चंद्रमा की सतह पर बड़े पैमाने पर रेडियो सरणी की इमेजिंग क्षमताओं के परीक्षण के लिए एक सिमुलेशन फ्रेमवर्क प्रस्तुत किया गया है। प्रमुख शोर घटकों पर चर्चा की जाती है, और एक सॉफ्टवेयर पाइपलाइन को उपन्यास वैज्ञानिक उपयोगों के लिए इसे अनुकूलित करने के तरीके के विवरण के साथ चला जाता है।
हाल के वर्षों में प्रकृति में वैज्ञानिक और अन्वेषणात्मक दोनों कारणों से चंद्रमा पर लौटने में नए सिरे से रुचि रही है । चंद्रमा बड़े पैमाने पर कुर्सियां बनाने के लिए सही प्रशिक्षण मैदान प्रदान करता है जो एक मंगल जैसे अन्य ग्रहों पर लागू हो सकता है । चंद्र दूर की ओर एक रेडियो शांत क्षेत्र के अस्तित्व जल्दी ब्रह्मांड अध्ययन और एक्सोप्लैनेट खोजों के लिए वादा किया है, जबकि निकट पक्ष एक स्थिर आधार है कि पृथ्वी के मैग्नेटोस्फेयर से कम आवृत्ति उत्सर्जन का पालन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि मदद कर सकता है आने वाले अंतरिक्ष मौसम के लिए अपनी प्रतिक्रिया गेज प्रदान करता है । बड़े पैमाने पर रेडियो सरणी का निर्माण बड़े वैज्ञानिक रिटर्न प्रदान करने के साथ-साथ अन्य ग्रहों पर संरचनाओं के निर्माण की मानवता की क्षमता के परीक्षण के रूप में कार्य करेगा। यह काम सैकड़ों या हजारों एंटेना से मिलकर चंद्रमा पर छोटे से बड़े पैमाने पर रेडियो सरणी की प्रतिक्रिया का अनुकरण करने पर केंद्रित है। सरणी की प्रतिक्रिया सरणी के विन्यास और संवेदनशीलता के साथ उत्सर्जन की संरचना पर निर्भर है। रिसीवर स्थानों की ऊंचाई की विशेषता के लिए चंद्र टोही ऑर्बिटर लेजर अल्टिमर उपकरण से डिजिटल ऊंचाई मॉडल का उपयोग करके नकली रेडियो रिसीवर के लिए स्थानों का एक सेट चुना जाता है। एक कस्टम कॉमन एस्ट्रोनॉमी सॉफ्टवेयर एप्लीकेशन कोड का वर्णन किया जाता है और नकली रिसीवर से डेटा को संसाधित करने के लिए उपयोग किया जाता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि उचित अनुमानों का उपयोग इमेजिंग के लिए उचित अनुमानों का उपयोग करने के लिए स्पाइस का उपयोग करके चंद्र और आकाश समन्वय फ्रेम को संरेखित किया जाता है। यह सिमुलेशन फ्रेमवर्क देखने के एक छोटे से क्षेत्र में किसी भी दिए गए वैज्ञानिक लक्ष्य इमेजिंग के लिए सरणी डिजाइन को पुन: तैयार करने के लिए उपयोगी है। यह फ्रेमवर्क वर्तमान में सभी स्काई इमेजिंग का समर्थन नहीं करता है।
