Äîêóìåíò âçÿò èç êýøà ïîèñêîâîé ìàøèíû. Àäðåñ îðèãèíàëüíîãî äîêóìåíòà : http://www.atnf.csiro.au/pub/people/vlbi/vsop/pg/pg.1.ps.gz Äàòà èçìåíåíèÿ: Fri Aug 11 02:56:27 1995 Äàòà èíäåêñèðîâàíèÿ: Wed Dec 26 15:43:49 2007 Êîäèðîâêà: Ïîèñêîâûå ñëîâà: ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï

Proposer's Guide
VLBI Space Observatory Programme
Prepared by the
VSOP Science Operations Group
Institute of Space and Astronautical Science
10 August 1995
Proposals Due: Friday, 17 November 1995

Abstract
This guide provides the technical information necessary to write a proposal for scientific observations
with the VSOP space VLBI mission. Whereas the VSOP Announcement of Opportunity (AO) provides
an overview of the VSOP mission and the proposal process, this guide provides technical details on
many mission components and activities. These components include the VSOP spacecraft, the VSOP
spacecraft orbit, and the ground radio telescopes, tracking stations, and correlators that will support
VSOP observations. The observational capabilities of the VSOP mission, the VSOP scheduling process,
VSOP spacecraft calibration, data analysis tools, proposal aid software, and help to proposers are also
described.
Editor: D. W. Murphy

VSOP Proposer's Guide 1
Contents
1 VSOP Mission Description 4
2 VSOP Spacecraft Antenna 4
3 Science Subsystem of the VSOP Spacecraft 6
4 VSOP Spacecraft Constraints 9
4.1 Solar : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.2 Moon : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.3 Earth : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.4 Eclipse : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.5 Tracking Network : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.6 Spacecraft Telemetry Horizon Mask : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 9
4.7 Slew Time and Settling : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10
4.8 On­board Command Memory : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10
5 VSOP Spacecraft Orbit 11
5.1 Definition of the Orbital Elements : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 11
5.2 Orbit Normal and (u,v) Coverages : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 12
5.3 Precession of the Orbital Elements : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
5.3.1 Impact
of\Omega Precession : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
5.3.2 Impact of ! Precession : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 14
5.4 Pre­Launch Uncertainty in the Orbital Elements : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 15
6 VSOP Spacecraft Tracking Network 15
7 Ground Radio Telescopes 16
8 VLBI Recording Systems 16
9 Observational Capabilities of the VSOP Mission 16
9.1 Resolution : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 18
9.2 Baseline Sensitivity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 18
9.3 Fringe Fitting Signal to Noise Ratio : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 19
9.4 Fringe Detection Limit : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
9.5 Estimated Correlated Flux Density : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
9.5.1 Using the Source Size : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
9.5.2 Using the Source Brightness Temperature : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20
9.6 Field of View : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 21
9.6.1 Non­Coplanar Phase Residuals : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 21
9.6.2 Bandwidth Smearing : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 22
9.6.3 Time Average Smearing : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 22
9.7 Imaging Sensitivity : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 23
9.8 Dynamic Range : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 24
9.9 Typical VSOP Observations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25
9.10 Polarimetry : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 25

VSOP Proposer's Guide 2
9.11 Spectral Line : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26
10 Source Selection 27
10.1 TDRSS Space VLBI Demonstrations : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 27
10.2 22 GHz Pre­launch Continuum VLBI Survey : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 28
11 VSOP Scheduling Process 28
11.1 How Does VSOP Differ from Other Space Astronomy Missions? : : : : : : : : : : : : : : 28
11.2 What Ground Radio Telescopes Will be Available? : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 28
11.3 How Will VSOP and Ground VLBI Scheduling Differ ? : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 32
11.4 How Will the Scheduling Process Work? : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 32
11.5 How Many GRTs do I Ask for ? : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 32
11.6 How Does the Proposer Interface with the Scheduling Process? : : : : : : : : : : : : : : : 33
12 Space VLBI Data Correlation 33
12.1 Correlators : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33
12.2 Correlator Output : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34
13 VSOP Spacecraft Data Calibration 34
13.1 Antenna Gain : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34
13.2 System Temperature : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 34
13.3 Channel Phase Differences : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 35
13.4 Summary : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 35
14 VSOP Proposal Aid Software 35
14.1 FAKESAT : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 35
14.2 SPAS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 36
14.3 SVPIS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 37
15 VSOP Data Analysis 37
15.1 NRAO AIPS : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 37
15.2 Caltech VLBI Analysis Package : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 37
16 VSOP Proposal Help 38
17 Additional Information 38
18 Contributors 38
19 Acknowledgements 38
A References 39
B Acronyms and Abbreviations 40
C All­Sky (u,v) Plot Examples 41

