National Science Foundations Green Bank Observatory (GBO) och National Radio Astronomy Observatory (NRAO), och Raytheon Intelligence &Space (RI&S) har släppt en ny högupplöst bild av månen, den högsta som någonsin tagits från marken med hjälp av ny radarteknik på Green Bank Telescope (GBT).

Upplösningen på den nya Tycho Crater-bilden är nära fem meter gånger fem meter och innehåller cirka 1,4 miljarder pixlar. Bilden täcker ett område på 200 km gånger 175 km för att fånga hela kratern, som mäter 86 km i diameter. "Detta är den största radarbilden med syntetisk bländaröppning vi har producerat hittills med hjälp av våra partners på Raytheon, " sa Dr Tony Beasley, chef för National Radio Astronomy Observatory, och vicepresident för radioastronomi vid associerade universitet, Inc. (AUI). "Medan mer arbete ligger framför för att förbättra dessa bilder, vi är glada över att dela denna otroliga bild med allmänheten, och ser fram emot att dela fler bilder från det här projektet inom en snar framtid."

GBT – världens största fullt styrbara radioteleskop – utrustades i slutet av 2020 med ny teknik utvecklad av Raytheon Intelligence &Space och GBO, så att den kan sända en radarsignal ut i rymden. Med hjälp av GBT och antenner från Very Long Baseline Array (VLBA), flera tester har genomförts sedan dess, fokusera på månens yta, inklusive Tycho-kratern och NASAs Apollo-landningsplatser.

Hur översätts denna lågeffektsradarsignal till bilder vi kan se? "Det är gjort med en process som kallas syntetisk bländarradar, eller SAR, " förklarade Galen Watts, en GBO-ingenjör. "När varje puls sänds av GBT, det reflekteras från målet, månens yta i detta fall, och det tas emot och lagras. De lagrade pulserna jämförs med varandra och analyseras för att producera en bild. Sändaren, målet, och alla mottagarna rör sig ständigt när vi rör oss genom rymden. Även om du kanske tror att detta kan göra det svårare att skapa en bild, det ger faktiskt viktigare data."

Denna rörelse orsakar små skillnader från radarpuls till puls. Dessa skillnader undersöks och används för att beräkna en bildupplösning som är högre än vad som är möjligt med stationära observationer, samt att öka upplösningen av avståndet till målet, hur snabbt målet rör sig mot eller bort från mottagaren, och hur målet rör sig över synfältet. "Radardata som denna har aldrig spelats in tidigare på detta avstånd eller upplösning, " sa Watts. "Detta har gjorts förut på avstånd av några hundra km, men inte på hundratusentals kilometers skala av detta projekt, och inte med de höga upplösningarna på en meter eller så på dessa avstånd. Det hela tar många datortimmar. För tio eller så år sedan skulle det ha tagit månader av datoranvändning för att få en av bilderna från en mottagare, och kanske ett år eller mer från mer än ett."

Dessa lovande tidiga resultat har fått stöd för projektet från forskarvärlden och i slutet av september fick samarbetet 4,5 miljoner dollar i finansiering från National Science Foundation för att utforma hur projektet skulle kunna förlängas (Mid-scale Research Infrastructure-1 design award AST- 2131866). "Efter dessa mönster, om vi kan attrahera fullt finansieringsstöd, vi kommer att kunna bygga ett system hundratals gånger kraftfullare än det nuvarande och använda det för att utforska solsystemet, " sa Beasley. "Ett sådant nytt system skulle öppna ett fönster in i universum, så att vi kan se våra närliggande planeter och himlaobjekt på ett helt nytt sätt."

West Virginia har en lång historia av anläggningar som har gett betydande bidrag till att utöka vår vetenskapliga kunskap om universum. West Virginia Senator Joe Manchin III delade, "De nya bilderna och detaljerna av Tycho-kratern på månen som hittats med hjälp av radarteknik på Green Bank Telescope visar att otroliga framsteg inom vetenskapen görs just här i West Virginia. I mer än två decennier, GBT har hjälpt forskare att utforska och bättre förstå universum. Genom min plats på Commerce, Underkommittén för anslag för rättvisa och vetenskap, Jag har starkt stöttat dessa tekniska framsteg på GBT, vilket nu kommer att tillåta GBT att sända radarsignaler till rymden och säkerställa dess avgörande roll i astronomiforskningen i många år framöver. Jag ser fram emot att se fler otroliga bilder och framtida upptäckter av vårt solsystem, och jag kommer att fortsätta att arbeta med National Science Foundation för att förespråka finansiering för att stödja projekt vid Green Bank Observatory.

Den här tekniken har funnits i flera år, del av ett samarbetsavtal om forskning och utveckling mellan NRAO, GBO, och RI&S. Ett framtida radarsystem med hög effekt i kombination med GBT:s himmelstäckning kommer att avbilda objekt i solsystemet med oöverträffad detaljrikedom och känslighet. Räkna med att fler spännande bilder kommer i höst, eftersom det är värt att vänta på att bearbeta dessa tidiga data med tiotals miljarder pixlar med information.

National Radio Astronomy Observatory och Green Bank Observatory är anläggningar för National Science Foundation, drivs enligt samarbetsavtal av Associated Universities, Inc.