The Επιστημονική Επιτροπή για τις Κατανομές Συχνοτήτων για τη Ραδιοαστρονομία και την Επιστήμη του Διαστήματος (IUCAF), που ιδρύθηκε το 1960, εργάζεται στον τομέα της διαχείρισης φάσματος για λογαριασμό των παθητικών ραδιοεπιστημών, όπως η ραδιοαστρονομία, η τηλεπισκόπηση, η διαστημική έρευνα και η μετεωρολογική τηλεπισκόπηση. Η συνοπτική έκθεση της IUCAF είναι να μελετήσει και να συντονίσει τις απαιτήσεις για τις εκχωρήσεις ραδιοσυχνοτήτων που καθορίζονται από τις προαναφερθείσες επιστήμες και να γνωστοποιήσει αυτές τις απαιτήσεις στους εθνικούς και διεθνείς φορείς που είναι υπεύθυνοι για την κατανομή συχνοτήτων.
Η IUCAF στοχεύει να διασφαλίσει ότι οι διασπαστικές εκπομπές από άλλες ραδιοφωνικές υπηρεσίες δεν παρεμβαίνουν στις παραπάνω επιστήμες. Η IUCAF ανησυχεί ιδιαίτερα για τις ραδιοεκπομπές από αεροσκάφη, διαστημικά οχήματα και επίγειες τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες.
Η IUCAF έχει επίσημη θέση ως οργανισμός χωρίς δικαίωμα ψήφου στη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU), που εδρεύει στη Γενεύη της Ελβετίας. είναι μέλος τομέα της ITU-R.
Έχοντας συσταθεί από δύο μέλη του ISC, το Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU) και την International Union of Radio Science (URSI) μαζί με το Επιτροπή Διαστημικής Έρευνας (COSPAR), η IUCAF γιόρτασε πρόσφατα τα 60 τηςth επέτειος.
Μιλήσαμε με τον Πρόεδρο της Επιτροπής, Χάρβεϊ Λιστ, σχετικά με τα επιτεύγματα, τους στόχους και τις μελλοντικές ανησυχίες της IUCAF για τις επιστήμες του ραδιοφώνου.
Πώς λειτουργεί η IUCAF;
Τα περισσότερα από αυτά που κάνει η IUCAF, ως μέλος του τομέα ITU-R, είναι να μιλάει από το βήμα της ITU-R όταν συζητούνται θέματα ρύθμισης του φάσματος.
Η κύρια εστίαση της IUCAF είναι η ραδιοαστρονομία, αλλά έχει επίσης ένα τμήμα διαστημικής επιστήμης. Ωστόσο, οι διαστημικοί επιστήμονες έχουν αφιερώσει διαστημικές υπηρεσίες που τους εκπροσωπούν στο ITU-R, ενώ η ραδιοαστρονομία μέχρι πρόσφατα είχε σε μεγάλο βαθμό μόνο την IUCAF.
Η IUCAF είναι επίσης παρατηρητής σε άλλους διεθνείς οργανισμούς, όπως ο Ομάδα Συντονισμού Διαστημικής Συχνότητας (SFCG) που οργανώνεται από χειριστές στη Δορυφορική Υπηρεσία Εξερεύνησης Γης στο ITU-R, για δορυφορική γήινη ανίχνευση.
Η IUCAF λειτουργεί βασικά ως ένας οργανισμός-ομπρέλα υψηλού επιπέδου που επιτρέπει στη ραδιοαστρονομία να εκφραστεί σε διεθνή φόρουμ.
