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G. Pupillo (1,2), G. Bortolotti (2),G. Cevolani (2), C. Franceschi (2), S. Ferretti (3), G. Grassi...
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G. Pupillo (1,2), G. Bortolotti (2) ,G. Cevolani (2), C. Franceschi (2), S. Ferretti (3), G. Grassi (2), G. Trivellone (2)
(1) Dip. Ingegneria Elettronica – Università di Firenze
(2) CNR – ISAC (Bologna)
(3) Dip. Astronomia – Università di Bologna
Osservazioni radar e ottiche di micrometeoroidi in atmosfera
Meeting: “(Micro)meteoriti e origine della vita” – Arcetri 28 febbraio – 1 Marzo 2005
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Radar meteorico bistatico
TrasmettitoreRicevitore
P
2
3 2 24
,
T T RR
T R
P G GP
R R
q
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Distribuzione di massa dei corpi interplanetari che entrano nell’atmosfera terrestre
Ceplecha, 1992
Meteore radar
Flusso totale:1.5 – 2.2 x 108 kg/anno
(Hughes, 1993)
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BLM radar
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Caratteristiche del radar BLM
•Tipo: Bistatico (forward scatter)
• Frequenza: 42.770 MHz ( = 7m)
• Potenza trasmissione: 1kW in CW
• Baseline: BL = 710 km ; BM = 610 km
• Antenne: Yagi 5 el. (BL) ; Yagi 4 el. (BM)
• Ricevitore dedicato a banda stretta ( = 300 Hz)
• Sistema anticoincidenza e soglia dinamica
• Riconoscimento/acquisizione automatica degli echi meteorici con registrazione dei parametri e dei profili di ampiezza
Dimensioni minime del meteoroide rilevabili dal radar BLM:
100 micron in configurazione BLM-250W
10 micron in configurazione BL-1kW
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Principali attività condotte dal BLM radar
- Monitoraggio sistematico dell’attività meteorica di sciame
- Calcolo della distribuzione di massa dei meteoroidi
- Misure indirette di ozono mesosferico
Pupillo et al. (2004)
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Campo MarinoLLTV
Agosto 2004: radar BLM + ottico
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LLTV (Low Level Light TV) Camera
- CCD: Sony ICX249AL da ½”
- Sensibilità: 0.0002 lux a f/1.2
- Obiettivo asferico: F=8mm f/0.8
- FOV = 44.9° x 34.0° (Diag=55.1°)
- Magnitudine stellare limite a 25 frames/sec (exp.= 0.04sec): R=6.9, B=6.4
Obiettivo asferico F=2.6 mm f/1.0
FOV = 122.8° x 97.1° (Diag. 143.5°)
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11/08/2004 03:05:22 UT
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D u ra ta (s)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
Am
pie
zza
de
ll'e
co (
mV
)E co n . 4292611/08/2004 03:05 :22 U T
11/08/2004 03:05:22 UT – radioeco n. 42926
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LLTV
MIRA (Meteor Interferometer Radar Array)
RX Antenna Setup
Radar bistatico a singola stazione ricevente interferometrica (sulla direttrice BL)
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GPS
RX
wave generator
driver
TX
1kW
marker
GPS
RX
BB
RX
square delay detector
t
range
NB
RX
NB
RX
0 i
square square
Phase Difference Detector
AoA 0i
P
spectrum
analyzer
Vr
i = 1 - 4
GPS satellite
GPS satellite
Meteor
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MIRA
• Misurazione del flusso di micrometeoroidi in atmosfera;
• Studio delle proprietà dei meteoroidi: massa, parametri di ablazione, densità, ecc.
• Identificazione di nuovi sciami meteorici;
• Studio strutturale ed evolutivo degli sciami e della componente sporadica;
• Ricerca di meteore extrasolari;
• Determinazione della quota e misure dei parametri atmosferici
Parametri misurabili
• Direzione dell’eco (azimut e altezza del punto di riflessione P)
• Range (distanza TPR percorsa dall’onda elettromagnetica)
• Componente radiale della velocità (Doppler)
• Polarizzazione
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’1
x’
z’
y’
’2
Radiante
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132 136 140 144 148 152 156 160 164 168 172
Ascensione Retta (deg)
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
De
cli
na
zio
ne
(d
eg
)
Simulazione radiante senza background
AR=153°; Dec=+22°
Disp=1°
Nrad = 73
Nbgd = 0
132 136 140 144 148 152 156 160 164 168 172
Ascensione Retta (deg)
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
Dec
linaz
ion
e (d
eg)
Simulazione radiante con background
AR=153°; Dec=+22°
Disp=1°
Nrad = 73
Nbgd = 57
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MIRA - B
MIRA - A
Lecce
10-20 km
MIRA 2 (Meteor Interferometer Radar Array)
Radar multistatico a doppia stazione ricevente interferometrica (sulla direttrice BL)
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MIRA 2
• Determinazione delle orbite (associazione con i corpi progenitori)
• Misurazione del flusso di micrometeoroidi in atmosfera;
• Studio delle proprietà dei meteoroidi: massa, parametri di ablazione, densità, ecc.
• Identificazione di nuovi sciami meteorici;
• Studio strutturale ed evolutivo degli sciami e della componente sporadica;
• Ricerca di meteore extrasolari;
• Determinazione della quota e misure dei parametri atmosferici
Parametri misurabili
• Direzione della traccia + velocità Orbita
• Range (quota, ecc.)
• Polarizzazione
• Posizione del radiante di ogni singola meteora