RLI Simulator: Software di Simulazione per un Esperimento Radiometrico

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Aloisio Donato
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1 2 Convegno Nazionale RadioAstronomia Amatoriale Trento Ottobre 2004 RLI Simulator: Software di Simulazione per un Esperimento Radiometrico Salvatore Pluchino IARA Coordinator - Italian Amateur Radio Astronomy Group Web: Home address: Via Modena, 62 - Scicli (RG) Italy salvo.pluchino@tin.it

2 La missione RLI Principali obiettivi della missione: Collocarsi in un orbita attorno alla Luna Misurare l attenuazione l delle RFI (Radio Frequency Interferences) provenienti da Terra Studiare eventuali fenomeni atmosferici lunari nelle bande ULF-ELF ELF-VLF

3 Caratteristiche Orbitali della missione RLI Orbital parameter Value Inclination [ ] 90 Radius of Periselenium [km] 1890 Radius of Aposelenium [km] Semilatus Rectum [km] 3508 Semimajor Axis [km] 9745 Period [h] 24 Eccentricity 0.8 Longitude of Ascending Node [ ] 3 Argument of Periselenium [ ] 5

4 Gli esperimenti di RLI Una Radio Occultatione Lunare in Banda SHF Uno dei principali obiettivi di RLI è quello di misurare l attenuazione l delle RFI provenienti dalla Terra ad opera del sico lunare. Questa misura verrà effettuata quando RLI attraverserà il Quite Cone.

5 Le 4 posizioni della Luna durante un mese sinodico. L RLI, la Terra e la Luna risultano allineate nei punti α-point e β- point.

6 Teoria di una Occultazione Lunare Una occultazione lunare in banda SHF di un oggetto come la Terra è molto complessa e differisce dall occultazione di una stella.

7 Per un oggetto stellar-like l intensità di flusso ad un punto P (avente distanza x dal punto di occultazione geometrica) è ben rappresentata dal pattern di Fresnel: F I c s 2 2 ( ω) = 0.5 0[(0.5 + ( ω)) + (0.5 + ( ω)) ] π ( ) cos 2 ω 2 cω = t dt 0 π ( ) sin 2 ω 2 s ω = t dt 0 2 ω = x è il Numero di Fresnel λz

8 In (a) è mostrata schematicamente una radio-occultazione lunare. In (b) è mostrato il tipico pattern di Fresnel dell ombra proiettata per una sorgente monocromatica e stellar-like.

9 Limiti Osservativi 1. Il flusso della radiosorgente non è monocromatico 2. Il sistema ha una banda passante risultante non trascurabile 3. Il beam (fascio) d antenna d è differente da un pencil beam simmetrico 4. Altri fattori secondari

10 L emissione spettrale della Terra e della Luna è dominata fondamentalmente dal rumore termico La Brillanza di un corpo nel range di frequenze utilizzate e ad una temperatura di 200 K è: B(10.7 GHz) = 6.12 x B(11.8 GHz) = 8.80 x [W m -2 sr -1 Hz -1 ]

11 Ci aspettiamo di trovare una modificazione della distribuzione di brillanza dell emissione emissione della sorgente diffratta dal lembo lunare. Sommando una serie di curve monocromatiche opportunamente pesate, possiamo ottenere una curva policromatica di diffrazione con frange più fini ridotte e con quelle più vicine al lembo maggiormente evidenziate.

12 Le curve dei modelli di alcuni pattern policromatici di diffrazione ottenuti tramite simulazione. DSP Code Algorithm - S. Pluchino 2004.

13 The Model Curve L esperimento radiometrico SHF viene simulato per mezzo del metodo del finite source size. I = Ix ( + d) A A = i 1 i i

14 RLI SIMULATOR Software Oggi l RLI Simulator è modularizzato ed è basato su metodi di calcolo distribuito.

15 The Main Module L interfaccia grafica (GUI) del Main Module consiste in un MDI form (Multiple- Document Interface) che contiene 6 finestre figlie: Polar View window RLI Orbit View window RLI Activity form Orbital Data Control Panel RLI Kinematic Module

17 RLI Kinematic Module Le immagini a e b sono le odografe della velocità di RLI. L immagine c è il grafico delle componenti della velocità lungo il wave-front e lungo il ray-path.

18 Radiometric and Data Processing Module Il modulo Radiometrico calcolerà il modello per ogni curva di radio- occultazione prevista. Il modulo di Data Processing elaborerà I dati ricevuti e ne calcolerà il fit tramite il modello previsto. Infine sarà possibile ottenere la corretta distribuzione di brillanza dell oggetto occultato.

19 2 Convegno Nazionale RadioAstronomia Amatoriale Trento Ottobre 2004 RLI Simulator: Software di Simulazione per un Esperimento Radiometrico Salvatore Pluchino IARA Coordinator - Italian Amateur Radio Astronomy Group Web: Home address: Via Modena, 62 - Scicli (RG) Italy salvo.pluchino@tin.it

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