रेडियो खगोल विज्ञान का क्षेत्र 1 9 32 में कार्ल जी जानस्की1 द्वारा 20 मेगाहर्ट्ज में गांगेय रेडियो उत्सर्जन का आकस्मिक पता लगाने के साथ शुरू हुआ, एक सीमा में जिसे अब आमतौर पर कम आवृत्ति रेडियो कहा जाता है। तब से, रेडियो खगोल विज्ञान तेजी से वृद्धि हुई है, उच्च आवृत्ति ऑप्टिकल टिप्पणियों कि सदियों के लिए अब चल रहा है के साथ पकड़ने । एक अन्य सफलता रेडियो इंटरफेरोमेट्री का उपयोग था, जहां बड़ी दूरी से अलग एंटीना के समूहों का उपयोग सिंथेटिक अपर्चर बनाने के लिए किया जाता है, जो रेडियो टिप्पणियों की संवेदनशीलता और संकल्प को बढ़ाने का एक तरीका प्रदान करता है2,3। यह सहज रूप से ऑप्टिकल टिप्पणियों के लिए नियमित संकल्प सूत्र के विस्तार के रूप में सोचा जा सकता है:
आकार डी मीटर के अवलोकन पकवान के लिए, और λ मीटर की एक अवलोकन तरंगदैर्ध्य के लिए, Θ एचपीबीडब्ल्यू हाफ पावर बीम चौड़ाई(एचपीबीडब्ल्यू) के रेडियंस में कोणीय आकार है, जो आकाश पर संकल्प को परिभाषित करता है। ज्यादातर खाली क्षेत्र में केवल बिखरे हुए बिंदुओं के साथ एक बड़े पूर्ण पकवान के एक अंश को संश्लेषित करने की इस प्रक्रिया को एपर्चर संश्लेषण भी कहा जाता है। रेडियो इंटरफेरोमेट्री के दायरे में, एक सरणी का संकल्प सरणी में किसी भी दो रिसीवर के बीच दूर की दूरी से निर्धारित होता है, और इस दूरी का उपयोग समीकरण 1 में डी के रूप में किया जाता है।
इंटरफेरोमेट्री के पीछे गणित अच्छी तरह से रेडियो खगोल विज्ञान 3 में थॉमसन के इंटरफेरोमेट्री और संश्लेषण कीतरहक्लासिक ग्रंथों में प्रलेखित किया गया है । बुनियादी अंतर्दृष्टि को अनौपचारिक रूप से सूचित किया जा सकता है “(देखने के एक छोटे से क्षेत्र को देख रहे planar सरणी के लिए) किसी भी 2 रिसीवर (एक दृश्यता)के बीच संकेतों के पार सहसंबंध आकाश चमक पैटर्न के एक 2 डी फोरियर गुणांक के बारे में जानकारी निकलेगा। फोरियर मोड का नमूना लिया जाता है, यह रिसीवर (बेसलाइन)के पृथक्करण पर निर्भर करता है, जो अवलोकन तरंगदैर्ध्य द्वारा सामान्यीकृत होता है। रिसीवर जो आगे के अलावा हैं (इमेजिंग लक्ष्य की ओर उन्मुख मानक यूवीडब्ल्यू समन्वय प्रणाली में) नमूना उच्च स्थानिक आवृत्ति सुविधाओं, छोटे तराजू पर उच्च संकल्प विवरण उपज। इसके विपरीत, रिसीवर जो एक ही यूवीडब्ल्यू फ्रेम नमूना कम स्थानिक आवृत्तियों में एक साथ बंद होते हैं, जो कम संकल्प पर बड़े पैमाने पर संरचनाओं की जानकारी देते हैं।
सबसे कम रेडियो आवृत्तियों के लिए, पृथ्वी के आयनमंडल में मुफ्त इलेक्ट्रॉन 10 मेगाहर्ट्ज से नीचे रेडियो तरंगों को अंतरिक्ष से जमीन की यात्रा करने से रोकतेहैं, और इसके विपरीत । इस तथाकथित “आयनमंडलिक कटऑफ” ने लंबे समय से इस आवृत्ति सीमा के लिए आकाश की जमीन आधारित टिप्पणियों को रोका है। इस सीमा का स्पष्ट जवाब अंतरिक्ष में रेडियो रिसीवर डाल जहां वे पृथ्वी के वायुमंडल और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के प्रभाव से मुक्त डेटा रिकॉर्ड कर सकते है अपने आयनमंडल में डाल रहा है । यह पहले विंड4 और स्टीरियो5जैसे अंतरिक्ष यान पर एकल एंटेना के साथ किया गया