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