RATAN 600: σκοπός και αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 06:01

Το

RATAN-600 είναι το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο, που βρίσκεται στο Karachay-Cherkessia. Ο κύριος καθρέφτης έχει διάμετρο 576 μέτρα και η γεωμετρική περιοχή των κεραιών είναι 15.000 m2. Το τηλεσκόπιο δημιουργήθηκε για να μελετήσει πλανήτες, τον Ήλιο, γαλαξίες, εξωγαλαξιακά αντικείμενα, φασματική ακτινοβολία και άλλους σκοπούς.

Ιστορικό: RATAN-600

Η ιδέα της κατασκευής ενός οικιακού ραδιοτηλεσκοπίου βασισμένου στο έργο των S. E. Khaikin και N. L. Kaidanovsky είναι ζωτικής σημασίας από τη δεκαετία του '50. Αρχικά, δημιουργήθηκε ένα πειραματικό τηλεσκόπιο Pulkovo, βάσει του οποίου αποδείχθηκε η αποτελεσματικότητα των κεραιών μεταβλητού προφίλ για διαστημική έρευνα.

Ήταν κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου, όταν ο ανταγωνισμός μεταξύ των ΗΠΑ και της ΕΣΣΔ θερμάνθηκε στο όριο. Η ηγεσία, εμπνευσμένη από την εκτόξευση του πρώτου δορυφόρου, απαίτησε (προς χαρά των επιστημόνων) να εδραιώσει την επιτυχία κατασκευάζοντας μεγαλειώδη αντικείμενα για εξερεύνηση του διαστήματος. Ήταν το μοναδικό αζιμουθιακό τηλεσκόπιο καθρέφτη έξι μέτρων BTA και το ραδιοτηλεσκόπιο RATAN-600. Το έργο εγκρίθηκε τελικά στις 18 Αυγούστου 1965.

Το καλοκαίρι του 1974, ο βόρειος τομέας τέθηκε σε λειτουργίαανακλαστήρας και ακτινοβολητής Νο. 1. Η πρώτη ραδιοφωνική πηγή PKS 0521-36 ερευνήθηκε στις 12 Ιουλίου 1974. Στις αρχές του 1977, εισήχθησαν τα υπόλοιπα μέρη του συγκροτήματος: ένας επίπεδος ανακλαστήρας, νότιοι, ανατολικοί και δυτικοί τομείς.

Περιγραφή

Το τηλεσκόπιο RATAN-600 λειτουργεί από το Ειδικό Αστροφυσικό Παρατηρητήριο της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (SAO), το μοναδικό παρατηρητήριο παγκόσμιας κλάσης στη Ρωσική Ομοσπονδία. Το αντικείμενο είναι εξοπλισμένο με μια κεραία δακτυλίου 576 μέτρων (κυκλικός ανακλαστήρας), που αποτελείται από 895 στοιχεία. Το μέγεθος κάθε στοιχείου λήψης είναι 2 m πλάτος και 11,4 m ύψος.

Από μια συνολική επιφάνεια 15.000 m2², η ίδια η κεραία (εξωτερικό μέρος) καταλαμβάνει μόνο 3500 m^{2. Το εσωτερικό μέρος είναι ένας ανοιχτός χώρος όπου τοποθετούνται εκπομποί, διάφορες συσκευές που δέχονται και αναλύουν την κοσμική ακτινοβολία.}

Το RATAN-600, του οποίου η φωτογραφία είναι εντυπωσιακή, εγκαταστάθηκε στα νότια προάστια του χωριού Zelenchukskaya (Καρατσάι-Τσερκεσία). Ο οικισμός του παρατηρητηρίου, ο οποίος περιλαμβάνει κτίρια εργαστηρίων, κτίρια κατοικιών και ένα σχολείο, βρίσκεται στις όχθες του ποταμού Μπολσόι Ζελέντσουκ κοντά στον οικισμό Nizhne-Arkhyz του 9ου-13ου αιώνα.