है, जिसने इस कम आवृत्ति रेडियो रेंज में उत्सर्जन का उत्पादन करने वाली कई खगोलभौतिक प्रक्रियाओं का खुलासा किया है । इसमें पृथ्वी के मैग्नेटोस्फेयर के साथ इलेक्ट्रॉनों की बातचीत, सौर विस्फोट से इलेक्ट्रॉन त्वरण और आकाशगंगा से ही उत्सर्जन शामिल है। एकल एंटीना अवलोकन ऐसी घटनाओं के कुल प्रवाह घनत्व को माप सकते हैं, लेकिन यह इंगित नहीं कर सकते कि उत्सर्जन कहां से आ रहा है। इस कम आवृत्ति उत्सर्जन को स्थानीयकृत करने और पहली बार इस आवृत्ति शासन में छवियां बनाने के लिए, कई एंटेना को अंतरिक्ष में भेजना होगा और सिंथेटिक एपर्चर बनाने के लिए उनके डेटा को संयुक्त करना होगा।
ऐसा करने से एक नई खिड़की खुलेगी जिसके माध्यम से मानव जाति ब्रह्मांड का निरीक्षण कर सकती है, जिससे कई वैज्ञानिक माप ों को सक्षम किया जा सकेगा जिन्हें इन सबसे कम आवृत्तियों में आकाश की छवियों की आवश्यकता होती है। चंद्रमा अंतरिक्ष में एक सिंथेटिक एपर्चर के लिए एक संभावित साइट है, और यह मुक्त उड़ान परिक्रमा सरणी की तुलना में पेशेवरों और विपक्ष के साथ आता है । चंद्र दूर की ओर एक अनूठा रेडियो शांत क्षेत्र है कि सामांय मानव निर्मित संकेतों से आ रही हस्तक्षेप के सभी ब्लॉक है, जबकि निकट पक्ष पृथ्वी के लिए एक स्थिर जगह प्रदान करता है सरणी देख, और अगर चंद्र उप पृथ्वी बिंदु पर निर्माण, पृथ्वी हमेशा आकाश के चरम पर होगा । एक स्थिर सरणी के साथ, बड़े पैमाने पर उत्सर्जन को मापने के लिए छोटी आधार रेखा प्राप्त करना आसान है, क्योंकि उन्हें मुक्त उड़ान सरणी के विपरीत टकराने का कोई खतरा नहीं है। चंद्र सरणी की कमियां मुख्यतः लागत और शक्ति में कठिनाइयां हैं । चंद्रमा पर एक बड़े पैमाने पर सरणी बुनियादी ढांचे और पैसे की एक पर्याप्त राशि की आवश्यकता होगी, जबकि छोटे परिक्रमा सरणी अभी तक कम संसाधनों की आवश्यकता होगी । सत्ता का मुद्दा भी है; चंद्रमा पर अधिकांश स्थानों प्रत्येक चंद्र दिन के 1/3 के लिए सौर ऊर्जा उत्पादन के लिए पर्याप्त सूर्य के प्रकाश के संपर्क में हैं । दिन-रात चंद्र से लेकर रात तक तापमान में बड़े झूलों को जीवित करना भी इंजीनियरिंग की चिंता का सबब है । इन कठिनाइयों को दरकिनार करते हुए, अभी भी यह सुनिश्चित करने की समस्या है कि प्रस्तावित सरणी डिजाइन अपने निर्दिष्ट विज्ञान लक्ष्य (एस) के लिए उपयुक्त है। किसी भी व्यूह की प्रतिक्रिया सरणी के विन्यास और संवेदनशीलता के साथ देखे जा रहे उत्सर्जन की संरचना पर निर्भर करती है।
