Radar astronomi

Astronomi radar adalah teknik untuk mengamati benda astronomi terdekat dengan memantulkan gelombang radio atau gelombang mikro ke objek sasaran dan menganalisis pantulannya. Astronomi radar berbeda dari astronomi radio karena yang terakhir bersifat pasif (hanya menerima sinyal), sedangkan astronomi radar bersifat aktif (mengirim dan menerima sinyal). Sistem radar telah digunakan selama enam dekade dan diterapkan pada berbagai studi Tata Surya. Transmisi radar dapat berupa pulsa maupun kontinu.
Kekuatan sinyal radar yang kembali sebanding dengan pangkat keempat terbalik dari jarak. Peningkatan fasilitas, daya pemancar/penerima yang lebih tinggi, dan peralatan yang lebih canggih telah memperluas peluang pengamatan.

Teknik radar memberikan informasi yang tidak dapat diperoleh dengan cara lain, misalnya menguji relativitas umum melalui pengamatan Merkurius serta memberikan nilai yang lebih tepat untuk satuan astronomi. Citra radar memberikan informasi tentang bentuk dan sifat permukaan benda padat, yang tidak dapat diperoleh dengan teknik berbasis darat lainnya.


Dengan mengandalkan radar darat berdaya tinggi (hingga satu megawatt), astronomi radar mampu memberikan informasi astrometri yang sangat akurat mengenai struktur, komposisi, dan pergerakan objek Tata Surya. Hal ini membantu dalam membuat prediksi jangka panjang mengenai tumbukan asteroid dengan Bumi, seperti yang terlihat pada objek 99942 Apophis. Secara khusus, pengamatan optik mengukur posisi objek di langit, tetapi tidak dapat mengukur jarak dengan akurasi tinggi (mengandalkan paralaks menjadi lebih sulit jika objek kecil atau kurang terang). Radar, di sisi lain, langsung mengukur jarak ke objek (dan seberapa cepat jaraknya berubah). Kombinasi pengamatan optik dan radar biasanya memungkinkan prediksi orbit hingga beberapa dekade, bahkan kadang ratusan tahun ke depan.

Pada Agustus 2020, Observatorium Arecibo (Radar Planet Arecibo) mengalami kegagalan kabel struktural, yang menyebabkan runtuhnya teleskop utama pada Desember tahun itu.

Hingga 2023, terdapat dua fasilitas astronomi radar yang digunakan secara reguler, yaitu Goldstone Solar System Radar dan Radar Planet Evpatoria.

 Keuntungan 

Kontrol terhadap atribut sinyal (misalnya modulasi waktu/frekuensi dan polarisasi gelombang).

Dapat memisahkan objek secara spasial.

Presisi pengukuran waktu-tunda dan efek Doppler.

Penetrasi melalui objek yang tidak tembus cahaya secara optik.

Sensitif terhadap konsentrasi tinggi logam atau es.

 Kerugian 

Jangkauan maksimum astronomi radar sangat terbatas dan hanya berada di dalam Tata Surya. Hal ini disebabkan oleh melemahnya kekuatan sinyal secara drastis seiring jarak ke sasaran (drops off very steeply with distance), sebagian kecil fluks yang dipantulkan oleh objek sasaran, dan keterbatasan daya pemancar.

Jarak di mana radar dapat mendeteksi suatu objek sebanding dengan akar kuadrat ukuran objek, karena kekuatan pantulan berkurang dengan pangkat empat jarak. Radar dapat mendeteksi objek berukuran sekitar 1 km pada sebagian besar satuan astronomi (AU), tetapi pada jarak 8–10 AU (jarak ke Saturnus), diperlukan objek yang lebarnya setidaknya ratusan kilometer. Selain itu, diperlukan efemeris target yang relatif akurat sebelum pengamatan dilakukan.

 Sejarah  

Bulan relatif dekat dan telah terdeteksi menggunakan radar tak lama setelah teknik ini ditemukan pada tahun 1946. Pengukuran meliputi kekasaran permukaan dan kemudian pemetaan wilayah yang terlindung bayangan di dekat kutub.

Target berikutnya yang relatif mudah adalah Venus. Planet ini memiliki nilai ilmiah yang besar karena dapat memberikan cara yang jelas untuk mengukur ukuran satuan astronomi, yang diperlukan untuk bidang pesawat antariksa yang baru berkembang. Selain itu, kemampuan teknis seperti ini memiliki nilai humas yang tinggi dan merupakan demonstrasi yang baik bagi lembaga pendanaan. Karena itu, ada tekanan besar untuk mendapatkan hasil ilmiah dari data yang lemah dan bising, yang dicapai melalui pengolahan data yang berat dengan memanfaatkan nilai yang diharapkan untuk menentukan lokasi pengamatan. Hal ini menyebabkan klaim awal (dari Lincoln Laboratory, Jodrell Bank, dan Vladimir A. Kotelnikov dari USSR) yang sekarang diketahui salah. Semua hasil ini setuju satu sama lain dan dengan nilai konvensional AU pada saat itu, .