Προδιαγραφές

Το RATAN-600 χρησιμοποιεί νέες αρχές κατασκευής τηλεσκοπίου: βάση αλταζιμούθιου, σύνθεση διαφράγματος και ελεγχόμενη επιφάνεια. Βασικά χαρακτηριστικά:

• Εύρος συχνοτήτων: 610-30000 MHz.
• Εύρος κυμάτων: 1-50cm
• Ακρίβεια: 1-10 δευτερόλεπτα τόξου.
• Γωνιακή μέγιστη ανάλυση: 2ang. δευτ.
• Όριο ανίχνευσης θερμοκρασίας φωτεινότητας: 0,050 mK.
• Όριο πυκνότητας ροής: 0,500 mJan.

Χάρη στην ομάδα ερευνητών που δημιουργούν και βελτιώνουν συνεχώς αυτές τις συσκευές, το συγκρότημα παραμένει βασικό στοιχείο στην παρατήρηση του διαστήματος.

Θάλαμοι παραλαβής

Εκτός από τον κυκλικό ανακλαστήρα που συλλέγει και συγκεντρώνει πληροφορίες (ακτινοβολία), το RATAN είναι εξοπλισμένο με πέντε καμπίνες λήψης. Περιέχουν όργανα ηχογράφησης.

Οι καμπίνες τοποθετούνται σε σιδηροδρομικές πλατφόρμες, γεγονός που τους επιτρέπει να μετακινούνται κατά μήκος 12 ακτινωτών τροχιών. Το Mobility παρέχει έρευνα αντικειμένων σε διαφορετικά αζιμούθια με βήμα 30°.

Επιστημονική εργασία

Ένα ευρύ πρόγραμμα διαφόρων ερευνών υλοποιείται στο SAO, συμπεριλαμβανομένων:

• Ολοκληρωμένη μελέτη της ηλιακής δραστηριότητας στη ζώνη ραδιοφώνου.
• Αστρομετρία με την απόλυτη γωνιακή ανάλυση (συμβολομετρία κηλίδων) δυαδικών και πολλαπλών αστέρων και μεμονωμένων αστέρων με εκτεταμένη ατμόσφαιρα.
• Φασματοσκοπία υψηλής ευκρίνειας των ατμοσφαιρών και των ανέμων αστεριών διαφόρων τύπων (ιδίως, το σύμπλεγμα έχει γίνει ο κύριος προμηθευτής μετρήσεων των μαγνητικών πεδίων των αστεριών).
• Ραδιοφωνική και οπτική φασματοσκοπία νεφελωμάτων στους γαλαξίες μας και σε άλλους γαλαξίες.
• Φωτομετρία με την απόλυτη χρονική ανάλυση σχετικιστικών αντικειμένων (πάλσαρ, μαύρες τρύπες και άλλα).
• Μέτριας και χαμηλής ανάλυσης φωτομετρία και φασματοσκοπία μικροκβάζαρ, βαρυτικοί φακοί, κανονικοί και περίεργοι γαλαξίες και μεμονωμένα αστέριασε αυτά.
• Δημιουργία μιας χωρικής και κινηματικής εικόνας της τοπικής ομάδας γαλαξιών.
• Φωτομετρία και φασματοσκοπία οπτικών στοιχείων εκρήξεων ακτίνων γάμμα σε κοσμολογικές αποστάσεις.
• Ραδιοφωνική χαρτογράφηση του φόντου των λειψάνων του Σύμπαντος.

Το RATAN-600 (Zelenchuk) έχει το καθεστώς των οργάνων ανοιχτής συλλογικής χρήσης. Μαζί με τους εγχώριους αστρονόμους, σημαντικό μέρος του χρόνου παρατήρησης διατίθεται σε ξένους συναδέλφους, κατά κανόνα, για την υλοποίηση κοινών έργων.

Εκσυγχρονισμός

Στα χρόνια ύπαρξης του ΣΑΟ έχει συγκροτηθεί σε αυτό μια μοναδική ομάδα αστρονόμων και ειδικών οργάνων. Την τελευταία δεκαετία, οι ειδικοί εξόπλισαν εκ νέου το τηλεσκόπιο με δέκτες ακτινοβολίας με υψηλά και συνεχώς αυξανόμενα χαρακτηριστικά: ευαισθησία, φασματική, χωρική και χρονική ανάλυση.