दशकों से चंद्रमा की सतह पर जाने के लिए कई वैचारिक सरणी तैयार की गई हैं । शुरुआती डिजाइन सबसे विस्तृत नहीं थे, लेकिन फिर भी वैज्ञानिक प्रगति को मान्यता दी गई जो ऐसीसरणी6,7,8,9,10द्वारा प्राप्त की जा सकती थी। हाल के वर्षों में और अधिक सरणी भी सामने रखी गई हैं, जिनमें से कुछ, जैसे FARSIDE11,DEX12,और डाली13 10-40 मेगाहर्ट्ज रेंज में redshifted तटस्थ हाइड्रोजन 21-सेमी संकेत के अवशोषण गर्त को मापने के लिए तथाकथित “डार्क एज” और प्रारंभिक ब्रह्मांड के ब्रह्मांड मॉडल विवश की जांच करना चाहते हैं । ROLSS14 जैसे अन्य लोग अपने सम्मोहक विज्ञान मामले के रूप में कोरोनल मास इजेक्शन के भीतर सौर ऊर्जावान कण त्वरण की साइट की पहचान करने के लिए हेलियोस्फीयर में दूर तक उज्ज्वल सौर प्रकार II रेडियो फटने को ट्रैक करने के लिए कॉल करते हैं। छोटे पैमाने पर सरणी भी 2 तत्व इंटरफेरोमीटर RIF15की तरह वर्णित किया गया है, जो एक एकल लैंडर और एक चलती रोवर का उपयोग करने के लिए कई आधार रेखा का नमूना के रूप में यह लैंडर से जावक चलता है । आरआईएफ पहली बार इन कम आवृत्तियों का आकाश मानचित्र बनाने की क्षमता पर केंद्रित है, और एकीकृत टिप्पणियों के लिए यूवी कवरेज और संश्लेषित बीम की गणना करता है।
अंतरिक्ष आधारित रेडियो सरणी भी दूर रेडियो आकाशगंगाओं की कम आवृत्ति इमेजिंग चुंबकीय क्षेत्र और एस्ट्रोमेट्रिक माप16निर्धारित करने के लिए सक्षम कर सकता है । इन निकायों की कम आवृत्ति छवियां इन प्रणालियों को नियंत्रित करने वाली भौतिकी की अधिक पूर्ण तस्वीर प्रदान करेंगी, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉन ऊर्जा वितरण के निचले छोर के लिए सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन डेटा प्रदान करती हैं। इन कम आवृत्तियों पर होने वाले विभिन्न मैग्नेटोस्फेरिक उत्सर्जनों की एक श्रृंखला भी है, जो वैश्विक (निरंतर सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन) और स्थानीय (फटने, कर्ण किलोमेट्रिक विकिरण) दोनों प्रदान करती है जो जमीन17से पता लगाने योग्य नहीं हैं। इस प्रकार के प्रतिभाशाली दर्ज उत्सर्जन पृथ्वी और बृहस्पति से आए हैं, क्योंकि ये मजबूत मैग्नेटोस्फेयर वाले निकटतम ग्रह हैं। हालांकि, पर्याप्त संवेदनशीलता और संकल्प वाले सरणी अन्य बाहरी ग्रहों, या यहां तक कि एक्सट्रासोलरग्रहों 18से मैग्नेटोस्फेरिक उत्सर्जन का निरीक्षण कर सकते हैं। विशेष रूप से इस विषय को हाल ही में ग्रहविज्ञान विजन 2050 कार्यशाला में रुचि के क्षेत्र के रूप में बुलाया गया था।
यह काम चंद्रमा पर रेडियो सरणी की प्रतिक्रिया का अनुकरण करने पर केंद्रित है जिसमें सैकड़ों या हजारों एंटेना शामिल हैं। यह सिमुलेशन फ्रेमवर्क देखने के एक छोटे से क्षेत्र (कुछ वर्ग डिग्री) में किसी भी दिए गए वैज्ञानिक लक्ष्य इमेजिंग के लिए सरणी डिजाइन को पुन: तैयार करने के लिए उपयोगी है, लेकिन वर्तमान में सभी स्काई इमेजिंग का समर्थन नहीं करता है। यथार्थवादी शोर प्रोफाइल के