Deteksi Venus secara tak ambigu pertama dilakukan oleh Jet Propulsion Laboratory pada 10 Maret 1961. JPL menjalin kontak dengan planet Venus menggunakan sistem radar planet dari 10 Maret hingga 10 Mei 1961. Dengan menggunakan data kecepatan dan jarak, diperoleh nilai baru  untuk satuan astronomi.   Analisis lebih lanjut menghasilkan nilai yang lebih tepat . Setelah nilai yang benar diketahui, kelompok lain menemukan pantulan radar di data arsip mereka yang sesuai dengan hasil ini.

Matahari telah terdeteksi beberapa kali sejak 1959. Frekuensi biasanya antara 25 hingga 38 MHz, jauh lebih rendah dibandingkan pengamatan antarplanet. Pantulan dari fotosfer dan korona terdeteksi.

Berikut daftar benda planet yang telah diamati menggunakan metode ini:

Merkurius - Nilai jarak dari bumi yang lebih akurat (uji relativitas umum). Periode rotasi, librasi, pemetaan permukaan, terutama wilayah kutub.

Venus - Deteksi radar pertama pada 1961. Periode rotasi, sifat permukaan secara kasar. Misi Magellan memetakan seluruh planet menggunakan radar altimeter.

Bumi - Banyak radar udara dan pesawat antariksa memetakan seluruh planet untuk berbagai tujuan. Contohnya Shuttle Radar Topography Mission, yang memetakan sebagian besar permukaan Bumi dengan resolusi 30 m.

Mars - Pemetaan kekasaran permukaan dari Arecibo Observatory. Misi Mars Express membawa radar penembus tanah.

Sistem Jupiter - Satelit Galilea

Sistem Saturnus - Cincin dan Titan dari Arecibo Observatory, pemetaan permukaan Titan dan pengamatan bulan lain dari pesawat Cassini.


 Asteroid dan Komet 

Radar memungkinkan studi bentuk, ukuran, dan keadaan rotasi asteroid dan komet dari Bumi. Citra radar telah menghasilkan gambar dengan resolusi hingga 7,5 meter. Dengan data yang cukup, ukuran, bentuk, rotasi, dan albedo radar dari asteroid target dapat ditentukan.

Hingga 2016, hanya 19 komet yang telah dipelajari menggunakan radar, termasuk 73P/Schwassmann-Wachmann, bersama dengan pengamatan radar terhadap 612 Asteroid dekat Bumi dan 138 asteroid sabuk utama. Pada 2025, jumlah ini meningkat menjadi 138 asteroid sabuk utama, 1.148 asteroid dekat Bumi, dan 23 komet.

Banyak benda diamati saat mereka melakukan lintas dekat dengan Bumi.

Selama beroperasinya, Observatorium Arecibo memberikan informasi mengenai potensi tumbukan komet dan asteroid dengan Bumi, memungkinkan prediksi tumbukan maupun dekat lintasan selama beberapa dekade ke depan, seperti untuk Apophis dan benda lainnya. Karena ukurannya lebih kecil, Goldstone Solar System Radar memiliki sensitivitas lebih rendah dan tidak mampu memberikan kapasitas prediksi yang sama.

 Teleskop dan Fasilitas 

Goldstone Solar System Radar adalah satu-satunya radar planet yang saat ini beroperasi secara reguler.

Radar lainnya yang pernah ada atau digunakan:

Radar planet di Observatorium Arecibo, yang runtuh pada 2020.

Radar planet Soviet di Kompleks Pluton, yang kini sudah dibongkar.

Teleskop radio Millstone Hill dan Haystack dari Haystack Observatory melakukan pengamatan radar dari 1958 hingga setidaknya 1970.

Yevpatoria RT-70 radio telescope dilengkapi dengan pemancar kuat dan telah digunakan dalam pengamatan radar bi-statik.

Terdapat proposal dan prototipe untuk radar tambahan di masa depan:

Observatorium Green Bank sedang meneliti radar Ku-band untuk teleskop radio 100 meternya. Prototipe daya rendahnya telah memetakan Bulan.

Tiongkok sedang mengembangkan radar planet. Tahap awal mereka telah memetakan Bulan.

 Lihat juga

 Radar
 6489 Golevka
 4179 Toutatis

 Referensi 

 How radio telescopes get images of asteroids 





 BINARY AND TERNARY NEAR-EARTH ASTEROIDS DETECTED BY RADAR 

Kategori:Radar
Kategori:Astronomi