ITU-R RA 1860 SPANISH-2010 Preferred frequency bands for radio astronomical measurements in the range 1-3 THz《频率范围在1-3 THz射电天文测量用优选频带》.pdf

1、 Recomendacin UIT-R RA.1860(01/2010)Bandas de frecuencia preferidas paralas mediciones de radioastronomaen la gama 1-3 THzSerie RARadio astronomaii Rec. UIT-R RA.1860 Prlogo El Sector de Radiocomunicaciones tiene como cometido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmica del espe

2、ctro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencias, estudios que sirvan de base para la adopcin de las Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de Radiocomunic

3、aciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomunicaciones. Poltica sobre Derechos de Propiedad Intelectual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intelectual se de

4、scribe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la declaracin sobre patentes y utilizacin de patentes por los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.itu.int/ITU-R

5、/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de patentes del UIT-R sobre este asunto. Series de las Recomendaciones UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/publ/R-REC/e

6、s) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de radiodifusin (televisin) F Servicio fijo M Servicios mviles, de radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por satlite conexo

7、s P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa SF Comparticin de frecuencias y coordinacin entre los sistemas del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin del espect

8、ro SNG Periodismo electrnico por satlite TF Emisiones de frecuencias patrn y seales horarias V Vocabulario y cuestiones afines Nota: Esta Recomendacin UIT-R fue aprobada en ingls conforme al procedimiento detallado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2010 UIT 2010 Reservados todo

9、s los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-R RA.1860 1 RECOMENDACIN UIT-R RA.1860 Bandas de frecuencia preferidas para las mediciones de radioastronoma en la gama 1-3 THz (Cuestin UIT-R 145/

10、7) (2010) Cometido Esta Recomendacin describe las observaciones de radioastronoma de raya espectral y del continuum llevadas a cabo en la gama de frecuencias comprendidas entre 1 000 y 3 000 GHz y recomienda que las administraciones proporcionen asistencia en la coordinacin de las observaciones radi

11、oastronmicas en esta gama de frecuencias. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que los radioastrnomos estudian las emisiones radioelctricas procedentes de fuentes csmicas a frecuencias cada vez ms elevadas; b) que las frecuencias de observacin vienen determinadas a menudo po

12、r las frecuencias de la raya espectral de los tomos y molculas que existen en los entornos astrofsicos y que tales frecuencias vienen fijadas por la naturaleza; c) que la posibilidad de realizar observaciones desde la superficie de la Tierra depende de las ventanas en las que la atmsfera es suficien

13、temente transparente; d) que el desarrollo de la radioastronoma en las frecuencias de THz est provocando avances tecnolgicos, especialmente en las tcnicas de recepcin, y promete arrojar resultados importantes; e) que las bandas de frecuencias importantes para el servicio de radioastronoma por debajo

14、 de 1 000 GHz se consideran en la Recomendacin UIT-R RA.314; f) que la utilizacin en radioastronoma de frecuencias comprendidas entre 10 THz y 1 000 THz se aborda en la Recomendacin UIT-R RA.1630; g) que cada vez hay ms inters en la utilizacin de la gama 1 000-3 000 GHz por el servicio de radioastro

15、noma; h) que la Unin Astronmica Internacional (UAI) mantiene y actualiza regularmente la lista de rayas espectrales de mxima importancia para la radioastronoma en frecuencias de hasta 3 000 GHz; j) que debe tenerse en cuenta el desplazamiento de las frecuencias de las rayas por efecto Doppler, debid

16、o al movimiento relativo de las fuentes y el observador; k) que los radioastrnomos tambin tienen necesidad de realizar observaciones del continuum en frecuencias por encima de 1 000 GHz y que las bandas utilizadas para dichas observaciones desde Tierra vienen determinadas por las ventanas atmosfrica

17、s donde se produce la menor atenuacin; l) que la utilizacin de radiotelescopios situados en plataformas espaciales que funcionan en el servicio de investigacin espacial (pasivo), proporciona acceso a todo el espectro radioelctrico, incluidas las partes del espectro no accesibles desde la Tierra debi

18、do a los fenmenos de absorcin en la atmsfera; 2 Rec. UIT-R RA.1860 m) que se concede proteccin al servicio de radioastronoma en las bandas por debajo de 275 GHz en virtud del cuadro de atribucin de bandas de frecuencias y en las bandas comprendidas entre 275 y 1 000 GHz en virtud del nmero 5.565 del

19、 Reglamento de Radiocomunicaciones (RR), recomienda 1 que las administraciones proporcionen asistencia en la coordinacin de las observaciones de radioastronoma en las bandas comprendidas entre 1 000 GHz y 3 000 GHz, especialmente las indicadas en el Cuadro 1 (observaciones desde el espacio) y el Cua

20、dro 3 (observaciones desde tierra). Anexo 1 1 Rayas espectrales de inters en astronoma El Cuadro 1 enumera las frecuencias desplazadas por efectos ajenos al efecto Doppler (en reposo) de las rayas espectrales emitidas por una variedad de molculas de inters astrofsico. A partir de la frecuencia en re

21、poso se proporciona una gama de frecuencias aproximada en las cuales pueden observarse las rayas, basndose en los desplazamientos por efecto Doppler tpicos observados debido al movimiento radial de la fuente csmica que se acerca al observador o se aleja del mismo. En el cuadro, se ha supuesto una ga

22、ma de desplazamiento por efecto Doppler de 300 km/s. Las gamas indicadas en el Cuadro 1 son las mnimas bandas sugeridas. Cabe sealar que debido a la gran sensibilidad de las observaciones radioastronmicas se han observado muchas rayas espectrales procedentes de objetos extragalcticos, hasta z 6 o su

23、perior (en este caso, z prefiere al desplazamiento hacia el rojo definido por z = (obs 0)/0, siendo obsla longitud de onda observada y 0la longitud de onda desplazada por un efecto distinto al efecto Doppler). Por consiguiente, deben tenerse presente las observaciones de las rayas espectrales de un

24、fuerte desplazamiento hacia el rojo. La fuente de datos para elaborar el Cuadro 1, que fue aprobado por la Asamblea General de la Unin Astronmica Internacional (UAI) en 2009, procede de estudios de observacin de emisiones de rayas espectrales submilimtricas hacia dos regiones de gran densidad en mol

25、culas de la Va Lctea1,2; de la base de datos espectroscpica molecular del JPL3; y de un catlogo que figura en la web de rayas espectrales moleculares (Base de datos Colonia de Espectroscopia Molecular) mantenido por la Universidad de Colonia, Alemania4. 2 Absorcin atmosfrica A las longitudes de onda

26、 milimtricas y submilimtricas, un factor importante para las observaciones realizadas desde tierra es la medida en que la atmsfera atena las seales radioelctricas. La atenuacin de las seales en la gama de frecuencias 1 000-3 000 GHz se debe 1POLEHAMPTON, E. T. y otros 2007, The ISO LWS high-resoluti

27、on spectral survey towards Sagittarius B2*. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), Vol. 377, p. 1122. 2LERATE, M. R. y otros 2006, A far-infrared molecular and atomic line survey of the Orion KL region. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), Vol. 370, p. 597.

28、3http:/spec.jpl.nasa.gov/. 4http:/www.astro.uni-koeln.de/cdms/. Rec. UIT-R RA.1860 3 principalmente a la absorcin por vapor de agua y, en menor medida, por el oxgeno, el nitrgeno y el ozono. En las observaciones desde la tierra, la atenuacin atmosfrica reduce el nivel de seal observado de la emisin

29、procedente de fuentes csmicas y aade ruido trmico a la seal recibida. Por esta razn, las estaciones de radioastronoma en ondas milimtricas y submilimtricas estn situadas en emplazamientos elevados y secos. A pesar de la optimizacin del emplazamiento de observacin, el nivel de atenuacin es tan elevad

30、o en algunas partes de la gama 1 000-3 000 GHz que, con excepcin de unas pocas ventanas, muchas observaciones en esta regin espectral slo pueden realizarse desde el espacio. El Cuadro 1 indica las rayas espectrales que slo podran observarse desde el espacio debido a la elevada atenuacin atmosfrica e

31、n la mnima banda de frecuencia sugerida. La Fig. 1 es el ejemplo de la transmitancia en un trayecto vertical a travs de la atmsfera (es decir, mirando directamente a lo largo de la lnea de visibilidad ms corta a travs de la atmsfera), en la gama de frecuencias 1 000-3 000 GHz y en un emplazamiento d

32、e observacin astronmica adecuado. Los datos se obtuvieron utilizando el modelo atmosfricos am5, suponiendo los siguientes parmetros6: Emplazamiento: Cerro Sairecabur, aproximadamente a 35 km al nor-noroeste de la ubicacin del observatorio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chajna

33、ntor, Chile. Elevacin: 5 525 m. Presin atmosfrica en el suelo: 532 mbar. Temperatura del suelo: 285 K. Perfil de presin/temperatura atmosfrica: basado en datos obtenidos en 187 vuelos de radiosonda realizados sobre la zona en el periodo 1998-2002. El perfil del ozono se bas en los vuelos realizados

34、por la sonda de ozono de la NASA sobre las Islas Galpagos, Ecuador, durante ese mismo periodo. Contenido total de vapor de agua precipitable (PWV): 0,25 mm. Basndose en campaas de mediciones exhaustivas, se determin que este emplazamiento tena un PWV igual o inferior a este valor aproximadamente el

35、25% del tiempo. La curva de transmitancia calculada concuerda bastante bien con las temperaturas de brillo atmosfrico observadas obtenidas con las mediciones del espectrmetro de transformada de Fourier (FTS) en el emplazamiento. El Cuadro 2 enumera las gamas de frecuencias en las cuales la transmita

36、ncia atmosfrica de la Fig. 2 se rebasa el 20%, el 10%, el 5% y el 1% (la Fig. 2 es una representacin grfica de los datos que aparecen en el Cuadro 2). Las transmitancias ms bajas disminuirn la intensidad de la seal recibida de fuentes csmicas debido a la absorcin atmosfrica y aumentarn la temperatur

37、a de ruido del sistema de radioastronoma a causa de la emisin trmica procedente de la atmsfera. En consecuencia, para las mediciones radioastronmicas basadas en tierra es conveniente emplear las transmitancias ms elevadas, aunque pueden realizarse observaciones basadas en tierra de emisiones csmicas

38、 relativamente intensas con transmitancias tan bajas como el 5% e incluso menores. 5Vase http:/www.cfa.harvard.edu/spaine/am/ (junio de 2008). 6Especficamente, los clculos utilizados en el perfil Sairecabur del Ejemplo 4 de: PAINE, S. 2004, The am Atmospheric Model. Submillimeter Array Technical Mem

39、o #152 (Revisin 3). Disponible en http:/sma-www.harvard.edu/private/memos/tech_no.html (junio de 2008). 4 Rec. UIT-R RA.1860 CUADRO 1 Gamas espectrales ms importantes desde el punto de vista astrofsico en la gama de frecuencias entre 1 000 y 3 000 GHz Especie Frecuencia de reposo (GHz) Mnima frecuen

40、cia sugerida (GHz) Mxima frecuencia sugerida (GHz) Observaciones Mnima frecuencia consolidada (GHz) Mxima frecuencia consolidada (GHz) Vapor de agua (H218O) 1 003,278 1 002,274 1 004,281 G 1 002,274 1 004,281 Agua pesada (HDO) 1 009,945 1 008,935 1 010,955 G 1 008,935 1 010,955 Azanilidenio (NH+) 1

41、012,524 1 011,511 1 013,537 G 1 011,511 1 013,537 Monosulfuro de carbono (CS) 1 027,314 1 026,287 1 028,341 G 1 026,287 1 028,341 Radical hidroxilo (OH+) 1 033,119 1 032,085 1 034,152 G 1 032,085 1 034,152 Monxido de carbono (CO) 1 036,912 1 035,875 1 037,949 G 1 035,875 1 037,949 cido ciandrico (HC

42、N) 1 062,983 1 061,920 1 064,046 1 061,920 1 064,046 Formilio (HCO+) 1 069,694 1 068,624 1 070,764 1 068,624 1 070,764 Monosulfuro de carbono (CS) 1 076,078 1 075,002 1 077,154 1 075,002 1 077,154 Sulfhidrilio (SH+) 1 082,909 1 081,826 1 083,993 1 081,826 1 083,993 Vapor de agua (H218O) 1 095,627 1

43、094,532 1 096,723 1 094,532 1 098,462 Monxido de carbono (C18O) 1 097,163 1 096,066 1 098,260 Vapor de agua (H2O) 1 097,365 1 096,267 1 098,462 Monxido de carbono (13CO) 1 101,350 1 100,248 1 102,451 1 100,248 1 102,800 Vapor de agua (H218O) 1 101,698 1 100,597 1 102,800 Vapor de agua (H2O) 1 113,34

44、3 1 112,230 1 114,456 1 112,230 1 116,175 Vapor de agua (H2O+) 1 115,059 1 113,943 1 116,175 Monosulfuro de carbono (CS) 1 124,820 1 123,696 1 125,945 1 123,696 1 125,945 Vapor de agua (H218O) 1 136,704 1 135,567 1 137,840 1 135,567 1 137,840 Rec. UIT-R RA.1860 5 CUADRO 1 (Continuacin) Especie Frecu

45、encia de reposo (GHz) Mnima frecuencia sugerida (GHz) Mxima frecuencia sugerida (GHz) Observaciones Mnima frecuencia consolidada (GHz) Mxima frecuencia consolidada (GHz) cido ciandrico (HCN) 1 151,452 1 150,301 1 152,603 1 150,301 1 154,280 Monxido de carbono (CO) 1 151,985 1 150,833 1 153,137 Vapor

46、 de agua (H2O) 1 153,127 1 151,974 1 154,280 Vapor de agua (H2O) 1 158,324 1 157,165 1 159,482 1 157,165 1 159,886 Formilio (HCO+) 1 158,727 1 157,568 1 159,886 Agua pesada (HDO) 1 161,953 1 160,791 1 163,115 1 160,791 1 165,935 Vapor de agua (H2O) 1 162,912 1 161,749 1 164,075 Agua pesada (HDO) 1 1

47、64,770 1 163,605 1 165,935 Amonaco (NH3) 1 168,452 1 167,283 1 169,620 1 167,283 1 169,620 Monosulfuro de carbono (CS) 1 173,539 1 172,366 1 174,713 1 172,366 1 174,713 Agua pesada (HDO) 1 180,324 1 179,143 1 181,504 1 179,143 1 182,575 Vapor de agua (H218O) 1 181,394 1 180,213 1 182,575 Vapor de ag

48、ua (H218O) 1 188,863 1 187,674 1 190,052 1 187,674 1 190,052 Vapor de agua (H218O) 1 199,006 1 197,807 1 200,205 1 197,807 1 200,205 Monxido de carbono (C18O) 1 206,725 1 205,519 1 207,932 1 205,519 1 208,846 Vapor de agua (H2O) 1 207,639 1 206,431 1 208,846 Monxido de carbono (13CO) 1 211,330 1 210

49、,118 1 212,541 1 210,118 1 212,541 Amonaco (NH3) 1 214,859 1 213,644 1 216,073 1 213,644 1 218,476 Amonaco (NH3) 1 215,245 1 214,030 1 216,460 Vapor de agua (H218O) 1 216,850 1 215,634 1 218,067 Agua pesada (HDO) 1 217,258 1 216,041 1 218,476 Monosulfuro de carbono (CS) 1 222,234 1 221,012 1 223,456 1 221,012 1 223