Команда Науковий комітет із розподілу частот для радіоастрономії та космічної науки (IUCAF), утворена в 1960 році, працює в галузі управління спектром від імені пасивних радіонаук, таких як радіоастрономія, дистанційне зондування, космічні дослідження та дистанційне метеорологічне зондування. Заклад IUCAF полягає у вивченні та координації вимог щодо розподілу радіочастот, встановлених вищезгаданими науками, та доведення цих вимог до національних та міжнародних органів, відповідальних за розподіл частот.
IUCAF прагне забезпечити, щоб руйнівні випромінювання інших радіослужб не заважали вищезазначеним наукам. IUCAF особливо стурбований радіопередачами з літаків, космічних апаратів і наземних телекомунікаційних служб.
IUCAF має офіційний статус організації без права голосу в Міжнародному союзі електрозв'язку (ITU), розташованому в Женеві, Швейцарія; він є членом сектору ITU-R.
Утворений двома членами ISC, Міжнародний астрономічний союз (IAU) і Міжнародний союз радіонаук (URSI) разом із Комітет з космічних досліджень (COSPAR), IUCAF нещодавно відзначив своє 60-річчяth річчя.
Ми поговорили з головою комітету Харві Лістом про досягнення, цілі та майбутні проблеми радіонауки IUCAF.
Як працює IUCAF?
Більшість того, що робить IUCAF, будучи членом сектору ITU-R, — це говорить із залу ITU-R, коли обговорюються питання регулювання спектру.
Основним напрямком діяльності IUCAF є радіоастрономія, але він також має сегмент космічної науки. Тим не менш, космічні вчені створили спеціальні космічні агентства, які представляють їх у ITU-R, тоді як радіоастрономія донедавна мала лише IUCAF.
IUCAF також є спостерігачем в інших міжнародних організаціях, таких як Координаційна група космічної частоти (SFCG) який організований операторами супутникової служби дослідження Землі в ITU-R для супутникового зондування Землі.
IUCAF, по суті, діє як парасолькова організація високого рівня, яка дозволяє радіоастрономії висловлювати себе на міжнародних форумах.
Як ви долучилися до IUCAF?
У звичайному житті я дещо літній астроном — я зосереджуюсь на радіоастрономії, і досі публікую та проводжу дослідження. Я працюю в Національна радіоастрономічна обсерваторія в Шарлоттсвіллі, штат Вірджинія. Майже 20 років тому ми розширили нашу співпрацю з управлінням спектром і створили посаду, яка формалізувала те, що обсерваторія вже давно робила більш неформально.
Обсяг діяльності в управлінні спектром почав наростати. Я втрутився в це, тому що мав значні кошти на судову справу, яка тривала десятиліття Телескоп Грін Бенк, в якому я був технічним радником нашого юриста.
Багато чого змінилося в управлінні спектром з тих пір, як я почав – речі, які відбувалися раз на десятиліття, тепер стають регулярними.
Які ключові досягнення IUCAF?
Я думаю, що реальними матеріальними досягненнями IUCAF останнім часом стали кілька міжнародних угод, які усували перешкоди з різних сегментів радіочастотного спектру. Наприклад, було підписано одну угоду з Російська глобальна навігаційна супутникова система (ГЛОНАСС), це було дуже важливо, оскільки врешті-решт зупинило ГЛОНАСС від перешкод у дуже важливому радіоастрономічному діапазоні.
IUCAF також збирається підписати ще одну угоду з ЄКА щодо роботи на частоті 94 ГГц Радар хмарного профілю EarthCARE (CPR). Відповідно до цієї угоди, радар не здійснюватиме передачу даних через радіоастрономічні сайти. Якби це було так, радіоастрономічні приймачі та радари потенційно могли б направляти один на одного, а орбітальні радари досить потужні, щоб миттєво спалити радіоастрономічні приймачі.
У минулому ми також створювали захищені діапазони частот, присвячені науці, які спочатку використовувалися в радіоастрономії, але тепер також використовуються в дистанційному зондуванні для вимірювання глобального потепління та зміни клімату. Це включає вимірювання вологості ґрунту, солоності океану та швидкості вітру.
Які пріоритети IUCAF в найближчі роки?
У зв’язку з комерційним використанням радіочастот багато чого відбувається в результаті розвитку технологій та наявності величезних сум грошей, що вливаються в радіозв’язок. Наприклад, США щойно продали з аукціону використання частоти 300 мегагерц на 3.6 гігагерца. Це в основному 10% спектру, і аукціон отримав 81 мільярд доларів.
