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FARSIDE:低無線周波数干渉計

2019-07-15 17:31:28 | 宇宙開発
月の裏側にALMAの様な電波干渉計を配置。以下、機械翻訳。100 kHzから40 MHzの周波数にまたがる1400チャンネルで毎分全天をイメージングする機能を提供し、地上の電波天文学にアクセス可能な帯域より2桁下に拡大します。月の裏側は、同時に地上の無線周波数干渉、オーロラのキロメートル放射、そして太陽風からのプラズマノイズからの隔離を提供することができます。これは、コロナ質量放出と高エネルギー粒子事象の電波シグネチャの検索において、最も近い恒星系のほぼ連続的な監視を可能にし、また最も近い候補居住可能な太陽系外惑星の磁気圏を検出するでしょう。同時に、FARSIDEは、太陽から仮想の惑星9を含む外惑星まで、私たち自身の太陽系における同様の活動を特徴付けるために使用されるでしょう。
FARSIDE:低無線周波数干渉計https://arxiv.org/abs/1907.05407 月の裏側にあるアレイ 宇宙からの電磁気観測

FARSIDEミッションのコンセプトは、128要素の電波干渉計、電力を供給する基地局、信号処理で構成されています。
そして月のゲートウェイへのテレコミュニケーションそしてアレイを展開しそして集めるローバー。 月の裏側が孤立した場所
空からのノイズが制限された200 kHz - 40 MHzの無線周波数の場合、干渉からのものであり、内側の太陽系内の唯一の場所です。
観察
この研究の一部は、カリフォルニア工科大学のジェット推進研究所で、国家航空宇宙局(NASA)と契約する。

エグゼクティブサマリー
FARSIDE(暗黒時代と外惑星の電波科学調査のためのFarside Array)は、プローブクラスです。
月の向こう側に低無線周波数干渉計アレイを配置する概念。計器、展開ローバー、着陸機および基地局に焦点を当てたNASAの資金を受けた設計研究
プローブ任務の要件と概して一致するアーキテクチャを提供しました。この概念
アーキテクチャは、ローバーによって10 kmのエリアに展開された128の二重偏波アンテナで構成されています。
中央処理、電力、月面ゲートウェイへのデータ送信のために基地局につながれています。
FARSIDEは、毎分1400チャンネルで毎分全天をイメージする機能を提供します。
100 kHz〜40 MHzの周波数、帯域より2桁下
地上電波天文学にアクセス可能。月の裏側は同時に隔離を提供することができます
地上無線周波数干渉、オーロラキロメートル放射、および
太陽風。それは、空の騒音が制限されている内部太陽系内の唯一の場所です。
観測は、サブMHz周波数で実行できます。これはほぼ連続的に可能になる
コロナ質量の電波シグネチャの探索における最近の恒星系のモニタリング
放出と高エネルギー粒子のイベント、そしてまた最も近いの磁気圏を検出します
居住可能な外惑星候補。同時に、FARSIDEは同様の特性を表すために使用されます。
太陽から外界の惑星まで、私たち自身の太陽系での活動(仮想の惑星を含む)
ナイン。軌道を回るビーコンによる精密な較正と絶妙な前景の特徴づけを通して、
FARSIDEはまた、z〜50〜100の赤方偏移で暗黒時代の地球規模の21 cmの信号を測定します。ユニークな
FARSIDEによって提供される観測ウィンドウは、豊富な追加科学の範囲を可能にするでしょう
太陽の月の地下の探査から星間媒質のキャラクタリゼーションまで
システム近隣。

図1:フラックス密度
最も明るい無線の周波数/波長
地球の軌道から観測された情報源。 一番明るい
現象はすべての周波数での太陽電波バーストです。
特にタイプIIとIIIのバースト[2]。 惑星間
バーストは最も明るく、検出されません
地面から。 FARSIDEはそのようなイベントを検出することができます
> 10 PCまで。


図2:フレアエネルギーと
に観測されたCME質量[1]、
M矮星[4]と若い星で観測されたフレアエネルギー


図3:左:地球のオーロラキロメートル放射の50%、10%、1%の電波スペクトル
時間です。 検出可能なバンド全体にわたる磁束密度は、数百倍も異なることがあります[3]。
右:既知の地上波サンプルの予測されたフラックス密度(
図4.ダークエイジの21 cm吸収トラフは
宇宙論の敏感なプローブ。 黒い破線
曲線は明るさの温度を(
標準宇宙論モデルによる
断熱冷却を伴う。 z> 30の形状は独立しています
天体物理学的なソースの。 灰色の輪郭は1を示しています
EDGESにより推論される&2シグマ吸収帯 の
実線曲線はextraを呼び出すパラメトリックモデルです。
EDGES信号の振幅に合わせて冷却
暗黒時代の吸収トラフにも劇的に影響する
z> 50


図5:FARSIDEは128で構成されます
ローバーによって展開されたアンテナノード
花びらに配置された中央基地局
構成


図6:FARSIDEアンテナノードの機械設計。



図8:FARSIDEローバーの展開元 ベースステーションの概念設計


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