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Radar di localizzazione spaziale e inseguimento di oggetti

Un radar di localizzazione spaziale è un radar di alta precisione con una portata estrema. Viene utilizzato per catalogare le orbite dei satelliti e dei detriti spaziali nello spazio vicino alla Terra (fino a 3000 km di altitudine).

I detriti spaziali sono una minaccia persistente e crescente per i satelliti e il volo spaziale. A causa della loro velocità estremamente elevata, queste particelle di detriti hanno il potenziale di penetrare satelliti e veicoli spaziali come un proiettile e quindi distruggerli. Per evitare il rischio di collisioni, è fondamentale localizzare, tracciare, identificare e documentare l'orbita di queste particelle.

Figura 1: Con due radar, la posizione esatta può essere calcolata nonostante la scarsa risoluzione angolare.

Figura 1: Con due radar, la posizione esatta può essere calcolata nonostante la scarsa risoluzione angolare.

La risoluzione della portata è il problema minore per i moderni radar che operano con segnali di scandaglio a banda larga. Il potere di risoluzione angolare, tuttavia, dipende dalla dimensione geometrica dell'antenna. Questo non è così facile da aumentare, tuttavia, perché colpisce anche il motore di movimento dell'antenna, che non può più essere allineato al bersaglio così rapidamente a causa della sua grande massa. La semilarghezza del diagramma di radiazione di un'antenna di 4° ha un'estensione di più di 200 km a una distanza di 3000 km. Allo stesso tempo, però, con una larghezza di banda di 100 MHz, la distanza può essere determinata entro 1,5 metri.

Un rimedio a questo può essere l'uso di due radar, che sono impostati a una distanza di circa 300 km e misurano simultaneamente la parte di rottame da rilevare da diverse angolazioni. Questa metodologia è realizzata con radar di tipo GESTRA installati in diverse località. Ora, con l'aiuto della multilaterazione, una determinazione molto accurata dell'angolo può essere fatta anche da entrambe le distanze accuratamente misurate.

Il metodo convenzionale per ottenere la risoluzione angolare richiesta nei sistemi radar spaziali è quello di ingrandire l'antenna. Il radar TIRA del Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques (Wachtberg, Germania), per esempio, ha un'antenna parabolica con un diametro di 34 metri.