Радиочастотные помехи перекрывают небо, но благодаря двум астрономам, отследившим отраженный от самолета сигнал телепередачи, может появиться способ устранить некоторые несанкционированные сигналы, мешающие работе радиотелескопов.
«Астрономия переживает экзистенциальный кризис— заявил в своём обращении Джонатан Побер из университета Брауна.
Спутники заполнили небо. По данным управления ООН по вопросам космического пространства, к июню 2023 года насчитывалось 11 330 спутников на околоземной орбите, и их число продолжает расти. Большинство из них предназначены для передачи сообщений на радиоволнах, что создало проблему для астрономического сообщества.
«Увеличивается беспокойство по поводу того, что астрономы в скором времени не смогут выполнять качественные радионаблюдения из-за помех, возникающих от групп спутников. », — говорит Побер.
Вопрос особенно актуален для таких телескопов, как Murchison Wide-field Array (MWA) в Западной Австралии, научным руководителем которого является американский ученый Побер. MWA состоит из 4096 антенн, предназначенных для обнаружения низкочастотных радиоволн в диапазоне от 70 до 300 МГц. Эти волны несут информацию об эпохе реионизации Вселенной, когда формировались первые звезды и галактики. Однако, поскольку MWA наблюдает все небо одновременно… Наблюдать за объектами неба вне зоны покрытия спутников невозможно из-за наших телескопов. », — говорит Побер.
Из-за случайных радиопомех и трудностей в определении их мест происхождения моделирование помех для последующей фильтрации стало практически нерешаемой задачей. Чаще всего наборы данных, испорченные радиочастотными помехами, просто отбрасывают — это приводит к потере большого объема информации.
Случай с блуждающим телесигналом внушает астрономов надеждой на возможность сохранения части этой информации.
В радиотишине шириной 300 километров располагается центр MWA, но телескоп непрерывно принимал телевизионные передачи, нарушающие правила зоны тишины. Происхождение сигналов оставалось неизвестным. И тут нас осенило», — говорит Побер. Мы сказали: «Наверняка сигнал отражается от самолета».
Объединившись с аспирантомкой Джейд Дюшарм из Университета Брауна, Побер взялся доказать гипотезу о самолете. Для этого два метода поиска источника радиопомех — «коррекцию ближнего поля» и «формирование луча» — были объединены.
Благодаря сочетанию этих двух методов Побер и Дюшарм отследили телевизионный сигнал до самолета на высоте 11,7 километра, летящего со скоростью 792 километра в час. Радиосигнал находился в частотном диапазоне австралийского цифрового телеканала 7. Его передавали где-то за пределами зоны радиомолчания и отражали от корпуса самолета.
Обнаружение источника радиошумов позволяет смоделировать шумы, определить их природу и в результате очистить данные, оставив информацию, полезную астрономам.
«Это важный шаг для возможности устранения влияния человеческой деятельности на данные. », — говорит Побер. «Точно определёнными и удалёнными источниками помех астрономы смогут сохранить больше наблюдений, избежать потерь данных и повысить шансы на открытия. ».
Отслеживание источника радиопомех до пролетающего мимо самолёта — первый шаг. Следующий — научиться удалять подобные сигналы из астрономических данных и расширить методику: выявлять и удалять сигналы телевизионных, отражающихся от самолетов, и сигналы от пролетающих спутников. Вместе с тем, учитывая огромное количество спутников, это значительно более сложная задача.
Поберов считает, что эту задачу нужно уточнить, иначе радиоастрономия рискует исчезнуть.
«Нам нужно вложить средства в передовые технологии анализа данных для выявления и ликвидации человеческих ошибок. », — сказал он.
Статья о том, как Побер и Дюшарм выявили и изучили сигналы телевещания на борту самолета, вышла 12 февраля в журнале «Publications of the Astronomical Society of Australia».