Πώς ασχοληθήκατε με την IUCAF;
Στη συνηθισμένη ζωή, είμαι κάπως ηλικιωμένος αστρονόμος — επικεντρώνομαι στη ραδιοαστρονομία και εξακολουθώ να δημοσιεύω και να κάνω έρευνα. Είμαι απασχολημένος στο Εθνικό Παρατηρητήριο Αστρονομίας Ραδιοφώνου στο Σάρλοτσβιλ της Βιρτζίνια. Πριν από σχεδόν 20 χρόνια, επεκτείναμε τη δέσμευσή μας με τη διαχείριση φάσματος και δημιουργήσαμε μια θέση που επισημοποίησε πράγματα που το παρατηρητήριο έκανε από καιρό πιο άτυπα.
Ο όγκος της δραστηριότητας στη διαχείριση του φάσματος είχε αρχίσει να αυξάνεται. Έμπλεξα επειδή είχα επενδύσει πολλά σε μια δεκαετή νομική υπόθεση σχετικά με το Τηλεσκόπιο Green Bank, στο οποίο ήμουν ο τεχνικός σύμβουλος του δικηγόρου μας.
Πολλά έχουν αλλάξει στη διαχείριση του φάσματος από τότε που ξεκίνησα – πράγματα που συνέβαιναν μια φορά τη δεκαετία είναι πλέον τακτικά.
Ποια είναι μερικά από τα βασικά επιτεύγματα της IUCAF;
Νομίζω ότι τα πραγματικά ουσιαστικά επιτεύγματα της IUCAF πρόσφατα ήταν αρκετές διεθνείς συμφωνίες που αφαίρεσαν τις παρεμβολές από διάφορα τμήματα του ραδιοφάσματος. Για παράδειγμα, υπήρχε υπογράφηκε μία συμφωνία μαζί σου, Παγκόσμιο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης της Ρωσίας (GLONASS), ήταν πολύ σημαντικό καθώς τελικά σταμάτησε το GLONASS να παρεμβαίνει σε μια πολύ σημαντική ραδιοαστρονομική μπάντα.
Η IUCAF πρόκειται επίσης να υπογράψει άλλη μια συμφωνία με την ESA σχετικά με τη λειτουργία των 94 GHz Ραντάρ προφίλ σύννεφων EarthCARE (CPR). Βάσει αυτής της συμφωνίας, το ραντάρ δεν θα εκπέμπει μέσω ραδιοαστρονομικών τοποθεσιών. Εάν συνέβαινε, οι δέκτες ραδιοαστρονομίας και τα ραντάρ θα μπορούσαν ενδεχομένως να στρέφονται ο ένας προς τον άλλο και τα ραντάρ που βρίσκονται σε τροχιά είναι αρκετά ισχυρά ώστε να καίνε αμέσως τους δέκτες ραδιοαστρονομίας.
Στο παρελθόν δημιουργήσαμε επίσης προστατευμένες ζώνες συχνοτήτων αφιερωμένες στην επιστήμη που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά στη ραδιοαστρονομία, αλλά τώρα χρησιμοποιούνται επίσης στην τηλεπισκόπηση για τη λήψη μετρήσεων της υπερθέρμανσης του πλανήτη και της κλιματικής αλλαγής. Αυτό περιλαμβάνει μετρήσεις της υγρασίας του εδάφους, της αλατότητας των ωκεανών και της ταχύτητας του ανέμου.
Ποιες είναι μερικές από τις προτεραιότητες της IUCAF τα επόμενα χρόνια;
Συμβαίνουν πολλά στην εμπορική χρήση ραδιοφάσματα, ως αποτέλεσμα της ωρίμανσης της τεχνολογίας και της διαθεσιμότητας τεράστιων ποσών χρημάτων που διοχετεύονται στις ραδιοεπικοινωνίες. Για παράδειγμα, οι ΗΠΑ μόλις δημοπρατούσαν τη χρήση 300 Megahertz, στα 3.6 Gigahertz. Αυτό είναι βασικά το 10% του φάσματος, και η δημοπρασία έλαβε 81 δισεκατομμύρια δολάρια.
