Uzay tabanlı radar sistemi

Uzay tabanlı radar, çeşitli amaçlara sahip olabilen uzay tabanlı radar sistemleridir. RADARSAT gibi bir dizi Dünya gözlemci radar uydusu, Dünya hakkında arazi ve arazi örtüsü bilgilerini elde etmek için sentetik açıklıklı radar (SAR) kullanmıştır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde Discoverer II, Şubat 1998' de ortak bir Hava Kuvvetleri, DARPA ve NRO programı olarak başlatılan, önerilen bir askeri uzay tabanlı radar programıdır. Konsept, SAR görüntüleme ve yüksek çözünürlüklü dijital haritalamanın yanı sıra, yüksek menzilli çözünürlüklü yer hareketli hedef göstergesi (GMTI) sağlamaktır. Bu program 2007' de Kongre tarafından iptal edilmiştir. SBR, Discoverer II'nin daha az iddialı bir versiyonudur. Uzay tabanlı radar (SBR), Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı için önerilen aktif radar uyduları takımyıldızıdır. SBR sistemi, uçakların, okyanus aşan gemilerin (Sovyet ABD-A programına benzer) ve potansiyel olarak uzaydan kara araçlarının tespit edilmesine ve izlenmesine izin verecektir. Bu bilgiler daha sonra bölgesel ve ulusal komuta merkezlerine ve ayrıca E-10 MC2A hava indirme komuta merkezlerine iletilecektir.

Rüzgar hızını ve yönünü ölçmek için bir rüzgar dağılım ölçer Seasat' tan sonra, SAR' lar, altimetreler ve saçılım ölçerler birkaç başka uzay görevinde uçmuştur.

SAR prensipte havadaki muadillerine benzerken (uydu platformunun sunduğu artan kapsama alanı ve dünya çapında erişim avantajıyla), diğer ikisi uydu operasyonlarına özgüdür. Bir uydu radar altimetresi, okyanus yüzeyi topoğrafyasını birkaç santimetrelik bir doğrulukla ölçen, çok yüksek menzilli çözünürlüğe sahip, nadir görünen bir radardır. Ek olarak, yankı genliği ve şeklinin analizi, sırasıyla rüzgar hızı ve dalga yüksekliği hakkında bilgi elde edebilmektedir. Bazı radar altimetreler (CryoSat/SIRAL gibi) sentetik açıklık ve/veya interferometrik teknikler kullanır: azaltılmış ayak izi kutup buzları gibi daha pürüzlü yüzeylerin haritalanmasını sağlamaktadır. Bir rüzgar saçılım ölçeri, uydu geçerken okyanus yüzeyinin aynı bölümünü farklı (en az 3) farklı görüş açılarından gözlemleyerek yankı genliğini ve karşılık gelen yüzey yansıtıcılığını ölçmektedir. Yansıma, okyanus yüzeyinin "pürüzlülüğünden" etkilenmektedir ve bu da rüzgardan etkilenmektedir aynı zamanda yönüne de bağlıdır, bu alet rüzgar hızını ve yönünü belirleyebilmektedir. Bu üç radar türü şu anda birkaç uyduda kullanılmaktadır. Scatterometreler, operasyonel meteoroloji için yüksek değere sahiptir ve rüzgar alanlarının küresel ölçekte yeniden yapılandırılmasına izin vermektedir. Radar altimetrelerinden elde edilen veriler, jeoidin doğru belirlenmesi, gelgitlerin, okyanus akıntılarının ve El Nino gibi diğer büyük ölçekli okyanus fenomenlerinin izlenmesi için kullanılmaktadır. SAR uygulamaları çoktur: jeolojiden mahsul izlemeye, deniz buzu ölçümünden afet izlemeye ve gemi trafiği gözetimine, askeri uygulamaları unutmamak gerekmektedir (birçok sivil SAR uydusu aslında çift kullanımlı sistemlerdir). SAR görüntüleme, optik muadillerine göre bulut, sis vb. meteorolojik koşullardan etkilenmeme gibi büyük bir avantaj sunar ve bu da onu veri sürekliliğinin sağlanması gerektiğinde tercih edilen sensör haline getirmektedir. Ek olarak, SAR interferometrisi (SRTM görevinde kullanıldığı şekliyle hem çift geçişli hem de tek geçişli) doğru 3 boyutlu yeniden yapılandırmaya izin vermektedir.

Diğer Dünya gözlem uyduları gibi, radar uyduları da genellikle Güneş ile eşzamanlı yörüngeleri kullanmaktadır böylece bitki örtüsünün günlük değişimleri göz ardı edilmektedir ve uzun vadeli değişimlerin daha doğru bir şekilde ölçülmesine izin vermektedir.

Gezegensel görevlerde faydalı yük olarak uçan radarların çoğu (yani, Apollo ve LEM' de kullanılan yerleştirme ve iniş radarları gibi aviyonik radarlar dikkate alınmamaktadır) iki kategoriye aittir: görüntüleme radarları ve sirenlerdir.

Görüntüleme radarları: Sentetik açıklıklı radarlar, bu tür görevlerin ilk hedefi olan Venüs gibi gezegenlerin etrafındaki yoğun bulut örtüsüne nüfuz edebilen yegane araçlardır. İki Sovyet uzay aracı (Venera 15 ve Venera 16), 1983 ve 1984 yıllarında SAR ve Radar altimetrelerini kullanarak gezegeni görüntülemiştir. Macellan sondası ayrıca 1990 ve 1994' te Venüs' ü görüntülemiştir. Bir görüntüleme radarı görevinin diğer tek hedefi, opak atmosferine nüfuz etmek için Satürn' ün en büyük ayı olan Titan olmuştur. 2004 ve 2017 yılları arasında Satürn'ün yörüngesinde dönen Cassini sondasının radarı, ayın her geçişi sırasında Titan'ın yüzeyinin görüntülerini sağlamıştır. Cassini radarı çok modlu bir sistemdir ve Sentetik Açıklıklı Radar, radar altimetre, saçılımölçer ve radyometre olarak çalışabilmektedir.

Sondaj radarları: Bunlar, gezegenin alt yüzey yapısı hakkında veri elde etmek için kullanılan düşük frekanslı (normalde, HF - 3 ila 30 MHz - veya daha düşük) yere nüfuz eden radarlardır. Düşük çalışma frekansları, yüzeyin yüzlerce metre, hatta kilometrelerce altına girmelerine izin vermektedir. Sentetik açıklık teknikleri normalde zemin ayak izini (düşük çalışma frekansı ve izin verilen küçük anten boyutları nedeniyle, ışın çok geniştir) ve dolayısıyla diğer yüzey nesnelerinden istenmeyen yankıyı azaltmak için kullanılmaktadır. Uçan ilk radar sireni, 1972' de Apollo 17'de bulunan ALSE (Apollo Lunar Sounder Experiment) dir. Uçan diğer siren aletleri (bu durumda Mars çevresinde), Avrupa Uzay Ajansı'nın Mars Express sondasındaki MARSIS (SubSurface ve Ionosphere Sounding için Mars Gelişmiş Radarı) ve JPL' nin Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) üzerindeki SHARAD (mars SHAllow RADar siren)' dir. Her ikisi de şu anda çalışır durumdadır. 14 Eylül 2007' de fırlatılan Japon Ay sondası SELENE'de de bir radar sireni kullanılmaktadır. Benzer bir araç (öncelikle iyonosferik plazma araştırmasına ayrılmıştır), Japon Mars misyonu Nozomi' ye (1998'de başlatılmıştır, ancak kaybedilmiştir) başlanmıştır.