Данная работа является продолжением серии работ, направленных на развитие метода радиолокационной длиннобазовой интерферометрии космических тел (метод РСДБ-локации), предназначенного для решения актуальных прикладных проблем - определения точных траекторий фрагментов "космического мусора" и астероидов, потенциально опасных для Земли [1-3]. Метод радиолокационной длиннобазовой интерферометрии заключается в локации космических тел в околоземном пространстве мощным сигналом передатчика и приеме сигналов, отраженных этими телами, радиоинтерферометром со сверхдлинной базой (РСДБ). Объединение методов радиолокации и РСДБ позволило получить инструмент для трехмерных измерений, обладающий высокой разрешающей способностью как по дальности и радиальной скорости, так и по углу и скорости его изменения.

В 2006-2007 годах на базе Низкочастотной РСДБ-сети Low Frequency VLBI Network (LFVN) было проведено три РСДБ-сессии по исследованию параметров орбит планеты Венера, астероидов 2004 XP14 и 2007 DT103 и объектов космического мусора на различных типах орбит. Локация осуществлялась с помощью планетного радиолокатора Евпатории РТ-70 (Украина) на частоте 5 ГГц. Проведены также дополнительные сеансы локации астероидов на частоте 8.5 ГГц передатчиком антенны РТ-70 в Голдстоуне (США). Эхо-сигналы от исследуемых объектов, принятые комплексом радиотелескопов, расположенных в России, Украине, Италии, Китае и Латвии, были записаны с помощью систем регистрации NRTV, МК-2 и МК-5. Обработка РСДБ-данных осуществлялась в центре корреляции "НИРФИ-3". В ходе обработки данных выполнялась корреляция модели переданного сигнала с сигналом, отраженным от объекта и полученным в приемных пунктах. Далее, проводился спектральный анализ полученной реализации для прецизионных измерений доплеровских сдвигов частоты.

Одной из задач проведенных экспериментов являлось определение параметров орбит планет земной группы. В июле 2007 года Венера находилась на сравнительно малом расстоянии от Земли (около 0.3 АЕ), что позволило выделить достаточно сильный кросс-корреляционный отклик. В предыдущих экспериментах обработка была затруднена из-за слабого сигнала. По результатам спектрального анализа сделаны оценки частотного сдвига Доплера.

3 июля 2006 года выполнена успешная локация астероида 2004 XP14 в момент, когда астероид находился на минимальном расстоянии от Земли (около 400 тыс.км). В ходе обработки был получены отклики от астероида в двух частотных диапазонах: при локации объекта планетным локатором Евпатории и локатором Голдстоуна. На рисунке представлен спектральный отклик результата кросс-корреляции модели сигнала передатчика и отклика от астероида, принятого в Евпатории (РТ 70) в 08:39:00 UT, при локации астероида сигналом передатчика Голдстоуна.

В экспериментах по локации объектов "космического мусора", кроме прямых измерений частотных сдвигов Доплера, дополнительно отрабатывалась методика получения некоординатной информации об исследуемых объектах. Анализ временной динамики спектральных кросс-корреляционных откликов позволил получить данные об общем состоянии объекта, включая период вращения, наличие отдельных отражающих фрагментов на корпусе объекта, направление оси вращения аппарата. Кроме того, выполнялось совершенствование процесса корреляционной обработки с целью повышения точности определения частотных сдвигов Доплера в случаях, когда спектральные отклики были значительно расширены (до сотен кГц). Данный эффект становится особенно заметным при локации объектов неправильной формы и при локации быстровращающихся объектов. Для того, чтобы исключить ошибку измерений частот, выполнялась процедура аппроксимации спектра функцией Гаусса. При этом частота сдвига Доплера, определенная по максимуму аппроксимирующей функции, несет информацию о средней радиальной скорости исследуемого объекта.

Таким образом, в локационных РСДБ-сессиях 2006-2007 г.г. продолжено развитие методической, программной и технической базы метода РСДБ-локации. Высокая точность данных, получаемых при РСДБ-локации объектов "космического мусора", весьма важна в построении прогностических моделей опасных сближений космических объектов с работающими спутниками. Отметим, что успешная радиолокация астероида и Венеры на сети LFVN была выполнена впервые.

Авторы выражают благодарность всем сотрудникам радиоастрономических обсерваторий, участвовавших в описанных экспериментах.