Небо полно радиочастотных помех (RFI), но благодаря двум астрономам, отслеживавшим телевизионные сигналы, отражающиеся от пролетающего самолета, может появиться новый способ блокировать некоторые несанкционированные сигналы, мешающие нашим радиотелескопам.
«Астрономия сталкивается с экзистенциальным кризисом», — заявил Джонатан Поппер из Университета Брауна.
Например, небо заполнено спутниками. По состоянию на июнь 2023 года Управление ООН по вопросам космического пространства насчитало 11 330 спутников на низкой околоземной орбите, и с тех пор их число увеличилось. Большинство спутников предназначены для передачи различных видов информации посредством радиоволн. Это ставит астрономическое сообщество перед сложной проблемой.
«Растут опасения — и даже появляются сообщения о том, — что астрономы вскоре не смогут проводить высококачественные радионаблюдения в том виде, в каком мы их знаем, из-за помех от спутниковых созвездий», — сказал Побер.
Этот вопрос особенно важен для таких телескопов, как Murchison Widefield Array (MWA) в Западной Австралии, научным руководителем которого является американский ученый Боб. MWA состоит из 4096 антенн, предназначенных для обнаружения низкочастотных радиоволн в диапазоне от 70 до 300 МГц, которые несут информацию об эпохе реионизации Вселенной, когда образовались первые звезды и галактики. Однако, поскольку MWA необходимо наблюдать за всем небом одновременно, «мы не можем направить телескоп в сторону от спутника», — сказал Побер.
Из-за случайного характера радиопомех и сложности отслеживания их источников моделирование помех с целью их фильтрации оказалось практически невыполнимой задачей. Обычно наборы данных, загрязненные радиочастотными помехами, просто удаляются, но это может привести к значительной потере данных.
Однако появление случайного телевизионного сигнала дало астрономам надежду на то, что им удастся спасти часть данных.
MWA расположен в зоне радиомолчания шириной 300 километров, однако телескоп продолжает принимать телевизионные передачи, которые не должны передаваться в этой зоне. Источник этих передач остается загадкой.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
«И тут нас осенило», — сказал Бобер. Мы сказали: «Сигнал, должно быть, отразился от самолета».Бобер работал с аспиранткой Джейд Дюшарм, также из Брауновского университета, чтобы доказать гипотезу самолета. Для этого они объединили два метода поиска источников радиопомех — «коррекцию ближнего поля», которая фокусирует радиотелескоп на близлежащем объекте, вызывающем помехи, и «формирование луча», позволяющее телескопу сфокусироваться на нужном объекте.
Объединив два метода, Бобер и Дюшарм смогли отследить телевизионный сигнал самолета, летевшего на высоте 11,7 километра со скоростью 792 километра в час. Они даже обнаружили, что телевизионный сигнал находился в диапазоне частот, используемом австралийским цифровым каналом 7. Сигнал передавался откуда-то за пределами зоны радиомолчания и отражался от фюзеляжа.
Выявление источников радиопомех позволяет моделировать помехи, понимать их природу и в конечном итоге отфильтровывать их, сохраняя данные, пригодные для использования астрономами.
«Это критически важный шаг в удалении искусственных помех из данных», — сказал Поппер. «Точно определяя и устраняя источники помех, астрономы смогут сохранить больше своих наблюдений, сократить раздражающую потерю данных и увеличить свои шансы на важные открытия».
Однако отслеживание источника радиопомех пролетающим самолетам — это только первый шаг. Следующими шагами станет исследование того, как удалить такие сигналы из астрономических данных, а затем расширение метода для обнаружения и удаления не только телевизионных сигналов, отраженных от самолетов, но и сигналов от пролетающих спутников. Однако эта задача осложняется огромным количеством спутников.
Однако Поппер считал, что для выживания радиоастрономии необходимо улучшить сигнал.
«У нас нет другого выбора, кроме как инвестировать в более совершенную аналитику данных, чтобы выявлять и устранять человеческий шум», — сказал он.
В статье, опубликованной 12 февраля в журнале Publications of the Astronomical Society of Australia, анализируется, как Побер и Дюшарм отследили фальшивый телевизионный сигнал и обнаружили его на самолете.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.