Системи, які зараз входять в режим радіозв'язку, набагато складніші, використовують набагато більше частоти та пропускної здатності та споживають більше спектру. Це стикається з радіоастрономією, оскільки ця технологія сильно заповнює радіоспектр.
Одним із прикладів цієї нової технології є 5G. Він використовує частоти в усьому радіочастоті для будь-яких цілей і вимагає високого рівня підключення та широкосмугового доступу з високою швидкістю.
Ще одна актуальна проблема, яка стосується радіоастрономії, — це комерціалізація картографування Землі Радари з синтетичною апертурою (SAR), які тепер піднімуться від кількох до кількох сотень.
Ці радари та радіотелескопи були б дуже рідко спрямовані один на одного, але якщо б вони зробили, наслідки для радіоастрономії були б настільки катастрофічними, що нам потрібно вжити заходів обережності. Ось чому ми маємо угоди про використання деяких із цих радарів, щоб переконатися, що вони не знищують радіотелескопи, якщо вони будуть спрямовані один на одного.
Коли справа доходить до зв’язку 5G, у стратосфері чи космосі, вам потрібно дивитися повз 5G, щоб побачити зірки та Всесвіт, тому перешкод від них набагато важче уникнути. Можна використовувати тихі радіозони, щоб ці речі не заважали телескопам із землі. Але тепер 5G передбачає операції на стратосферних платформах, які знаходяться на відстані 20 кілометрів і від супутників.
Наприклад, новий мега-сузір'я від SpaceX і OneWeb запускаються для здійснення широкосмугового бездротового зв’язку на радіочастотах. Але виявилося, що деякі з цих супутників були надзвичайно яскравими, і раптом вони летіли небесами і руйнуючи астрономічну фотографію. Через це оптичним астрономам – вперше – довелося зіткнутися з тими ж проблемами сузір’їв супутників, з якими мали справу радіоастрономи. У зв’язку з цим конструктори сузір’їв не думали про захист астрономічної роботи.
Тому IUCAF зараз допомагає оптичним астрономам, які мають справу з яскравими супутниковими відображеннями сонця, подібно до того, як ми вже давно допомагаємо радіоастрономам.
Ви згадали багато заходів, що відбуваються в космосі. Чи є якісь можливі рішення, які обговорюються?
На землі ми створили радіотиші зони. Перший з них, в Тиха зона національного радіо в США, що навколо обсерваторії Грін-Бенк, була створена в 1957 р. Вона була утворена разом з самою обсерваторією.
Наразі в радіотихих зонах захисту від супутникового мовлення немає. Наступною великою ініціативою для радіоастрономії є досягнення міжнародного визнання радіотихих зон для захисту операцій, які існують в них.
У космосі існують угоди про координацію з радарами та супутниками, але вони дещо менш загальні. Вони стосуються лише обмежених частин спектру. Створюючи безшумну радіозону на землі, ви можете спробувати координувати всі наземні перешкоди на всіх частотах, але в космосі, на відміну від землі, ми маємо справу з кожним окремим випадком переривання частоти, коли він виникає, і використовуємо обмежені на даний момент захист, який у нас є.
Як IUCAF працює, щоб внести зміни?
У ITU-R ми беремо участь на всіх рівнях нижче найвищого, щоб впливати на зміст. Оскільки IUCAF бере участь так довго, я думаю, що це дуже поважає, і тому наші думки сприймаються дуже серйозно.
Поза межами ITU-R ми намагаємося отримати додаткові засоби захисту, реалізовані через Управління ООН у справах космічного простору (UNOOSA) Підкомітет з мирного використання космічного простору (КОПУОС).
Ми також впливаємо на зміни за допомогою семінарів, останній з яких відбувся в жовтні минулого року. У ньому IUCAF брав участь з великими групами астрономів. Семінар проходив наТемне і тихе небо— де ми розглянули весь тиск, який чинить на оптичну та радіоастрономію. Завдяки цьому ми придумали a набір рекомендацій які були зведені у вхідні дані для COPUOS, які мають зустрітися в квітні, щоб розглянути питання розширення обмеженого захисту для астрономії.
Ось такі речі, які зараз стосуються радіоастрономії, і це лише кілька прикладів того, як IUCAF вирішує питання розподілу частот.
Фото Кевін Кезада on Unsplash
