Warum können wir die Entfernung zur Sonne nicht direkt mit Radar messen?

Meine Frage ist speziell, WARUM KÖNNEN WIR Radar NICHT VERWENDEN, um die Entfernung zur Sonne zu messen? Was ist der Grund dafür? Entschuldigung, wenn dies eine lahme Frage ist, ich bin kein Experte für diese Dinge und mir ist gerade eingefallen, warum nicht Radar verwenden, um die Entfernung zur Sonne direkt zu messen, anstatt alle Komplikationen durchzugehen, die es indirekt über die Venus und dann mit Trigonometrie, um es herauszufinden. Was ist der Grund dafür?

Es ist eine vollkommen gute Frage. Immerhin messen wir die Entfernung zu den anderen Planeten mit Radar.

Antworten (2)

Meine Frage ist speziell, WARUM KÖNNEN WIR Radar NICHT VERWENDEN, um die Entfernung zur Sonne zu messen?

Analog dazu wird in diesem Sommer die Bahn einer Sonnenfinsternis die Vereinigten Staaten durchqueren. Die Menschen werden bereits davor gewarnt, während der Sonnenfinsternis ungeschützt direkt in die Sonne zu schauen. Der Grund ist natürlich, dass der Blick auf eine teilweise verfinsterte Sonne die Augen dauerhaft schädigen kann. Die meisten dieser Schäden resultieren eher aus der Infrarot- als aus der sichtbaren Strahlung der Sonne. Nur weil man Infrarotstrahlung nicht sehen kann, heißt das nicht, dass sie einem nicht schadet.

Gleiches gilt für Funkantennen. Während Funkantennen normalerweise so konstruiert sind, dass sie gegenüber sichtbarem und Infrarot unempfindlich sind, erleidet eine ungeschützte Funkantenne, wie ein ungeschütztes Auge, irreparable Schäden, wenn sie auf die Sonne gerichtet wird.

Was ist mit einer durch ein Radom geschützten Funkantenne? Diese können und werden direkt auf die Sonne gerichtet. Was sie sehen, ist ein großer Körper, der mit einer effektiven Temperatur weit über 5778 K der Sonnenoberfläche strahlt. Die Chromosphäre der Sonne kann eine effektive Schwarzkörpertemperatur in Mikrowellen- und Radiofrequenzen von Zehntausenden von Kelvin und die Sonnenkorona in Millionen von Kelvin haben.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Sonne aktiv ist, eine ein- bis vierjährige Periode während des elfjährigen Sonnenzyklus der Sonne. Solarforscher richten radomgeschützte Radioantenne direkt auf die Sonne, weil die Abweichungen von Schwarzkörperstrahlung bei 10,7 Zentimetern stark mit Abweichungen bei kurzen Wellenlängen korrelieren. Wissenschaftler verwenden die Strahlung der Sonne bei 10,7 cm als Richtschnur für die Aktivität der Sonne.

Angenommen, jemand beschließt, die Sonne mit einer Funkantenne in einem Radom anzupingen, während die Sonne ruhig ist. Selbst in ruhigen Zeiten gibt die Sonne noch Strahlung im Mikrowellen- und Radiofrequenzbereich mit einer effektiven Temperatur von fast 10000 Kelvin ab. Die große Leistung der Sonne in den Mikrowellen- und Radiofrequenzen wird diesen kleinen Ping überwältigen, selbst wenn die Sonne am ruhigsten ist.

Stellen Sie sich noch einmal als Analogie vor, eine Taschenlampe direkt auf eine Straßenlaterne zu richten. Taschenlampen funktionieren hervorragend, wenn sie auf einen etwas nahe gelegenen dunklen Fleck auf dem Boden gerichtet sind. Sie tun überhaupt nicht viel, wenn sie auf eine weiter entfernte Lichtquelle gerichtet sind.

