Ruimtelokaliserings- en objectvolgradar
Een ruimtelokaliserings- en objectvolgradar is een zeer nauwkeurige radar met een extreem groot bereik. Het wordt gebruikt om de banen van satellieten en ruimtepuin in de buurt van de aarde (tot 3000 km hoogte) te catalogiseren.
Ruimtepuin is een aanhoudende en groeiende bedreiging voor satellieten en de ruimtevaart. Door hun extreem hoge snelheid kunnen deze puindeeltjes satellieten en ruimtevaartuigen als een projectiel binnendringen en zo vernietigen. Om het risico van botsingen te vermijden, is het van cruciaal belang de baan van deze deeltjes te lokaliseren, te volgen, te identificeren en te documenteren.
Figuur 1: Met twee radars kan de exacte positie worden berekend ondanks de slechte hoekresolutie.
Afstandsresolutie is het kleinste probleem voor moderne radars die werken met breedbandsignalen. Het hoekoplossend vermogen is echter afhankelijk van de geometrische afmetingen van de antenne. Dit is echter niet zo gemakkelijk te verhogen, omdat dit ook gevolgen heeft voor de bewegingsmotor van de antenne, die dan door zijn grote massa niet meer zo snel op het doel kan worden afgesteld. Een antennepatroon met een halve bundelbreedte van 4° heeft een reikwijdte van meer dan 200 km op een afstand van 3000 km. Tegelijkertijd kan echter met een bandbreedte van 100 MHz de afstand tot op 1,5 meter nauwkeurig worden bepaald.
Een oplossing hiervoor kan zijn het gebruik van twee radars, die op een afstand van ongeveer 300 km worden opgesteld en gelijktijdig het te onderzoeken schrootdeel vanuit verschillende hoeken meten. Deze methodologie wordt uitgevoerd met radars van het type GESTRA die op verschillende plaatsen zijn opgesteld. Met behulp van multilateratie kan nu ook een zeer nauwkeurige hoekbepaling worden gemaakt op basis van beide nauwkeurig gemeten afstanden.
De conventionele methode om de vereiste hoekresolutie in ruimteradarsystemen te bereiken is het vergroten van de antenne. De TIRA-radar van het Fraunhofer-instituut voor hoogfrequentfysica en radartechnieken (Wachtberg, Duitsland) heeft bijvoorbeeld een paraboolantenne met een diameter van 34 meter.