Los transmisores de radar actualmente instalados en el radiotelescopio del Observatorio de Arecibo de 305 m operan en dos longitudes de onda diferentes: 12,6 cm (frecuencia de 2380 MHz) y 70 cm (frecuencia de 430 MHz). Un transmisor de radar montado en el radiotelescopio DSS-14 de 70 m en el sitio de la Red de Espacio Profundo Goldstone de la NASA en el sur de California opera a 3,5 cm (frecuencia de 8560 MHz).
Hay algunos otros radiotelescopios con radares montados; pero esos no se han utilizado para la astronomía de radar planetario tanto como Arecibo y DSS-14.
Observaciones de radar de la luna
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El artículo vinculado a la pregunta se refiere a un proyecto para mapear partes de la Luna, transmitiendo desde Arecibo. El rayo de radar de 70 cm viajó desde Arecibo a la Luna y penetró a una profundidad de unos pocos metros. Una fracción muy pequeña del rayo fue reflejada hacia la Tierra y recibida por el Telescopio Green Bank en Virginia Occidental. Al codificar el haz en el tiempo y medir el desplazamiento Doppler relativo del eco desde diferentes partes de la Luna, podemos trazar la reflectividad del radar de 70 cm de la Luna.
Un rayo de radar penetra a una profundidad de algunas longitudes de onda en un objeto rocoso. Entonces, mapas de radar de 70 cm de las profundidades de muestreo de la Luna de algunos metros; Muestra de mapas de 12,6 cm a ~ 50 cm más o menos; y muestra de mapas de 3.5 cm a ~ 10–20 cm.
La comparación de mapas de radar en diferentes longitudes de onda entre sí y con imágenes ópticas e infrarrojas (que muestrean las pocas micras superiores de la superficie) proporciona información detallada sobre la disposición de las diferentes formaciones rocosas en el lado cercano de la Luna.
Observaciones de radar de asteroides, cometas y otros planetas
El brillo de un eco de radar de un objeto dado disminuye a medida que el cuadrado de la longitud de onda con la que transmitimos; porque a longitudes de onda más largas, una antena de un tamaño dado produce un haz más ancho. También disminuye a medida que la cuarta potencia de la distancia al objetivo, porque la señal del radar se extiende con el cuadrado de la distancia que sale al objetivo y regresa de él.
La consecuencia de esto es que las observaciones de radar basadas en la Tierra de asteroides, cometas, Mercurio, Venus, Marte, los satélites más grandes de Júpiter y Saturno, y los anillos de Saturno * han utilizado principalmente el radar de 12,6 cm en Arecibo y el de 3,5 cm. radar en Goldstone. Ha habido algunas observaciones de radar de Venus de 70 cm desde la Tierra, pero su resolución espacial era bastante limitada porque simplemente no había suficiente eco para trabajar.
Para los asteroides y los cometas, las diferencias en las propiedades de dispersión del radar a 12,6 cm y 3,5 cm reflejan principalmente la densidad del material de la superficie y la cantidad de bloques del tamaño de adoquines en la superficie (la Dra. Anne Virkki, actualmente en Arecibo, ha realizado una mucho trabajo en esto).
Para los satélites más grandes de Júpiter y Saturno, las mediciones de 12,6 cm y 3,5 cm han proporcionado información sobre la limpieza del hielo de agua en sus superficies. En el caso de Iapetus, las mediciones de radar sugieren que el dramático recubrimiento oscuro en un hemisferio del satélite tiene menos de 1 m de espesor.
Para Mercurio, las observaciones de radar mostraron la presencia de grandes depósitos de hielo en regiones permanentemente sombreadas cerca de sus polos. Pero no detectaron la delgada capa de material de color oscuro en la parte superior del hielo; porque era demasiado delgado para reflejar significativamente el haz del radar. Para eso se requirieron mediciones de reflexión láser por la nave espacial MESSENGER.
Tanto para Venus como para Marte, y para Titán y varios de los otros satélites de Saturno, las observaciones de radar basadas en la Tierra han sido reemplazadas para muchos propósitos por transmisores de radar montados en naves espaciales; que están miles de veces más cerca de los objetos que la Tierra y, por lo tanto, tienen mucha más señal de radar para trabajar, a pesar de que sus antenas son relativamente pequeñas y sus fuentes de alimentación son limitadas.
Ha habido una gran cantidad de mapeo de radar profundo de Marte en particular, utilizando el instrumento MARSIS en la nave espacial Mars Express de la ESA y el instrumento SHARAD en el Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Estos instrumentos han proporcionado información estratigráfica a profundidades de cientos de metros a varios kilómetros; usando longitudes de onda de decenas de metros.
Este mapeo de radar profundo ha sido propuesto, pero aún no implementado, para estudios de asteroides y cometas. El equivalente más cercano ha sido el sonido de radar limitado del cometa Churyumov – Gerasimenko por el instrumento CONSERT en la nave espacial Philae & Rosetta; y unos pocos radares pasan por MARSIS a través de Phobos, la luna interior de Marte.
Personalmente, me gustaría ver un mapeo de radar profundo de pequeños asteroides, para ayudarnos a comprender sus estructuras internas. Pero eso requerirá que se seleccione un instrumento de radar tan profundo para una futura misión de asteroides.
* Todos estos están mucho más lejos que la Luna, con la excepción ocasional de un asteroide que hace un sobrevuelo muy cercano a la Tierra.