Diese Antwort macht für mich sehr viel Sinn - insbesondere kann ich sehen, wie sie den Kommentar / die implizite Frage beantwortet, die ich unter John Rennies Antwort gestellt habe. Sie sagen, dass die Sonne über ein so breites Band so hell ist, dass die Leistung, die Sie an sie senden müssten, unmöglich groß wäre, selbst wenn sie schmalbandig wäre, um im Gegenzug ein anständiges SNR zu erreichen. Es wäre also gut, diese Antwort zu quantifizieren, wenn Ihnen ein einfacher Weg dazu einfällt. Siehe auch den Artikel von J. Photochemistry and Photobiology, den ich hier in meiner Antwort zitiere ; Mein Verständnis ist, dass normalerweise ...
... das IR von der Sonne ist kein Problem für das Auge, auch wenn Sie direkt darauf schauen (wie in meiner Antwort besprochen): Das UV ist die weitaus größere Gefahr. Der Unterschied bei einer Sonnenfinsternis besteht darin, dass die Pupille auf das Hintergrundlicht reagiert und sich auf einen Durchmesser von etwa 7 mm erweitert, wodurch 50-mal mehr Licht eingelassen wird als normalerweise. Daher können in diesen Zeiten thermische Schäden durch IR bei der Sonnenfinsternis zu einem Problem werden erreicht plötzlich die "Diamantring"-Phase. Das UV von der Korona ist zwar klein, aber auch während der Sonnenfinsternis ein großes Problem.

Die Stärke des Radarsignals nimmt mit zunehmender Entfernung schnell ab, sodass wir es bei Objekten innerhalb des Sonnensystems mit sehr schwachen reflektierten Signalen zu tun haben. Bei Objekten wie der Venus ist das kein Problem, denn mit geeigneter Signalverarbeitung können wir die Radarreflexion aus dem Hintergrundrauschen extrahieren. Das Problem mit der Sonne ist, dass sie ein (sehr) starker Sender von Radiowellen ist und dieser schwarze Hintergrund die Radarreflexion vollständig überdeckt.

Es ist viel schlimmer als das. Es wäre kein Problem, die Sonne anzupingen, wenn sie nur ein schwarzer Strahler in den Radiowellenlängen wäre. Das Problem ist, dass die Sonne in diesen Wellenlängen deutlich von der Schwarzkörperstrahlung abweicht. Bei langen Wellenlängen ist dies etwa zwei Größenordnungen größer als die eines schwarzen Körpers, wenn die Sonne ruhig ist, und sechs Größenordnungen, wenn die Sonne aktiv ist. Für 10,7-cm-Strahlung (der Richtwert) scheint die Sonne eine effektive Schwarzkörpertemperatur von Zehntausenden von Kelvin zu haben.
Interessant. Ich frage mich jedoch, ob es auch daran liegt, dass viele Planeten eine bestimmte Streuungsschnittstelle haben - eine harte Oberfläche, während Reflexionen von der Sonnenatmosphäre über eine große Entfernung verteilt werden, weil es keine Oberfläche gibt. Die verteilte Reflexion könnte aufgrund destruktiver Interferenz leicht die Rückführung um 60 dB auf 80 dB oder mehr herunterdrücken (es sei denn, Sie haben eine Gitterresonanz, verteilte Reflexionen sind aus diesem Grund sehr klein). Sie könnten das Problem, von dem Sie sprechen, teilweise mit einem sehr schmalbandigen Radar und einer intelligenten Signalverarbeitung lösen, daher meine Überlegungen.
@WetSavannaAnimalakaRodVance - Als die beiden STEREO-Raumschiffe hinter die Sonne flogen, mussten sie sehr sorgfältig planen, wann sie sie wieder einschalten und versuchen, mit ihnen zu sprechen. Dies liegt daran, dass die Sonne so laut ist, dass sie sich Sorgen machten, dass sich Raumschiffe tatsächlich auf die Sonne einrasten und dann ihre Transponder braten könnten. Die Sonne ist viel "lauter" als die meisten unserer Raumfahrzeuge, daher vermeiden wir es absichtlich, mit ihnen zu sprechen, wenn sie sich möglichst in einem Kegel von ~5 Grad von der Erde-Sonne-Linie befinden. Ich bin mir nicht sicher, ob dies die Reflektivität beeinflusst oder nicht, aber die Sonne ist sehr laut.
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