साथ भविष्यवाणी की चमक नक्शे के सटीक अनुमानों को सुनिश्चित करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए कि एक दिया सरणी आकार/विन्यास एक निश्चित शोर स्तर या संकल्प करने के लिए लक्ष्य का पालन करने के लिए पर्याप्त है । सरणी की ज्यामिति को उच्च डिग्री के लिए भी जाना चाहिए ताकि डेटा की सही इमेजिंग को सक्षम करने के लिए बेसलाइन की सही गणना की जा सके। वर्तमान में, चंद्र सतह के सबसे अच्छे नक्शे चंद्र टोही ऑर्बिटर (LRO)19 चंद्र ऑर्बिटर लेजर Altimeter (LOLA)20से डिजिटल ऊंचाई मॉडल (DEMs) हैं । सिमुलेशन पाइपलाइन प्रत्येक रिसीवर के लिए देशांतर अक्षांश निर्देशांक स्वीकार करती है और पूर्ण 3 डी स्थिति की गणना करने के लिए मौजूदा डीईएम से इन बिंदुओं पर ऊंचाई को इंटरपोलेट करती है।
इन निर्देशांक से बेसलाइन की गणना की जाती है और एक सामान्य खगोल विज्ञान सॉफ्टवेयर अनुप्रयोगों (CASA)21 माप सेट (एमएस) फ़ाइल में डाला जाता है। एमएस प्रारूप का उपयोग कई मौजूदा विश्लेषण और इमेजिंग एल्गोरिदम के साथ किया जा सकता है, और आकाश के साथ सरणी विन्यास, दृश्यता डेटा और संरेखण के बारे में जानकारी रखता है। हालांकि, इनमें से कई सॉफ्टवेयर दिनचर्या पृथ्वी की सतह के साथ घुमाने वाले सरणी के साथ काम करने के लिए कड़ी मेहनत कर रही हैं, और परिक्रमा या चंद्र सरणी के लिए काम नहीं करती हैं। इसे दरकिनार करने के लिए, यह पाइपलाइन मैन्युअल रूप से किसी दिए गए सरणी और इमेजिंग लक्ष्य के लिए आधारभूतों और दृश्यता की गणना करती है, और डेटा को एमएस प्रारूप में सम्मिलित करती है। स्पाइस22 लाइब्रेरी का उपयोग चंद्र और आकाश समन्वय प्रणालियों को सही ढंग से संरेखित करने और चंद्रमा, पृथ्वी और सूर्य की गति को ट्रैक करने के लिए किया जाता है।
यहां वर्णित सिमुलेशन फ्रेमवर्क हेगेडस एट अल17का अनुसरण करता है, और सॉफ्टवेयर को https://deepblue.lib.umich.edu/data/concern/data_sets/bg257f178?locale=en में संग्रहीत डीप ब्लू आर्काइव23में मिशिगन विश्वविद्यालय पुस्तकालय द्वारा संग्रहीत किया जाता है। इस संग्रहीत सॉफ्टवेयर के लिए कोई भी पैच या अपडेट https://github.com/alexhege/LunarSynchrotronArray पर पाया जा सकता है। निम्नलिखित अनुभाग इस सॉफ़्टवेयर के लिए आवश्यकताओं का वर्णन करेगा, और एक सरणी बनाने की प्रक्रिया के माध्यम से चलेगा, उचित शोर स्तर स्थापित करेगा, सरणी को लक्षित उत्सर्जन की एक नकली सत्य छवि खिलादेगा, और CASA स्क्रिप्ट का उपयोग करके उत्सर्जन के सरणी के नीरव और शोर पुनर्निर्माण का अनुकरण करेगा।
