레이더 천문학

레이더 천문학은 전파 망원경을 사용하여 행성, 소행성, 혜성, 달과 같은 천체에 레이더 신호를 보내고 반사되어 돌아오는 신호를 분석하여 천체의 표면 특성, 크기, 운동, 조성 등을 연구하는 천문학의 한 분야이다. 능동적인 관측 방법으로, 다른 전파 천문학이 천체에서 자연적으로 방출되는 전파를 수신하는 것과 대조적이다.

레이더 천문학은 다음과 같은 특징과 장점을 가진다.

• 높은 해상도: 전파의 파장이 짧을수록 해상도가 높아지는데, 레이더 천문학은 파장이 짧은 전파를 사용하므로 가시광선 망원경에 비해 해상도가 낮지만, 일반적인 전파 천문학보다는 높은 해상도를 얻을 수 있다. 이를 통해 천체의 표면 지형을 상세하게 파악할 수 있다.
• 낮은 날씨 영향: 전파는 대기 중의 구름이나 강수에 영향을 덜 받기 때문에 악천후에도 관측이 가능하다. 따라서 가시광선 망원경이나 적외선 망원경에 비해 관측 환경에 덜 제약받는다.
• 거리 및 운동 측정: 레이더 신호의 왕복 시간 변화를 정밀하게 측정하여 천체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있으며, 도플러 효과를 이용하여 천체의 운동 속도와 방향을 파악할 수 있다.
• 표면 특성 분석: 반사되는 레이더 신호의 강도, 편광, 주파수 변화 등을 분석하여 천체의 표면 재질, 거칠기, 조성 등을 추정할 수 있다. 예를 들어, 얼음이나 금속과 같은 물질은 레이더 신호를 더 잘 반사하는 경향이 있다.

레이더 천문학은 태양계 천체 연구에 특히 유용하며, 특히 다음과 같은 분야에서 중요한 역할을 한다.

• 소행성 및 혜성 연구: 지구 근접 소행성의 궤도를 정확하게 파악하여 지구와의 충돌 위험을 예측하고, 이들의 크기, 모양, 회전 특성 등을 파악한다.
• 행성 연구: 금성의 표면 지도를 작성하고, 화성의 극관과 지하 얼음층을 연구하며, 목성의 위성들의 표면 특성을 파악하는 데 활용된다.
• 달 연구: 달 표면의 지형을 상세하게 분석하고, 잠재적인 자원 분포를 파악하는 데 기여한다.

주요 레이더 천문 관측 시설로는 미국의 아레시보 천문대 (2020년 붕괴), 골드스톤 심우주 통신 시설 등이 있다.