Τα συστήματα που έρχονται τώρα στο διαδίκτυο στις ραδιοεπικοινωνίες είναι πολύ πιο εξελιγμένα, χρησιμοποιούν πολύ μεγαλύτερη συχνότητα και εύρος ζώνης και καταναλώνουν περισσότερο φάσμα. Αυτό έρχεται αντιμέτωπο με τη ραδιοαστρονομία επειδή αυτή η τεχνολογία γεμίζει σε μεγάλο βαθμό το ραδιοφάσμα.
Ένα παράδειγμα αυτής της νέας τεχνολογίας είναι το 5G. Χρησιμοποιεί συχνότητες σε όλο το ραδιοφάσμα για κάθε είδους σκοπούς και απαιτεί υψηλά επίπεδα συνδεσιμότητας και ευρυζωνική σύνδεση με γρήγορες ταχύτητες.
Ένα άλλο ανερχόμενο ζήτημα που απασχολεί τη ραδιοαστρονομία είναι η εμπορευματοποίηση της χαρτογράφησης της γης Ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (SARs) που τώρα θα πάνε από μια χούφτα σε μερικές εκατοντάδες.
Θα ήταν πολύ σπάνιο αυτά τα ραντάρ και τα ραδιοτηλεσκόπια να δείχνουν το ένα προς το άλλο, αλλά αν το έκαναν, οι συνέπειες για τη ραδιοαστρονομία θα ήταν τόσο καταστροφικές που πρέπει να λάβουμε προφυλάξεις. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έχουμε συμφωνίες για τη χρήση ορισμένων από αυτά τα ραντάρ για να βεβαιωθούμε ότι δεν θα εξαλείψουν τα ραδιοτηλεσκόπια εάν στρέφονταν το ένα προς το άλλο.
Όταν πρόκειται για επικοινωνίες 5G, στη στρατόσφαιρα ή στο διάστημα, πρέπει να κοιτάξετε πέρα από το 5G για να δείτε τα αστέρια και το Σύμπαν, επομένως είναι πολύ πιο δύσκολο να αποφευχθούν παρεμβολές από αυτά. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ήσυχες ζώνες ραδιοφώνου έτσι ώστε αυτά τα πράγματα να μην παρεμβαίνουν στα τηλεσκόπια από το έδαφος. Αλλά το 5G προβλέπει τώρα λειτουργίες σε πλατφόρμες στρατόσφαιρας που βρίσκονται στα 20 χιλιόμετρα και από δορυφόρους.
Για παράδειγμα, νέο μέγα-αστερισμοί από το SpaceX και το OneWeb εκτοξεύονται για να κάνουν ευρυζωνικές ασύρματες επικοινωνίες σε ραδιοσυχνότητες. Αλλά αποδείχθηκε ότι μερικοί από αυτούς τους δορυφόρους ήταν εξαιρετικά φωτεινοί και ξαφνικά έτρεχαν στους ουρανούς και καταστρέφοντας την αστρονομική φωτογραφία. Εξαιτίας αυτού, οι οπτικοί αστρονόμοι – για πρώτη φορά – χρειάστηκε να αντιμετωπίσουν τα ίδια προβλήματα δορυφορικού αστερισμού που αντιμετώπιζαν οι αστρονόμοι του ραδιοφώνου. Ως προς αυτό, οι σχεδιαστές των αστερισμών δεν είχαν σκεφτεί να προστατεύσουν αστρονομικά έργα.
Ως εκ τούτου, η IUCAF βοηθά τώρα τους οπτικούς αστρονόμους που ασχολούνται με φωτεινές δορυφορικές ηλιακές αντανακλάσεις, παρόμοια με τον τρόπο που βοηθάμε τους αστρονόμους ραδιοφώνου εδώ και πολύ καιρό.