सिमुलेशन पाइपलाइन का प्रत्येक चरण आवश्यक है और अगले में फ़ीड करता है, चंद्र सतह पर एक सरणी विन्यास लेते हुए, संदर्भ फ्रेम को आकाश में लक्ष्य क्षेत्र में सरणी को उन्मुख करने के लिए सही ढंग से संरेखित करता है, दृश्यता डेटा की गणना करता है, उचित शोर स्तर जोड़ता है, और परिणामस्वरूप डेटा पर इमेजिंग एल्गोरिदम चलाता है।
प्रत्येक चरण के लिए, अनुकूलन किए जा सकते हैं। चरण 2 में, उपयोगकर्ता परिभाषित सरणी विन्यास देशांतर और अक्षांश की कोई सूची हो सकती है। यह तब चरण 3 में स्पाइस स्क्रिप्ट में फ़ीड करता है, जहां कोई नियोजित मापों का सही समय चुन सकता है, साथ ही साथ आकाश में सरणी को कहां केंद्रित किया जाना चाहिए। चरण 3 में, कोई भी नकली सत्य उत्सर्जन को निर्दिष्ट कर सकता है कि सरणी एक उपयुक्त CASA .truth फ़ाइल प्रदान करके छवि बनाने का प्रयास कर रही है। फिर चरण 4 में एक अवलोकन आवृत्ति और अपेक्षित हार्डवेयर क्षमताओं के आधार पर शोर के अपेक्षित स्तर को बदल सकता है। कोड का यह सेट एक लचीला सिमुलेशन फ्रेमवर्क का गठन करता है जिसका उपयोग लक्षित विज्ञान के आधार पर किसी भी संख्या के उपयोग के लिए सरणी डिजाइन को पुनरेट करने के लिए किया जा सकता है। इन कोड सभी एक औसत लैपटॉप या वर्कस्टेशन पर चलाया जा सकता है, हालांकि गणना समय एंटेना की संख्या के साथ बढ़ जाती है । प्रक्रिया के सबसे धीमे हिस्से दृश्यता की भविष्यवाणी कर रहे हैं, इमेजिंग के बाद। छोटी सरणी के लिए, पूरी प्रक्रिया मिनटों में की जा सकती है, जबकि कुछ सौ या हजार रिसीवर की बड़ी सरणी के लिए, घंटे या दिन की आवश्यकता हो सकती है।
कुछ अगले कदम है कि इस पाइपलाइन के साथ अपने यथार्थवाद को बढ़ाने के लिए लिया जा सकता है एक चैनल पर निर्भर अग्रभूमि हटाने प्रणाली जोड़ने शामिल हैं । इसके लिए एक वैश्विक आकाश मॉडल बनाने की आवश्यकता होती है, जो गांगेय सिंक्रोट्रॉन उत्सर्जन और कैस ए जैसे कुछ उज्ज्वल स्रोतों द्वारा कम आवृत्तियों पर प्रभुत्व है, ट्रैकिंग आकाश का कौन सा हिस्सा रिसीवर को दिखाई देता है, और प्राथमिक बीम के साथ उस चमक पैटर्न को शामिल करता है, जिसमें इमेजिंग लक्ष्य की ओर गठबंधन सरणी का चरण केंद्र होता है। लंबे समय तक एकीकरण के समय के लिए, आकाश की स्पष्ट गति पर नज़र रखना भी एक मुद्दा है। एक और सुधार जो जोड़ा जा सकता है वह एक क्षणिक घटना/रेडियो फ्रीक्वेंसी हस्तक्षेप (आरएफआई) ध्वजांकित प्रणाली है जो सामान्य इमेजिंग से फ़्लैग किए गए चैनलों को हटा सकता है, और उन्हें एक विशेष पाइपलाइन में भेज सकता है जो फ़्लैग किए गए डेटा को चित्रित और विशेषता देता है । यह क्षणिक घटना पाइपलाइन तब यूवीमॉडलफिट जैसे विशेष एल्गोरिदम का उपयोग कर सकती है जो इन घटनाओं के शोर अनुपात के लिए उच्च संकेत का लाभ उठा सकती है ताकि उन्हें सरणी27के सामान्य संकल्प से बेहतर बताया जा सके।
