Radioastronomijas radiofrekvenču pārvaldīšana

 

Kas ir radioastronomija?

Radioastronomija (turpmāk RA) – astronomija, kuras pamatā ir izplatījuma izcelsmes radioviļņu uztveršana.

Radioastronomijas dienests – dienests, kas saistīts ar radioastronomijas lietošanu.

Visi visuma objekti, ieskaitot Sauli, planētas, miglājus, galaktikas, pulsārus un kvazārus, izstaro radioviļņus. Kā rodas starojums? Ir dažādi tā rašanās mehānismi, kas saistīti ar elektronu kustību atomārā kodola laukā (siltuma mehānisms), gaismas ātruma elektronu bremzēšanu magnētiskā laukā, nehomogēnas plazmas (jonizētas gāzes) mehānisko svārstību rimšanu, ātro daļiņu pāreju caur divām vides robežām un arī citi. Ar izplatījuma izcelsmes elektromagnētiskā lauka mērījumiem un to rezultātu analīzi nodarbojas astronomijas speciāla daļa – radioastronomija.

 

Vēsture

Izplatījuma izcelsmes starojumu pirmo reizi pamanīja amerikāņu inženieris Karls Janskis 1932. gadā. Nodarbojoties ar trokšņu pētīšanu transatlantiskā radiosakaru kanālā 14,6 metru diapazonā, viņš atklāja, ka trokšņa periodiskums - 23 stundas 56 minūtes sakrīt ar Zemes griešanās periodu apkārt savai asij. Izmantojot virziendarības antenu, viņš noskaidroja, ka troksnis nāk no izplatījuma. 1939. gadā cits amerikāņu inženieris Grouts Rebers 1,87 metru diapazonā atkal reģistrēja izplatījuma starojumu. Šis atklājums uzreiz pievērsa visu astronomu uzmanību, un pēc Otrā pasaules kara jaunā zinātne sāka strauji attīstīties.

 

Aparatūra

RA aparatūra (radioteleskops) diezgan ievērojami atšķiras no citu radiosakaru veidu aparatūras. Vispirms jau ar antenas izmēriem. Grouta Rebera antenai ar parabolisku reflektoru diametrs bija tikai 9,5 metri. Tagad pasaulē ir sasniegts paraboliska reflektora diametrs 305 metri (Aresibo radioteleskops Puertoriko). Pārsvarā lieto divu reflektoru paraboliskas antenas, bet bieži izmanto arī tā saucamos antenas režģus. Tomēr vispopulārākā ir antena ar parabolisku reflektoru.

RA uztvērējs ir ļoti sarežģīts, tam ir virkne īpatnību. Tā jutība ir ļoti liela, uztvērēja paštrokšņi ir ļoti mazi, uztvertā frekvenču josla ir daudz platāka nekā sadzīves apraides uztvērējam un sasniedz 100 MHz un vairāk. Joslas ir platas tāpēc, ka izplatījuma avoti izstaro plašā radiofrekvenču diapazonā un, lai uztvertu un veiktu spektrālo analīzi, jāreģistrē starojums visā joslā. Ar spektrālo analīzi var noskaidrot izplatījuma ķermeņa ķīmisko sastāvu, tā temperatūru, izmēru, uzbūvi un attālumu līdz tam, kustības ātrumu un citus parametrus.

 

Starptautiskie noteikumi

Sakaru noteikumus pasaules mērogā nosaka Starptautiskā telekomunikāciju savienība (ITU). Viens no ITU pamatdokumentiem, kas attiecas uz radiofrekvenču spektra izmantošanu, ir Radionoteikumi (Radio Regulations) un tajos dotā Frekvenču sadalījuma tabula (Frequency Allocation Table). Starptautiskajā Frekvenču sadalījuma tabulā katra radiofrekvenču josla ir paredzēta stingri noteiktam pielietojumam jeb radiosakaru dienestam (veidam), piemēram Fiksētajam, Sauszemes mobilajam, Gaisa kuģniecības utt. Lai nodrošinātu frekvenču koplietošanas prasības, vairākiem dienestiem vienā joslā var būt noteiktas atšķirīgas izmantošanas tiesības jeb kategorijas – primārie dienesti vai sekundārie dienesti. Primārajiem dienestiem vienmēr ir attiecīgā frekvenču spektra izmantošanas priekšrocības attiecībā pret sekundārajiem un sekundārie dienesti nav aizsargāti no primāro dienestu radītiem radiotraucējumiem.

Izplatījuma starojumi ir uztverami daudzos radiofrekvenču diapazonos, sākot no dažiem MHz līdz simtiem GHz. Atzīstot RA svarīgo nozīmi un tās darbībai nepieciešamos īpašos apstākļus, ITU ir noteikusi RA kā atsevišķu radiosakaru dienestu, paredzot tam noteiktas radiofrekvenču joslas, lai iespējami maksimāli aizsargātu RA no citu radiosakaru veidu radītiem radiotraucējumiem..

