler Birliği Sputnik’i yörüngeye fırlattı. Küçük uydu dünyanın etrafında dönerken, dünyanın her yerindeki amatör radyo meraklıları, radyo sinyallerini al Dünya’ya geri ışınlanıyordu. O tarihi uçuştan bu yana kablosuz sinyaller, uçak navigasyonundan Wi-Fi’ye kadar modern yaşamın neredeyse her yönünün bir parçası haline geldi ve uyduların sayısı katlanarak arttı.

Ne kadar çok radyo yayını varsa, başa çıkmak o kadar zorlaşır. radyo sessiz bölgelerinde parazit. Mevcut yasalar, bu bölgeleri, yıkıcı etkileri olabilecek uydu vericilerinden korumamaktadır. Bir örnekte, bir Iridium uydusundan yapılan yayınlar tamamen gizlenmiş radyo astronomisine ayrılmış korumalı bir bantta yapılan sönük bir yıldızın gözlemleri.

Starlink, OneWeb ve diğerleri gibi uydu internet ağları, eninde sonunda Dünya üzerindeki her nokta üzerinde uçacak ve yüzeye radyo dalgaları gönderecek. Yakında hiçbir yer radyo astronomisi için gerçekten sessiz olmayacak.

Gökyüzünde ve yerde parazit

bu radyo paraziti sorunu yeni değil.

1980’li yıllarda Rus Küresel Navigasyon Uydu Sistemi—aslında GPS’in Sovyetler Birliği versiyonu—bir frekansta iletmeye başladı resmi olarak korunan radyo astronomi. Araştırmacılar bir dizi düzeltme önerdi Bu müdahale için. Rus navigasyon sisteminin operatörleri, uyduların iletim frekansını değiştirmeyi kabul edene kadar, çok fazla zarar test ve iletişim eksikliği nedeniyle zaten yapılmıştı.

Birçok uydu, aşağıdaki gibi özellikleri izlemek için radyo spektrumunun bölümlerini kullanarak Dünya’ya bakar. yüzey toprak nemi hava tahmini ve iklim araştırmaları için önemlidir. Güvendikleri frekanslar koruma altında uluslararası anlaşmalar ama aynı zamanda radyo paraziti tehdidi altındadır.

Son zamanlarda yapılan bir çalışma, NASA’nın toprak nemi ölçümlerinin büyük bir bölümünün girişim deneyimi yer tabanlı radar sistemlerinden ve tüketici elektroniğinden. Yerinde sistemler var müdahaleyi izleyin ve hesaba katınancak uluslararası iletişim ve fırlatma öncesi testler yoluyla sorunu tamamen ortadan kaldırmak astronomi için daha iyi bir seçenek olacaktır.

Kalabalık bir radyo spektrumuna çözümler

Radyo spektrumu devam ettikçe daha kalabalık ol, kullanıcıların paylaşması gerekecek. Bu, zaman içinde, uzayda veya frekansta paylaşmayı içerebilir. Spesifiklikleri ne olursa olsun, çözümlerin kontrollü bir ortamda test edilmesi gerekecektir. İşbirliğinin erken belirtileri var. Ulusal Bilim Vakfı ve SpaceX geçtiğimiz günlerde bir duyuru yaptı. astronomi koordinasyon anlaşması radyo astronomiden faydalanmak için.

Gökbilimciler, mühendisler, yazılım ve kablosuz uzmanlarla birlikte çalışarak ve Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle, bir dizi çalıştaya liderlik etmek ulusal bir radyo dinamik bölgesinin neler sağlayabileceğini geliştirmek. Bu bölge, yakınlardaki radyo yayınlarında kısıtlamalar bulunan geniş bir alanı kapsayan, mevcut radyo sessiz bölgelerine benzer olacaktır. Sessiz bir bölgeden farklı olarak tesis, astronomların, uydu şirketlerinin ve teknoloji geliştiricilerin alıcıları ve vericileri büyük ölçeklerde birlikte test etmesine izin verecek hassas spektrum monitörleriyle donatılacak. Amaç, radyo spektrumunun yaratıcı ve işbirliğine dayalı kullanımlarını desteklemek olacaktır. Örneğin, bir radyo teleskopunun yakınında kurulan bir bölge, hem hücre kuleleri gibi aktif kullanımlar hem de radyo teleskopları gibi pasif kullanımlar için daha geniş bant genişliği erişimi sağlayacak şemaları test edebilir.

İçin ekibimizin yeni yayınladığı yeni bir makale, radyo astronomlarından uydu operatörlerine kadar radyo spektrumunun kullanıcıları ve düzenleyicileri ile konuştuk. Birçoğunun, bir radyo dinamik bölgesinin önümüzdeki yıllarda birçok kritik girişim sorununu çözmeye ve potansiyel olarak bunlardan kaçınmaya yardımcı olabileceği konusunda hemfikir olduğunu gördük.

Böyle bir bölge henüz mevcut değil, ancak ekibimiz ve ABD’deki birçok kişi, radyo astronomisi, Dünyayı algılayan uydular ve devlet ve ticari kablosuz sistemlerin değerli doğal kaynağı paylaşmanın yollarını bulabilmesi için konsepti geliştirmek için çalışıyor. radyo spektrumu.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.