Έχετε αναφέρει πολλές δραστηριότητες που γίνονται στο διάστημα. Υπάρχουν πιθανές λύσεις που συζητούνται;
Στο έδαφος, δημιουργήσαμε ήσυχες ζώνες ραδιοφώνου. Το πρώτο από αυτά, το Ήσυχη ζώνη του Εθνικού Ραδιοφώνου στις ΗΠΑ, που βρίσκεται γύρω από το Παρατηρητήριο Green Bank, δημιουργήθηκε το 1957. Δημιουργήθηκε μαζί με το ίδιο το αστεροσκοπείο.
Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν προστασίες από δορυφορικές εκπομπές σε ήσυχες ζώνες ραδιοφώνου. Η επόμενη μεγάλη πρωτοβουλία για τη ραδιοαστρονομία είναι η επίτευξη διεθνούς αναγνώρισης των ραδιο ήσυχων ζωνών για την προστασία των λειτουργιών που υπάρχουν σε αυτές.
Στο διάστημα, υπάρχουν συμφωνίες συντονισμού με ραντάρ και δορυφόρους, αλλά είναι κάπως λιγότερο γενικές. Αφορούν μόνο περιορισμένα μέρη του φάσματος. Όταν δημιουργείτε μια ήσυχη ζώνη ραδιοφώνου στο έδαφος, μπορείτε να προσπαθήσετε να συντονίσετε όλες τις επίγειες παρεμβολές σε όλες τις συχνότητες, αλλά στο διάστημα, σε αντίθεση με το έδαφος, αντιμετωπίζουμε κάθε συγκεκριμένη περίπτωση διακοπής συχνότητας όπως προκύπτει και χρησιμοποιούμε την περιορισμένη επί του παρόντος προστασία που έχουμε.
Πώς λειτουργεί η IUCAF για να επιφέρει αλλαγές;
Στο ITU-R συμμετέχουμε σε όλα τα επίπεδα κάτω από το υψηλότερο για να επηρεάσουμε το περιεχόμενο. Δεδομένου ότι η IUCAF συμμετείχε τόσο καιρό, νομίζω ότι υπάρχει μεγάλος σεβασμός γι' αυτήν, και έτσι οι απόψεις μας λαμβάνονται πολύ σοβαρά υπόψη.
Εκτός του ITU-R προσπαθούμε να εφαρμόσουμε πρόσθετες προστασίες μέσω του Γραφείο των Ηνωμένων Εθνών για Υποθέσεις του Εξωτερικού Διαστήματος (UNOOSA) Υποεπιτροπή για τις ειρηνικές χρήσεις του διαστήματος (COPUOS).
Επηρεάζουμε επίσης την αλλαγή μέσω εργαστηρίων, και το τελευταίο πραγματοποιήθηκε τον περασμένο Οκτώβριο. Σε αυτό συμμετείχε η IUCAF με μεγάλες ομάδες αστρονόμων. Το εργαστήριο ήταν στις 'Σκοτεινοί και Ήρεμοι Ουρανοί— όπου εξετάσαμε όλες τις πιέσεις που ασκούνται στην οπτική και ραδιοαστρονομία. Με αυτό, καταλήξαμε σε ένα σύνολο συστάσεων που συμπυκνώθηκαν σε εισροές για τους COPUOS, οι οποίοι πρόκειται να συναντηθούν τον Απρίλιο για να εξετάσουν τη διεύρυνση των περιορισμένων προστασιών για την αστρονομία.
Αυτά είναι τα είδη των πραγμάτων που αφορούν τη ραδιοαστρονομία αυτή τη στιγμή και αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα του πώς η IUCAF αντιμετωπίζει ζητήματα κατανομής συχνοτήτων.
Φωτογραφία Κέβιν Κεζάντα on Unsplash
Διαβάστε περισσότερα για το τι μπορεί να μας διδάξει η Σελήνη για τη Γη
Διαβάστε περισσότερα για την προώθηση της διεθνούς συνεργασίας στην επιστήμη του διαστήματος
Διαβάστε περισσότερα για το United in Science: Επανεκκινήστε τη δράση για το κλίμα