Atbilstoši Radionoteikumiem, Pasaule ir sadalīta trīs reģionos (Eiropa un Latvija atrodas pirmajā reģionā), lai precīzāk atspoguļotu katra reģiona īpatnības radiofrekvenču spektra izmantošanā. Tāpēc svarīgi apzināties, ka radiofrekvenču spektra sadalījums katrā no šiem reģioniem var būt atšķirīgs. Piemēram, 608 – 614 MHz frekvenču joslā 2. reģionā RA ir paredzētas primāras izmantošanas tiesības, bet pārējos – sekundāras. Latvijā 608 – 614 MHz joslā primāras tiesības ir televīzijas apraidei, un Rīgā darbojas ciparu televīzijas apraides izmēģinājuma raidītājs.

Kā zināms radioviļņi “nepazīst” valstu robežas, tāpēc, lai radiostaciju darbība notiktu bez radiotraucējumiem, starptautiskajos noteikumos ir definētas procedūras radiofrekvenču piešķīrumu koordinēšanai. Tāpēc viens no svarīgākajiem nacionālo sakaru administrāciju uzdevumiem ir radiofrekvenču piešķīrumu starptautiskā koordinācija un radiostaciju reģistrācija ITU Galvenajā radiofrekvenču reģistrā (skat. http://www.itu.int/home/index.html).

 

Radioklusuma zonas

Radioklusuma zona nozīmē noteiktu teritoriju, kurā ir aizliegta jebkādu radioiekārtu lietošana. Tas nepieciešams, lai aizsargātu ārkārtīgi jutīgo RA uztverošo aparatūru no traucējumiem. Piemēram, atbilstoši Eiropas pasta un telekomunikāciju konferences 2004. gada 12. novembra lēmumam ECC/DEC(04)10, joslā 22,21–24,00 GHz ir paredzēta automobiļu maza attāluma radara automātiska deaktivizācija RA objekta tuvumā.

Pašlaik pasaulē gandrīz ap visām RA stacijām ir noteiktas klusuma zonas, kuru rādiuss ir no 1 līdz 40 km un vairāk, atkarībā no RA objekta atrašanās vietas, uztverošo radiofrekvenču joslām, teleskopa antenas virziendiagrammas, aparatūras jutības un citiem apstākļiem.

 

Kas notiek Latvijā?

Latvija ir Starptautiskās Telekomunikāciju savienības dalībvalsts un ir apņēmusies ievērot tās noteikumus. Balstoties uz Starptautiskās Telekomunikāciju savienības Radionoteikumiem un starptautisko radiofrekvenču sadalījuma tabulu, Latvijas Ministru kabinets 2005. gada 19. aprīlī ir pieņēmis noteikumus Nr. 276 “Par radiofrekvenču spektra joslu sadalījumu radiosakaru veidiem un iedalījumu radiosakaru sistēmām, kā arī par radiofrekvenču spektra joslu izmantošanas vispārīgajiem nosacījumiem” (Nacionālais radiofrekvenču plāns). Šie noteikumi nosaka radiofrekvenču spektra galveno sadalījumu dažādiem radiosakaru veidiem, ieskaitot RA, un pamatprasības radiofrekvenču spektra izmantošanai mūsu valstī. Ar visu radiofrekvenču sadalījumu radiosakaru veidiem un iedalījumu radiosakaru sistēmām Latvijā var iepazīties norādē:

http://www.vestnesis.lv/wwwraksti/2005/073/B073/KN276P1.PDF.

Latvijā Ventspils rajona Irbenē darbojas Ventspils Augstskolas radioteleskops, kura antenas diametrs ir 32 metri. Blakus tam ir vēl viena 16 metru paraboliskā antena, diemžēl nefunkcionējoša. Tuvāk iepazīties ar informāciju par Irbenes radioteleskopu var mājas lapā: www.virac.lv . Lai gan finansējuma nepietiekamības dēļ RA Latvijā attīstās ļoti lēni, tomēr tā joprojām dod savu artavu Latvijas zinātnes attīstībā.

Šobrīd izstrādes stadijā ir radioklusuma zonas noteikšana ap Irbenes radioteleskopu. Sākotnējās aplēses liecina, ka šai zonai jābūt ne mazākai par 8.5 km.

Elektronisko sakaru direkcijas (ESD), skat. http://www.esd.lv/latviski.htm, uzdevums ir radiofrekvenču spektra pārvaldīšana, ieskaitot elektromagnētiskās saderības nodrošināšanu starp dažādiem radiosakaru veidiem un radiofrekvenču piešķīrumu starptautisko koordināciju. Tāpēc ESD savu funkciju ietvaros plāno turpināt sadarbību ar Irbenes RA staciju. Tiek gatavota Irbenes RA stacijas reģistrācija Starptautiskajā telekomunikāciju savienībā un RA pieteikto frekvenču starptautiskā koordinācija ar kaimiņvalstīm, kā arī paredzēta līdzdalība radioklusuma zonas noteikšanā un tam nepieciešamo normatīvo aktu izstrādē.

 

Vladislavs Himins

ESD Radiofrekvenču dienests

 

 

VAS Elektronisko sakaru direkcija

Elizabetes ielā 41/43, Rīgā, LV 1010

Tālr. 7333034

Fakss 7821275