Metodę, jako jedni z pierwszych na świecie, opracowali naukowcy z Politechniki Warszawskiej, Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych (WEiTI PW) - informują przedstawicie Wydziału w prasowym komunikacie.
Zespół kierowany przez prof. Konrada Jędrzejewskiego z Instytutu Systemów Elektronicznych WEiTI PW dokonał obserwacji lotu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) z wykorzystaniem polskich anten odbiorczych międzynarodowej sieci radioteleskopów astronomicznych LOFAR oraz prostych rozwiązań bazujących na ogólnodostępnych komercyjnych odbiornikach sygnałów radiowych. Precyzyjne wyniki jakie uzyskano we współpracy z naukowcami z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN) pozwoliły na opracowanie nowych metod przeszukiwania przestrzeni kosmicznej, w tym w międzynarodowym systemie śledzenia pomiarów ruchu satelitów.
Jak znaleźć zgubę w kosmosie?
Prof. Konrad Jędrzejewski tłumaczy, że obecnie do śledzenia ruchu satelitów wykorzystuje się aktywne metody radiolokacyjne, które bazują na olbrzymich antenach, wykorzystując bardzo duże moce nadawanego sygnału. Wykorzystywane są również klasyczne pomiary z wykorzystaniem teleskopów oraz pomiary przy użyciu technik laserowych stosowane np. w Obserwatorium Astrogeodynamicznym CBK PAN w Borówcu pod Poznaniem.
Niestety, ze względu na ograniczenia technologiczne z takiego rozwiązania nie można korzystać w dzień. Wypracowane na naszym Wydziale metody i algorytmy w zakresie radiolokacji pasywnej i przeprowadzone wstępne eksperymenty wskazują, że jako jedni z pierwszych na świecie, korzystając z technik pasywnej radiolokacji, jesteśmy w stanie skutecznie estymować położenie i prędkość kosmicznych obiektów bez względu na porę dnia czy panujące warunki atmosferyczne.
- wyjaśnia naukowiec, cytowany w komunikacie.
Pierwsze obserwacje Międzynarodowej Stacji Kosmicznej z wykorzystaniem radioteleskopów wchodzących w skład międzynarodowej sieci LOFAR (w tym znajdującego się w Borówcu pod Poznaniem) przeprowadzono jeszcze w 2020 roku. Kolejne obserwacje wykonano przy wykorzystaniu dwóch polskich radioteleskopów LOFAR znajdujących się w Borówcu (zarządzany przez CBK PAN) i w Łazach pod Krakowem (będący własnością Uniwersytetu Jagiellońskiego). W następnych eksperymentach, przeprowadzonych w grudniu 2021 roku, uproszczono infrastrukturę konieczną do prowadzenia takich obserwacji. Tym razem do pomiarów wykorzystano stację LOFAR w Borówcu oraz komercyjny odbiornik sygnałów radiowych typu USRP z niewielką anteną za kilkadziesiąt złotych umieszczoną w Otwocku, która pełniła rolę odbiornika sygnału referencyjnego. Wykorzystywanym w ostatnich eksperymentach sygnałem oświetlającym Międzynarodową Stację Kosmiczną był sygnał nadajnika radia cyfrowego DAB+ zlokalizowanego na Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie.
Okazało się, że wykorzystując istniejący w Polsce radioteleskop LOFAR, stosowany na co dzień do celów astronomicznych, oraz prosty odbiornik sygnału referencyjnego można zbudować pasywny system radiolokacyjny doskonale radzący sobie z obserwacją obiektów znajdujących się na niskich orbitach w przestrzeni kosmicznej widzianej z Polski.
- czytamy w komunikacie.
Odkrycie Polaków wkrótce może znaleźć także zastosowanie w wykrywaniu zagrożeń płynących z przestrzeni kosmicznej i powstających na orbitach okołoziemskich. Naukowcy WEiTI PW we współpracy z CBK PAN, wykorzystując opracowane metody i algorytmy, dokonali także obserwacji ruchu mniejszego satelity ENVISAT i planują obserwację jeszcze mniejszych obiektów.
W kosmosie już nic nie umknie naszej uwadze?
Rezultaty przeprowadzonych do tej pory eksperymentów wzbudziły już zainteresowanie Polskiej Agencji Kosmicznej, a także specjalistów od radiolokacji z całego świata. Między innymi opracowane rozwiązania i wybrane wyniki eksperymentów zostaną zaprezentowane na jednej z najważniejszych konferencji środowiska radiolokacyjnego IEEE Radar Conference 2022 (RadarConf’22), która odbędzie się w dniach 21-25 marca 2022 r. w Nowym Jorku - informuje WEiTI PW.
Eksperci Wydziału opracowali również koncepcję nowego pola antenowego, zwiększającego możliwości obserwacyjne obiektów znajdujących się na niskich orbitach Ziemi, w stosunku do możliwości wynikających z właściwości pól antenowych stacji LOFAR. Przeprowadzone teoretyczne analizy w tym zakresie są podstawą złożonego do Narodowego Centrum Badań i Rozwoju wniosku na realizację projektu, w ramach którego mają powstać nowe pola antenowe, jedno przy lotnisku Politechniki Warszawskiej w Przasnyszu, a drugie w Obserwatorium Astrogeordynamicznym CBK PAN w Borówcu.
Być może za kilka lat będziemy w stanie dokładnie określać położenie i prędkość nawet bardzo małych obiektów kosmicznych przelatujących nad Europą. Może to być najbardziej efektywna ochrona przed coraz bardziej realnymi zagrożeniami związanymi z liczbą obiektów umieszczanych na orbicie oraz tzw. śmieciami kosmicznymi.
- podsumowuje prof. Jędrzejewski.
