G. Pupillo (1,2), G. Bortolotti (2),G. Cevolani (2), C. Franceschi (2), S. Ferretti (3), G. Grassi...

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

Radar meteorico bistatico

TrasmettitoreRicevitore

P

2

3 2 24

,

T T RR

T R

P G GP

R R

q

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)

BLM radar

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

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)

Campo MarinoLLTV

Agosto 2004: radar BLM + ottico

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°)

11/08/2004 03:05:22 UT

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

LLTV

MIRA (Meteor Interferometer Radar Array)

RX Antenna Setup

Radar bistatico a singola stazione ricevente interferometrica (sulla direttrice BL)

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

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

’1

x’

z’

y’

’2

Radiante

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

MIRA - B

MIRA - A

Lecce

10-20 km

MIRA 2 (Meteor Interferometer Radar Array)

Radar multistatico a doppia stazione ricevente interferometrica (sulla direttrice BL)

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