Συγκεκριμένα, επανεξοπλίστηκε η τεχνολογία κίνησης των δευτερευόντων ακτινοβολητών RATAN-600 και εισήχθη ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου για την τοποθέτηση των ακτινοβολητών. Μια νέα έκδοση του συμπλέγματος ηλιακής φασματικής πόλωσης υψηλής ανάλυσης (SPKVR-2) λειτουργεί από το 2008.

Ένας πόρος Διαδικτύου έχει αναπτυχθεί για την παρουσίαση δεδομένων ηλιακής παρατήρησης, η οποία συλλέγει και αναλύει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Διαθέτει υπηρεσίες αναζήτησης και ανάλυσης δεδομένων, συμπεριλαμβανομένης της σύγκρισης με δεδομένα από άλλα όργανα, λήψης φασμάτων και άλλων παραμέτρων από τοπικές πηγές.

Συνεχίζονται οι εργασίες σχετικά με τη χρήση της κύριας τροφοδοσίας με ένα μονοφασικό κέντρο, το οποίο επιτρέπει"ξεφορτώστε" την κύρια εστίαση και πραγματοποιήστε παρατηρήσεις στη λειτουργία παρακολούθησης πολλαπλών συχνοτήτων (έργο Oktava για τροφοδοσίες Νο. 1 και Νο. 3).ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή ραδιομέτρων σε αυτό το εύρος.

Σύνθετη Έρευνα

CAO επιβλέπει ερευνητικά προγράμματα που έχουν σχεδιαστεί για να ρίξουν φως στα μυστήρια του σύμπαντος. Μεταξύ των κύριων έργων:

• Ερευνήστε τον Ήλιο.
• Δομή και κινηματική του διαστρικού αερίου σε περιοχές σχηματισμού άστρων.
• Δραστηριότητα πηγών εξωγαλαξιακής ραδιοεκπομπής.
• Αναζήτηση για σχετικιστικούς πίδακες σε ενεργούς γαλαξίες και κβάζαρ.
• Μελέτη της δομής και της κινηματικής του διαστρικού αερίου σε περιοχές σχηματισμού άστρων.
• Μελέτη των φασμάτων εξωγαλαξιακών πρωτο-αντικειμένων.
• Κοσμολογικό γονίδιο.
• Παρατηρήσεις σχετικά με το MARS-3 Matrix Radio Engineering System.
• Πολυκυματικές παρατηρήσεις του αντικειμένου LSI+61 303.
• Μελέτη των φασμάτων και της μεταβλητότητας των πηγών GPS.
• Ταυτόχρονα φάσματα lacertids.
• Παρακολούθηση μικροκβάζαρ.

Πλεονεκτήματα

Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του ρωσικού τηλεσκοπίου, οι ειδικοί τονίζουν:

• ένα μεγάλο πεδίο χωρίς εκτροπές;
• μετρήσεις πολλαπλών συχνοτήτων (0,6-35GHz);
• αυξημένη ανάλυση;
• αυξημένη ευαισθησία θερμοκρασίας φωτεινότητας.

Στο μέλλονχρόνια το RATAN θα γίνει ακόμα καλύτερο: το 2015 το Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας αποφάσισε να διαθέσει περίπου 100 εκατομμύρια ρούβλια για την εγκατάσταση φορητών μονάδων. Εάν τώρα το ραδιοτηλεσκόπιο παρατηρεί αντικείμενα που βρίσκονται σε άμεση οπτική επαφή, τότε μετά τον εκσυγχρονισμό θα μπορεί να συνοδεύει τον υπό μελέτη στόχο. Αυτή η μοναδική ευκαιρία θα επεκτείνει τη λειτουργικότητα του συγκροτήματος.

Παρά τη μεγάλη ηλικία του για ένα σύνθετο τεχνικό αντικείμενο, το RATAN-600 εξακολουθεί να είναι το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο από άποψη εμβαδού. Συναγωνίζεται το πιο πρόσφατο κινέζικο σύμπλεγμα FAST με διάφραγμα πεντακοσίων μέτρων.