VSOP Proposer's Guide 3
List of Figures
1 VSOP Spacecraft : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4
2 VSOP Spacecraft Science Subsystem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 7
3 VSOP Spacecraft Eclipse History. : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 10
4 Example All­Sky (u,v) Plot : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 13
5 Example (u,v) Plot as a Function of Time : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 14
6 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Jan 1997 : : : : : : : : : 42
7 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Apr 1997 : : : : : : : : 42
8 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Jul 1997 : : : : : : : : : 43
9 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Oct 1997 : : : : : : : : : 43
10 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Jan 1998 : : : : : : : : : 44
11 All­Sky (u,v) Plot for the VSOP Spacecraft with the VLBA on 1 Apr 1998 : : : : : : : : 44
List of Tables
1 Satellite Mass Budget : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5
2 Satellite Power Budget : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5
3 Antenna Characteristics : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 6
4 VSOP Spacecraft Science Subsystem : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 8
5 VSOP Spacecraft Observing Modes : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 8
6 Nominal VSOP Spacecraft Orbital Elements : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 11
7 VSOP Spacecraft Tracking Network : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 15
8 Ground Radio Telescopes and VLBI Networks : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 17
9 Expected Coherence Times : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 19
10 TDRSS Results at 2.3 GHz and 15 GHz : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 29
11 22 GHz Continuum Pre­Launch Survey (10 August 1995 Version) : : : : : : : : : : : : : : 30
11 22 GHz Continuum Pre­Launch Survey (10 August 1995 Version) continued : : : : : : : : 31
12 Correlator Properties : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 33
13 SVLBI Proposal Aid Packages : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 36
14 E­mail Addresses for Regional Help : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 38

VSOP Proposer's Guide 4
1 VSOP Mission Description
The VLBI Space Observatory Programme (VSOP) is a project of the Japanese Institute of Space and
Astronautical Science (ISAS) in close collaboration with the National Astronomical Observatory (NAO).
In addition NASA and a number of organizations around the world are providing facilities and other
support to the VSOP mission. The VSOP Science Operations Group (VSOG) is responsible for the
day­to­day operation and management of the VSOP mission and is comprised of members from ISAS
and NAO, with support from other individuals and agencies.
The VSOP spacecraft, as shown in Figure 1, will carry an 8 m radio telescope and is scheduled to
be launched from the Kagoshima Space Center in September 1996 by the first launch of the M­V rocket.
The spacecraft is expected to have a lifetime of at least 3 years. The mass and power budgets of the
spacecraft are presented in Table 1 and Table 2 (Hirosawa et al. 1994). VSOP will be in a nominal 6.6
hour orbit with an apogee height of 22,000 km (see x5 for more details on the orbit). The precession
of the spacecraft's orbit will allow good (u,v) coverage over the whole sky. The apogee height allows
baselines three times longer than on the Earth, while the perigee height of 1000 km is low enough to
allow calibration of data obtained on ground­space baselines by comparison with data from ground­only
baselines. Typically, an observation of a source will last between 2--4 orbits (13--26 hours), although
various constraints result in the loss of ground­space baselines for some part of each orbit.
Figure 1: Diagram of the VSOP Spacecraft.
2 VSOP Spacecraft Antenna
The main antenna of the VSOP spacecraft is of a Cassegrain design with a three­waveband coaxial feed
at the focus. The main reflector of the antenna is a deployable parabola composed of a thin flexible mesh
fixed in position by a set of cables attached to a support structure. The aperture has an area of 50.1 m 2 ,
equivalent to an 8 m diameter reflector, with an expected surface accuracy of 0.5 mm RMS. A breakdown
of the expected antenna gain is shown in Table 3 (Takano et al. 1994). Note the large spillover loss at
1.6 GHz due to the limited size of the sub­reflector.