Imágenes de radar detalladas de Tiangong-1; ¿Cómo lo hacen?

Tiangong-1 - 270 kms de la superficie terrestre

La respuesta de @JamesPoulose muestra una imagen de radar avanzada de Tiangong-1, a 270 km de la superficie de la Tierra.

Las imágenes se obtuvieron de Space.com ¿Cómo se rastreó con tanta precisión el accidente de la estación espacial Tiangong-1 de China? .

Los sistemas de radar de todo el mundo ayudaron a rastrear la caída del laboratorio espacial Tiangong-1 y a predecir su descenso y quemado en la atmósfera el 1 de abril de 2018, dentro de una ventana de 2 horas. Esta imagen provino del Instituto Fraunhofer de Física de Alta Frecuencia y Técnicas de Radar cerca de Bonn, Alemania, cuando el laboratorio estaba aproximadamente a 170 millas (270 km) de la superficie de la Tierra. Crédito: Fraunhofer FHR

Si estimo la resolución espacial en 27 cm y digo que está a 270 km, eso es 1E-06. Si la longitud de onda fuera de 1 mm y se supusiera que esta imagen proviene de una matriz interferométrica directa, eso sugiere una línea de base de un kilómetro.

Pero no creo que sea así como se hizo esta imagen.

Pregunta: ¿Qué sistema de radar en el Fraunhofer FHR obtiene este tipo de resolución a esta distancia? ¿Requirió recopilar datos durante minutos mientras la nave espacial pasaba por encima, muestreando diferentes orientaciones? ¿O solo unos segundos? ¿Se hizo todo a partir de un plato bastante compacto, o todavía estaba involucrada una gran línea de base física?

Respuestas (1)

Se hizo con un solo plato,

...en banda Ku (16,7 GHz) y ... actualmente equipado con un objetivo de alta resolución.

El comunicado de prensa del Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques (FHR) del 21 de marzo de 2018 , la fuente original de la imagen en la pregunta, enlaza con una descripción introductoria de su instalación de radar de observación espacial TIRA (Tracking and Imaging RAdar) , En donde dice:

Tecnología

La "bola" acomoda una antena con un diámetro de 34 metros. Se puede girar 360° en acimut (horizontal) y 90° en elevación (vertical). La parte móvil pesa 240 toneladas y se puede girar a una velocidad de 24° por segundo (en azimut), es decir, una rotación completa dura 15 segundos.

Como su nombre lo indica, el sistema TIRA comprende un radar de seguimiento y un radar de imágenes. El radar de seguimiento de alta potencia, totalmente coherente y de banda estrecha tiene una frecuencia de transmisión en la banda L (1333 GHz) y el radar de imágenes de banda ancha tiene una frecuencia de transmisión en la banda Ku (16,7 GHz) y actualmente está equipado con una alta resolución de objetivos.

Sospecho que habrá algo más detallado sobre las tecnologías utilizadas en la sección Publicaciones del sitio de FHR, pero no pude encontrar nada rápido, y ahora mismo no tengo tiempo para revisar las listas completas de cada año.

Hay una animación que muestra la rotación 3D de la imagen del radar en este tweet de Fraunhofer FHR y también un video del plato en movimiento . Tenga en cuenta la etiqueta hash #radarlove.

Más sobre el Sistema TIRA .

(El FHR es uno de varias docenas de institutos de investigación orientados a aplicaciones en el paraguas Fraunhofer Gesellschaft, también conocido como FGAN ).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fuente Vista aérea del radar de observación espacial TIRA © Fraunhofer FHR

El principio clave es el radar de apertura sintética inversa (ISAR) . De una publicación de FHR Contribución de FGAN a la campaña de desorbitación de MIR 2001 por L.Leushacke ( p68 , cortesía del Sistema de datos astrofísicos (ADS) de SAO/NASA):

...la resolución de rango cruzado la proporciona el análisis de frecuencia Doppler y está determinada principalmente por la apertura sintética procesada, es decir, el ángulo de aspecto del objetivo cambia durante el intervalo de procesamiento. Para una celda de resolución cuadrada de 25 x 25 cm, el ángulo de apertura necesario es de unos 2,7°.

(En: Actas del taller internacional "MIR deorbit", 14 de mayo de 2001, ESOC, Darmstadt, Alemania. Eds.: Walter Flury & Huguette Sawaya-Lacoste. ESA SP-498, Noordwijk, Países Bajos: ESA Publications Division, ISBN 92- 9092-808-5, 2002, págs. 67 - 72.)

En otras palabras, la idea es que cuando tenga un radar (a diferencia de un observatorio de radio pasivo) capaz de generar pulsos cuidadosamente controlados, y cuando su receptor tenga suficiente ancho de banda y suficiente resolución espectral , y cuando el objetivo se mueva a través de la línea de la vista, entonces no necesita una línea de base de antena enorme para lograr una alta resolución de imagen: el movimiento del objetivo es lo que proporciona la línea de base. (De donde inversa SAR).

Esas son especificaciones bastante sorprendentes, ¡me encantaría ver que ese plato se mueva tan rápido! Su respuesta está llena de enlaces de apoyo, gracias. Les echaré un vistazo para ver si hay una explicación más detallada de qué tipo de algoritmo usan.
He agregado una imagen para ayudar a que los lectores se den una idea de cuán grande es esto. Si no está bien, puedo revertir (o usted puede hacerlo) haciendo clic en "editado" y luego buscando el punto de reversión apropiado.
Ciertamente parece que estas diapositivas que se muestran en SAR 2012 hacen un buen trabajo al explicar el método y las matemáticas, pero puedo estar seguro de que se aplica en este caso todavía. Intentaré leer más Representación dispersa y enfoque automático para ISAR y Spotlight SAR Imaging
¡¿QUINCE SEGUNDOS?! 34 METROS DE DIÁMETRO? Hable acerca de un cometa vómito, santa mierda. Me pregunto qué tipo de sistemas permiten que se gire así con una masa tan grande.
@MagicOctopusUrn, la velocidad no es demasiado difícil, solo necesita buenos rodamientos para que se mueva sin problemas. La gran pregunta es: ¿cuánto tiempo se necesita para que el plato alcance esa velocidad de 4 RPM?
Imágenes de radar detalladas de Tiangong-1; ¿Cómo lo hacen?
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