अतिरिक्त प्रभाव भी हैं जिन्हें पूर्ण सरणी अंशांकन के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए, जिनमें से एक पारस्परिक युग्मन है। जैसा कि एलिंगसन28में चर्चा की गई है, इससे सरणी में संवेदनशीलता में कमी आ सकती है यदि उनके पास रिसीवर हैं जो एक दूसरे की कुछ तरंगदैर्ध्य के भीतर हैं। यह सरणी के लिए संवेदनशीलता में कमी में देखा जाता है, या समान रूप से, SEFD में वृद्धि। यह चरम से 10 डिग्री से अधिक बीम के लिए विशेष रूप से सच है। इस काम में उदाहरण सरणी पृथ्वी को लक्षित करता है, जो हमेशा डिजाइन द्वारा चरम सीमा के पास होता है, इसलिए पारस्परिक युग्मन को इस विशेष इमेजिंग लक्ष्य को प्रभावित नहीं करना चाहिए, लेकिन ऊंचाई कोणों और आवृत्तियों की पूरी श्रृंखला पर एसईएफडी के अध्ययन को अपनी पूरी क्षमता को अनलॉक करने के लिए किसी भी वास्तविक सरणी के लिए कमीशनिंग में किए जाने की आवश्यकता होगी। इस सरणी सिमुलेशन पाइपलाइन की एक और कमी अपूर्ण चंद्र सतह नक्शे में निहित है । एलआरओ लोला मापन से DEMs सबसे अच्छा ५१२ पिक्सल/डिग्री नक्शे में 60×60 मीटर/पिक्सेल का एक संकल्प है । कोई भी नकली सरणी के लिए इन डेटा को इंटरपोलेट कर सकता है, लेकिन वास्तविक सरणी के लिए एक कमीशनिंग/अंशांकन अवधि की आवश्यकता होगी जहां एक ज्ञात स्थिति वाले स्रोतों का उपयोग सभी एंटीना से उच्च परिशुद्धता के बीच सापेक्ष अलगाव निर्धारित करने के लिए किया जाएगा । संभावित अंशांकन स्रोतों में कैस ए, बृहस्पति या पृथ्वी से आवधिक कम आवृत्ति उत्सर्जन, या संभावित रूप से चंद्र गेटवे29शामिल हैं।
विचार करने के लिए चंद्र सतह की प्रतिक्रिया भी है। रेगोलिथ नामक चंद्र टॉपसॉइल की एक परत है जो एक हानिरहित डाइइलेक्ट्रिक की तरह कार्य करती है जो चंद्र आधार के ऊपर कुछ दक्षता के साथ आने वाले उत्सर्जन को प्रतिबिंबित कर सकती है जो कुछ बेहतर दक्षता30,31के साथ आने वाले उत्सर्जन को भी प्रतिबिंबित कर सकती है। यह प्रतिक्रिया परिवेश के तापमान और आने वाली आवृत्ति के साथ-साथ रेगोलिथ की रासायनिक संरचना पर निर्भर है। अध्ययन30,31 ने पाया है कि 100 K से कम तापमान पर, रेगोलिथ रेडियो उत्सर्जन के लिए लगभग पारदर्शी है, और प्रतिबिंब आधार स्तर पर लगभग 0.5-0.6 के प्रतिबिंब गुणांक के साथ होता है। उच्च तापमान 150-200 K पर, रेगोलिथ उत्सर्जन को अवशोषित कर सकता है और लगभग 0.2-0.3 के प्रतिबिंब गुणांक के साथ सतह पर आने वाले विकिरण को प्रतिबिंबित कर सकता है। 