Unterscheiden sich Radar und Passivradar im Weltraum signifikant?

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Wie effektiv sind verschiedene Arten von Radar im Weltraum über große Entfernungen? Unterscheidet sich Radar außerhalb der Erdatmosphäre signifikant?

Der einzige Unterschied zwischen einem Radar in der Atmosphäre und im Weltraum ist der Mangel an Luft, um das Signal abzuschwächen. Stattdessen eine meist kleine Winkelgröße des Ziels, verursacht durch die großen Entfernungen.

Müssen Sie ein stärkeres Signal erzeugen, um mehrere AU-Entfernungen abzudecken? Oder benötigen Sie einen empfindlicheren Empfängertyp?

Radar ist schließlich dasselbe wie mit einer Taschenlampe auf etwas zu leuchten, nur mit Funkwellen statt mit Licht. Sowohl die Helligkeit des Blitzlichts als auch die Empfindlichkeit des Empfängers zu erhöhen, würde natürlich helfen, jedoch ist es schwierig, das Ziel über solch große Entfernungen genau zu treffen, was uns zur nächsten Frage bringt:

Wäre Passivradar weniger effektiv? Reflektieren Gelegenheitssignale sogar gut genug von Objekten im Weltraum, um in einem passiven Radarsystem registriert zu werden?

Tatsächlich gibt es im Weltraum viel Funkrauschen, von dem einige von anderen Objekten reflektiert oder beispielsweise durch Gaswolken gestört werden. Das Hören dieses Rauschens ist ein Gebiet, das als Radioastronomie bekannt ist, eine der wichtigsten Möglichkeiten, weit entfernte Objekte zu beobachten.

Für die Planetenforschung wurde Radar auch verwendet, insbesondere von der Magellan-Sonde , um die dichte Atmosphäre der Venus zu durchdringen und brauchbare Bilder der Oberfläche zu erzeugen.

Das grundlegende Problem bei der Verwendung von Radar im Weltraum ist die Reichweite. Wenn Sie einen Radarimpuls aussenden, ist die zum Sender zurückkehrende Energiemenge proportional zu 1/Reichweite ⁴ . Die doppelte Distanz bedeutet also, dass die Leistung auf 1/16 sinkt.

Auf der Erde ist das kein großes Problem. Um Objekte in der Atmosphäre (z. B. Flugzeuge) zu erkennen, können Sie einen Sender bauen, der stark genug ist, um den Rand des Weltraums und den Horizont vollständig abzudecken: Jedes Objekt, das nicht von der Erde selbst verdeckt wird (und nicht sehr klein oder sehr unauffällig usw .) erkannt werden.

Aber der Weltraum ist wirklich, wirklich groß. Radarastronomie ist machbar, aber auf das Sonnensystem beschränkt, und Sie benötigen eine riesige Antenne wie die Arecibo-Schüssel (siehe Foto in Hohmannfans Antwort), die mit einem leistungsstarken Sender gekoppelt ist (die leistungsstärksten Radargeräte verwenden Sender im Bereich von 1 bis 5 MW). und ein sehr empfindlicher Empfänger, um so weit zu kommen. Und Sie können auf diese Weise nur große Objekte erkennen (Asteroiden, ja. Nicht-Riesenraumschiffe, nein).

Auf Raumfahrzeugen montierte Radarsysteme wurden von den USA ausgiebig verwendet, um ihre Raumfahrzeuge beim Rendezvous zu führen. Gemini, Apollo und Shuttle hatten alle Rendezvous-Radarsysteme.

Einige Militärsatelliten verwenden Radar auch zur Meeresüberwachung.

Bei mehreren Shuttle-Missionen wurde ein Radar mit synthetischer Apertur zur Beobachtung der Erde verwendet.

tl; dr Radar funktioniert gut im Weltraum.