Irbenē pēta Zemei tuvo kosmisko telpu 0
Laikam ritot, apgriezienus uzņem arī radioastronomiskie pētījumi Ventspils starptautiskajā radioastronomijas centrā (VSRC). Lielā mērā šie pētījumi kļuvuši iespējami, pateicoties Eiropas sociālā fonda finansētajam projektam “Uz Zemes mākslīgo pavadoņu (ZMP) attiecināmu signālu uztveršanas, raidīšanas un apstrādes tehnoloģijas”.
Iepriekšējās “Astronomijas un astroloģijas avīzēs” jau rakstījām par kosmisko atkritumu jeb, kā tos vēl sauc, kosmisko atlūzu – ap Zemi riņķojošu mākslīgas izcelsmes, tomēr pašlaik nevajadzīgu objektu – pētījumiem. Atgādināsim, ka šādi pētījumi ir ļoti svarīgi, jo ļauj izvairīties no pašreiz darbojošos Zemes mākslīgo pavadoņu (ZMP) sadursmēm ar šīm atlūzām un tādējādi nodrošināt to ilgstošu darbu orbītā. Kosmiskās atlūzas tiek pētītas, izmantojot radiolokācijas tehnoloģijas. Pētāmie objekti tiek apstaroti ar radioviļņiem, starptautiskās sadarbības ietvaros tas tiek darīts, izmantojot 70 m radioteleskopu Eipatorijā (Ukraina), bet atstarotais signāls tiek uztverts, izmantojot Irbenē, Noto un Medičīnā (Itālija) un Ņižņijnovgorodā (Krievija) izvietotos radioteleskopus. Izmantojot t. s. sevišķi lielas bāzes interferometrijas tehniku, iespējams noteikt objekta koordinātas ar centimetru precizitāti, bet, izmantojot atstarotā signāla viļņu garuma izmaiņas – tā ātrumu ar precizitāti līdz pat dažiem centimetriem sekundē. Pēc tam šo datus izmanto, lai noteiktu pētāmā objekta orbītu un prognozētu tā atrašanās vietu nākotnē.
Līdz šim kopā ar sadarbības partneriem veiktajos pētījumos “šaurā vieta” bija iegūto novērojumu apstrāde, līdz ar to viens no iepriekšminētā projekta uzdevumiem ir tā sauktā korelatora – iekārtas, kas ar dažādām antenām iegūto novērojumu rezultātus apvieno kopīgā ainā, izveidošana. Iegūtais rezultāts koordinātu noteikšanas precizitātes ziņā ir tāds, kādu varētu iegūt ar antenu, kuras izmēri atbilst attālumam starp atsevišķām antenām. Iekārta ļauj arī noteikt lidojošā ķermeņa kustības ietekmē radušos frekvenču starpību (t. s. Doplera nobīdi) un līdz ar to tā ātrumu attiecībā pret Zemi. Laikā kopš projekta sākšanas izveidota jau Doplera nobīdes mērīšanai derīga programmatūras pakete, kam gan vēl jāizveido attiecīga saskarne – programmatūras daļa, kas ļauj ērti ievadīt mērījumu datus un saņemt mērījumu rezultātus. Turpinās darbs pie programmatūras daļas, kas ļauj noteikt novērotā objekta koordinātas, izmantojot datus, kas uztverti vairākos novērošanas punktos.
Pēc tam, kad kosmiskās atlūzas ātrums un koordinātas ir noteiktas, atliek precizēt tās orbītu un noskaidrot, kur tā atradīsies vēlāk, pēc ilgāka vai īsāka laika sprīža. Varētu likties, ka tas ir vienkārši un problēmas risinājums sen jau zināms – uzdevums ir līdzīgs tam, kāds jārisina, aprēķinot planētu kustību Saules pievilkšanas spēka ietekmē, vai arī, piemēram, GPS sistēmas pavadoņu kustību, lai pēc tam, lietojot tos kā radiobākas, varētu noteikt savu atrašanās vietu ar precizitāti līdz dažiem metriem vai pat centimetriem. Šajā gadījumā tomēr ir dažas nianses, kas padara to sarežģītāku. Pirmkārt, kosmiskās atlūzas bieži ir visai nelielas – to izmēri bieži ir mērāmi centimetros un masas dažos desmitos vai simtos gramu. Un orbītā ap Zemi ir pietiekami “biezs”, lai uz tām varētu iedarboties citu ZMP un kosmisko atlūzu pievilkšanas spēks, neprognozējami mainot to ceļu.
Otrkārt, uz šādām nelielas masas kosmiskajām atlūzām spēcīgāk iedarbojas arī Zemes masas nevienmērības, novirzot to orbītas no tām, kādas tās būtu, ja Zemes masa būtu vienmērīgi sadalīta pa tās tilpumu. Un visbeidzot – uz kosmisko atkritumu orbītām savu ietekmi atstāj arī atmosfēras augšējo slāņu retinātā gaisa iedarbība. Rezultātā šie objekti ir jānovēro pietiekami bieži, lai novērojumu starplaikā to prognozētās trajektorijas neizmainītos tik ļoti, ka tie vairs nav atrodami. Līdzīgas problēmas ir arī ar Saules sistēmas mazajiem ķermeņiem – komētām un asteroīdiem – arī to orbītas ir periodiski jāprecizē.
Un tā vēl viens no Eiropas sociālā fonda finansēto pētījumu virzieniem ir programmatūras, kas, izmantojot radiolokācijas novērojumu datus, aprēķinātu kosmisko atlūzu orbītas parametrus un prognozētu to kustību. Arī šī programma brīdī, kad top šis raksts, ir jau daļēji izstrādāta – atlicis vien ņemt vērā ne tikai Zemes, bet arī Saules un Mēness, kā arī citu planētu, pievilkšanas spēka iedarbību.
Un visbeidzot – radioviļņu izplatīšanos ceļā no raidītāja Eipatorijā un atpakaļ līdz uztverošajiem radioteleskopiem ietekmē Zemes atmosfēras augšējie slāņi – jonosfēra, kuras īpašības mainās atkarībā no Saules aktivitātes. Tāpēc pēdējā laikā projekta aktivitātes ir papildinātas ar šī atmosfēras slāņa pētījumiem. Tas notiek, uztverot radiostarojumu no tālu esošajiem kosmiskajiem objektiem – kvazāriem.
Izmantojot Ņižņijnovgorodas tuvumā novietotu radioraidītāju, neliels jonosfēras apgabals tiek apstarots ar radioviļņiem tāpat, kā tas notiktu aktīvo procesu uz Saules laikā. Kvazāru radio novērojumiem izvēlas tā, lai kāds no radioteleskopiem, kas piedalās eksperimentā “skatītos” uz to caur apstaroto apgabalu. Tajā pašā laikā cita antena, kas atrodas attālāk, uztver starojumu caur neietekmētu jonosfēru. Salīdzinot ar abiem radioteleskopiem uztvertā starojuma īpašības, var spriest par izmaiņām, kas augšējos atmosfēras slāņos notiek Saules aktīvo procesu, piemēram, uzliesmojumu, laikā.
Ivars Šmelds, astronoms
