Небо завалено радиочастотными помехами (РЧП), но благодаря двум астрономам, отследившим отраженный от пролетающего мимо самолета сигнал телепередачи, возможно, появился новый способ уничтожить некоторые из несанкционированных сигналов, которые досаждают нашим радиотелескопам.
«Астрономия переживает экзистенциальный кризис», — сказал в своем заявлении Джонатан Побер из Университета Брауна.
Спутники, например, заполонили небо. Управление ООН по вопросам космического пространства насчитало 11 330 спутников на околоземной орбите по состоянию на июнь 2023 года, и с тех пор было запущено еще больше. Большинство из этих спутников предназначены для передачи различных сообщений на радиоволнах. В связи с этим у астрономического сообщества возникла проблема.
«Растет беспокойство — и даже есть некоторые сообщения, — что астрономы вскоре не смогут проводить высококачественные радионаблюдения в том виде, в котором мы их знаем, из-за помех, создаваемых спутниковыми группировками», — говорит Побер.
Этот вопрос особенно актуален для таких телескопов, как Murchison Wide-field Array (MWA) в Западной Австралии, научным руководителем которого является американский ученый Побер. MWA состоит из 4096 антенн, предназначенных для обнаружения низкочастотных радиоволн в диапазоне от 70 до 300 МГц, которые несут информацию об эпохе реионизации Вселенной, когда формировались первые звезды и галактики. Однако, поскольку MWA наблюдает все небо одновременно, «нет возможности направить наши телескопы в сторону от спутников», — говорит Побер.
Из-за случайности радиопомех и сложности отслеживания их источников, моделирование помех с целью их фильтрации оказалось практически невыполнимой задачей. Обычно наборы данных, загрязненные радиочастотными помехами, просто выбрасываются — но это приводит к потере большого количества данных.
Однако случай с блуждающим телевизионным сигналом дал астрономам надежду на то, что, возможно, существует способ спасти некоторые из этих данных.
MWA находится в зоне радиотишины шириной 300 км, однако телескоп постоянно ловил телевизионные передачи, которые не должны передаваться в зоне тишины. Происхождение этих передач оставалось загадкой. «И тут нас осенило», — говорит Побер. Мы сказали: «Наверняка сигнал отражается от самолета».
Объединившись с аспиранткой Джейд Дюшарм, также из Университета Брауна, Побер взялся доказать гипотезу о самолете. Для этого они объединили два метода поиска источника радиопомех — «коррекцию ближнего поля», которая заключается в фокусировке радиотелескопа на близлежащих объектах, создающих помехи, и «формирование луча», которое позволяет телескопу сфокусироваться на нужном объекте.
Благодаря сочетанию этих двух методов Побер и Дюшарм смогли отследить телевизионный сигнал до самолета, летящего на высоте 11,7 километра со скоростью 792 километра в час. Они даже обнаружили, что телевизионный сигнал находился в частотном диапазоне, используемом австралийским цифровым телеканалом 7. Этот сигнал транслировался где-то за пределами зоны радиомолчания и отражался от корпуса самолета.
Выявление источника радиопомех открывает возможность моделирования помех, чтобы распознать их характер и в конечном итоге отфильтровать, сохранив данные, пригодные для использования астрономами.
«Это ключевой шаг на пути к тому, чтобы сделать возможным вычитание антропогенных помех из данных», — говорит Побер. «Точно определяя и удаляя только источники помех, астрономы смогут сохранить большее количество своих наблюдений, сократить досадные потери данных и увеличить шансы на совершение важных открытий».
Однако отслеживание источника радиопомех до пролетающего мимо самолета — это только первый шаг. Следующий шаг — научиться удалять подобные сигналы из астрономических данных, а затем расширить методику, чтобы не только выявлять и удалять телевизионные сигналы, отражающиеся от самолетов, но и удалять сигналы от пролетающих спутников. Однако, учитывая огромное количество спутников, это гораздо более сложная задача.
Тем не менее, по мнению Побера, это задача, доработка сигнала которой будет необходима, чтобы радиоастрономия выжила.
«У нас нет другого выбора, кроме как инвестировать в более совершенные методы анализа данных, чтобы выявлять и устранять помехи, создаваемые человеком», — сказал он.
Анализ того, как Побер и Дюшарм отследили паразитный телевизионный сигнал и обнаружили его в самолете, был опубликован 12 февраля в статье в журнале Publications of the Astronomical Society of Australia.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru
