Jicamarca电离层射电天文台-秘鲁利马- Atlas Obscura

从西南偏南方向看天文台。http://jicamarca.ece.cornell.edu/picts/jic..。

主要的仪器伊卡马卡射电天文台是一种非相干散射雷达，是世界上为数不多的一种大气探测器。普通的雷达系统或射电望远镜的外观与巨大的电视碟形天线相似，而在Jicamarca的仪器则采用18432个偶极子天线的形式，分布在秘鲁沙漠近85000平方米的土地上。该天文台位于首都利马约25公里外，建于1960年至1961年，目的是研究地球大气层的最深处。

雷达(无线电探测和测距)的基本概念很简单:向目标的方向发射无线电波，然后分析该波的反射。从信号传输和接收之间的时间延迟，可以确定到物体的距离。从反射信号的其他特性，也可以研究目标本身的各种性质。在Jicamarca，目标是电离层，即距离地球表面约100公里以上的大气层的最上层。

通常雷达目标是离散的固体物体，如飞机或卫星。然而，电离层是一层相当稀疏的气体，密度可以下降到每立方厘米只有10,000个粒子。因此，在Jicamarca的雷达需要巨大的功率输出和最高的灵敏度来记录大气的微弱反射。虽然发射信号的功率约为200万瓦(超过33000个60瓦灯泡的功率)，但返回信号的强度通常仅用皮瓦来衡量。一皮瓦是一微瓦的百万分之一，微瓦又是一瓦的百万分之一。粗略地说，如果传输的信号代表了整个海滩，那么回报将只相当于几粒微不足道的沙粒。

大气反射如此微弱的原因与该仪器的名称有关，“非相干散射雷达”。通过一个被称为汤姆逊散射的过程，传输的无线电波使电离层中的电子发生振荡，随后释放出自己的少量能量。这种能量构成了返回信号，而仪器名称中的“非相干”源于这样一个事实:科学家正在观察一组电子的集体辐射，而不是单个粒子的能量。所以，虽然非相干散射雷达听起来像一台机器，用来产生一堆随机的东西，但它实际上是一种精密的科学仪器!Jicamarca天文台由秘鲁地球物理研究所运营。作为世界上最灵敏的大气雷达之一，Jicamarca仪器可以探测5000公里及以上高度的大气。