200 K से ऊपर के तापमान पर, यह पाया जाता है कि रेगोलिथ के डाइइलेक्ट्रिक गुण कम हो जाते हैं, और प्रतिबिंब से भिन्नता को नजरअंदाज किया जा सकता है। ये प्रभाव सरणी के प्रभावी क्षेत्र को कम कर सकते हैं, संवेदनशीलता को कम कर सकते हैं और लंबे समय तक एकीकरण के समय की आवश्यकता हो सकती है। इस प्रभाव को इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर पैकेजों जैसे एनईसी 4.232 के साथ मॉडल किया जा सकता है जो चंद्र गहराई के एक समारोह के रूप में सापेक्ष अनुमति के मॉडल/डाइइलेक्ट्रिक स्थिर हैं। यह किसी दिए गए आवृत्ति के लिए रिसीवर के एसईएफडी को आउटपुट करेगा, जिसे नकली सिग्नल में जोड़ने के लिए सही शोर की गणना करने के लिए सरणी सिमुलेशन पाइपलाइन को दिया जा सकता है। रिसीवर और चंद्र सतह के बीच एक ग्राउंडिंग ग्रिड जोड़ने से परावर्तित तरंगों के प्रभाव को कम करने में मदद मिल सकती है, लेकिन तैनाती के रूप में जटिलताओं का अपना सेट जोड़ता है ।
चंद्र सतह पर एक रेडियो रिसीवर के कार्यान्वयन के आसपास काल्पनिक या फजी विवरण के कई अंत में फोटोइलेक्ट्रॉन म्यान (ROLSES) और चंद्र सतह विद्युत चुम्बकीयता प्रयोग (LuSEE)३३के चंद्र सतह सतह पर रेडियो तरंग टिप्पणियों की तरह एकल कम आवृत्ति एंटीना परियोजनाओं के हाल के वित्तपोषण के साथ वास्तविकता में जमना होगा । LuSEE हाल ही में वाणिज्यिक चंद्र पेलोड सेवा कार्यक्रम के भाग के रूप में नासा द्वारा वित्त पोषित किया गया था । एंटीना के दोनों सुइट्स में मुख्य रूप से स्टीरियो/वेव्स या पीएसपी फील्ड्स जैसे पिछले उपकरणों के लिए फ्लाइट कलपुर्जों शामिल होंगे और २०२१ डिलीवरी के लिए योजना बनाई गई है । इन रिसीवर से माप अंततः चंद्रमा की सतह पर आयनित धूल से फोटोइलेक्ट्रॉन म्यान से अर्ध शोर के स्तर जमना होगा और यह कैसे एक चंद्र दिन के पाठ्यक्रम पर बदलता है । ये माप चंद्र सतह से प्रतिबिंब और अवशोषण के स्तर की विशेषता भी होगी, और यह निर्धारित करते हैं कि यह रिसीवर के एसईएफडी को कैसे बदलता है। वे चंद्र सतह पर प्राप्त होने वाली क्षणिक घटनाओं या आरएफआई की संख्या के आंकड़े भी उपलब्ध कराएंगे । ये मिशन एंटेना की सरणी के लिए मार्ग प्रशस्त करेंगे जो अंततः सौर रेडियो फटने, दूर आकाशगंगाओं और ग्रहों के मैग्नेटोस्फेयर से कम आवृत्ति उत्सर्जन जैसे उपन्यास वैज्ञानिक टिप्पणियों की एक भीड़ बनाने में सक्षम होंगे। इस काम में वर्णित सिमुलेशन पाइपलाइन विभिन्न वैज्ञानिक लक्ष्यों के लिए इन भविष्य के सरणी के डिजाइन को पुन: तैयार करने का एक लचीला तरीका प्रदान करती है।
The authors have nothing to disclose.
चंद्र डिजिटल ऊंचाई नक्शे प्रदान करने के लिए चंद्र टोही ऑर्बिटर (LRO) और चंद्र ऑर्बिटर लेजर Altimeter (LOLA) टीमों के लिए धन्यवाद । इस काम को सीधे नासा सौर प्रणाली अन्वेषण अनुसंधान सहकारी समझौते संख्या 80ARC017M0006 द्वारा समर्थित किया गया था, अन्वेषण और अंतरिक्ष विज्ञान (NESS) टीम के लिए नेटवर्क के भाग के रूप में ।
No physical materials are needed, this is a purely computational work. |