Simulation de l’imagerie de réseaux radio à grande échelle sur la surface lunaire

Un cadre de simulation pour tester les capacités d’imagerie des réseaux radio à grande échelle sur la surface lunaire est présenté. Les principaux composants sonores sont discutés, et un pipeline de logiciels est parcouru avec des détails sur la façon de le personnaliser pour de nouveaux usages scientifiques.

Ce package étend un package de simulation standard de l’industrie pour la radioastronomie CASA pour l’utilisation de réseaux lunaires, un domaine d’intérêt réémergent avec de nombreuses possibilités scientifiques. Avant de commencer une simulation, rendez-vous sur le site Web de Deep Blue Data et téléchargez le progiciel. Le logiciel n’a été testé que dans un environnement Unix et peut ne pas fonctionner pleinement dans d’autres environnements.

Pour personnaliser le script createarrayconfig. py, fournissez une liste de coordonnées de longitude et de latitude pour chaque antenne afin de sélectionner la configuration du réseau et de modifier la variable de trajectoire lunaire dans le script pour refléter le nouvel emplacement de téléchargement du modèle numérique d’élévation contenant les données d’élévation de la surface lunaire. Utilisez la commande pour exécuter createarrayconfig.

PY pour utiliser le modèle numérique d’élévation lunaire afin de déterminer l’élévation à chaque longitude et latitude de chaque antenne. Enregistrez la longitude, la latitude et l’élévation dans des fichiers et imprimez-les à l’écran pour faciliter les copier-coller dans le script suivant, puis créez des figures montrant la configuration du réseau au-dessus de la topographie lunaire locale. Pour personnaliser l’eqrovertimeearth.

c, copiez la longitude, la latitude et chaque sortie d’élévation d’antenne dans les listes correspondantes du script et mettez à jour la variable numspacecraft avec le nombre de récepteurs et les coordonnées correspondantes. Mettez à jour le lunar_furnsh. txt inclus dans le paquet avec les nouveaux noms de chemin pour les fichiers de trame et d’éphémérides requis et spécifie l’ensemble des dates auxquelles les observations doivent avoir lieu pour informer les éphémérides dans SPICE de suivre avec précision où se trouvent la Terre et le Soleil par rapport au tableau défini pour ces dates.

Spécifiez la zone du ciel ciblée pour le réseau à suivre et à imager. Ensuite, utilisez la commande GCC pour compiler l’eqrovertime. c et modifiez les chemins d’accès pour refléter l’emplacement des bibliothèques cspice.

Utilisez la commande pour exécuter l’exécutable du tableau équatorial au fil du temps afin d’obtenir un certain nombre de fichiers, chacun contenant un ensemble de variables. Les plus importants sont la position XYZ de chaque antenne dans les coordonnées J2000 et les coordonnées d’ascension droite et de déclinaison de la zone ciblée du ciel, puis enregistrez les variables de sortie dans des fichiers txt contenant les données pour toutes les dates demandées. Pour personnaliser l’intégration lunarearthpickfreak.

py, spécifiez la fréquence d’observation du réseau à laquelle créer une image et spécifiez une image de vérité compatible CASA avec les valeurs de pixels jansky pour que le réseau puisse reconstruire. Modifiez les constantes dans le code pour refléter la taille et la résolution de l’image de vérité d’entrée. Utilisez la commande pour lancer le lunarearthpick.

script py. L’indicateur numsc négatif est utilisé pour informer le code du nombre d’antennes et/ou de récepteurs utilisés et permet de décompresser les données des fichiers txt contenant les coordonnées du récepteur. Pour personnaliser les noisecopies.

py, définit la densité de flux équivalente du système et définit la bande passante intégrée dans une ligne de bruit variable de 200 à 500 kilohertz. Réglez le temps d’intégration en ligne de bruit variable 200 et utilisez la commande pour exécuter les noisecopies. script py.

Le script va d’abord créer une image à partir des données de visibilité sans bruit, en appelant l’algorithme d’astronomie de rapport standard clean pour créer l’image. Le script crée ensuite des copies de l’ensemble de mesures et ajoute le niveau de bruit approprié aux données de visibilité complexes avant d’utiliser clean pour imager les données pendant une plage de temps d’intégration allant jusqu’à 24 heures et sur plusieurs valeurs de schéma de pondération robustes. Selon la configuration de la matrice, la qualité de l’image peut varier en fonction du choix des schémas de pondération des données.

L’exécution de createarrayconfig. py telle que démontrée devrait créer une carte d’élévation similaire à celle présentée dans laquelle la configuration du réseau défini est tracée au-dessus de la topographie locale de la surface lunaire dérivée du modèle numérique d’élévation dérivé de l’orbiteur de reconnaissance lunaire Lunar Orbiter Laser Altimeter. L’utilisation de CASA pour simuler une réponse de tableau devrait aboutir à une sortie similaire à celle observée ici, qui peut être utilisée pour calculer les données de visibilité.

L’imagerie des données peut alors générer des images sans bruit et bruyantes, les images bruyantes apparaissant moins claires que les images sans bruit. Ce protocole utilise une combinaison de cartes astronomiques du package SPICE de la NASA et de cartes d’élévation de la surface de la lune à l’aide des données de l’orbiteur de reconnaissance lunaire pour simuler avec précision n’importe quel réseau sur la lune.