RATAN 600: tarkoitus ja toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 07:03

RATAN-600 on maailman suurin radioteleskooppi, joka sijaitsee Karatšai-Tšerkessiassa. Pääpeilin halkaisija on 576 metriä ja antennien geometrinen pinta-ala on 15 000 m2. Teleskooppi luotiin planeettojen, Auringon, galaksien, ekstragalaktisten kohteiden, spektrisäteilyn ja muihin tarkoituksiin tutkimiseen.

Historia: RATAN-600

Ajatus kotimaan radioteleskoopin rakentamisesta S. E. Khaikinin ja N. L. Kaidanovskin töiden pohj alta on ollut tärkeä 50-luvulta lähtien. Aluksi luotiin kokeellinen Pulkovo-teleskooppi, jonka perusteella todettiin muuttuvan profiilin antennien tehokkuus avaruustutkimuksessa.

Se oli kylmän sodan aikana, jolloin Yhdysv altojen ja Neuvostoliiton välinen kilpailu kuumeni äärimmilleen. Ensimmäisen satelliitin laukaisun inspiroima johto vaati (tieteilijöiden iloksi) lujittamaan menestystä rakentamalla mahtavia kohteita avaruustutkimusta varten. Ne olivat ainutlaatuinen kuuden metrin peilattu atsimutaaliteleskooppi BTA ja radioteleskooppi RATAN-600. Hanke hyväksyttiin lopulta 18. elokuuta 1965.

Kesällä 1974 pohjoinen sektori otettiin käyttöönheijastin ja säteilytin nro 1. Ensimmäinen radiolähde PKS 0521-36 tutkittiin 12. heinäkuuta 1974. Vuoden 1977 alkuun mennessä rakennuksen loput osat otettiin käyttöön: tasainen heijastin, etelä-, itä- ja länsisektorit.

Kuvaus

RATAN-600-teleskooppia käyttää Venäjän tiedeakatemian (SAO) Special Astrophysical Observatory, Venäjän federaation ainoa maailmanluokan observatorio. Kohde on varustettu 576 metrin rengasantennilla (pyöreä heijastin), joka koostuu 895 elementistä. Kunkin vastaanottoelementin koko on 2 m leveä ja 11,4 m korkea.

15 000 m2² antenni itse (ulkoosa) vie vain 3500 m^{2. Sisäosa on avoin tila, johon on sijoitettu säteilijät, erilaisia laitteita, jotka vastaanottavat ja analysoivat kosmista säteilyä.}

RATAN-600, jonka kuva on vaikuttava, asennettiin Zelenchukskayan kylän (Karatšai-Tšerkessia) etelälaidalle. Observatorion asutusalue, johon kuuluu laboratoriorakennuksia, asuinrakennuksia ja koulu, sijaitsee Bolshoi Zelenchuk -joen rannalla lähellä Nizhne-Arkhyzin asutusta 800-1200-luvuilla.

Tekniset tiedot

RATAN-600 käyttää uusia kaukoputken rakenteen periaatteita: altatsimuttikiinnitys, aukon synteesi ja kontrolloitu pinta. Tärkeimmät ominaisuudet:

• Taajuusalue: 610-30000 MHz.
• A altoalue: 1-50cm
• Tarkkuus: 1-10 kaarisekuntia.
• Maksimikulmaresoluutio: 2ang. sek.
• Kirkkauden lämpötilan tunnistusraja: 0,050 mK.
• Vuon tiheyden raja: 0,500 mtam.

Kiitos tutkijatiimille, jotka luovat ja jatkuvasti parantavat näitä laitteita, kompleksi on edelleen avaruuden havainnoinnin avaintekijä.

Vastaanottokopit

Tietoa (säteilyä) keräävän ja keskittävän pyöreän heijastimen lisäksi RATAN on varustettu viidellä vastaanottohytillä. Ne sisältävät äänitysinstrumentteja.

Hytit on sijoitettu rautatien laiturille, mikä mahdollistaa niiden siirtämisen 12 radiaaliraidetta pitkin. Liikkuvuus mahdollistaa objektien tutkimuksen eri atsimuutteilla 30° askeleella.

Tieteellinen työ

VT:ssa on käynnissä laaja ohjelma eri tutkimusten kanssa mm.:

• Kattava tutkimus auringon aktiivisuudesta radiotaajuusalueella.
• Astrometria, jossa on binääri- ja useiden tähtien sekä yksittäisten tähtien äärimmäinen kulmaresoluutio (täpläinterferometria).
• Erilaisten tähtien ilmakehän ja tuulien korkearesoluutioinen spektroskopia (erityisesti kompleksista on tullut tähtien magneettikenttien mittausten päätoimittaja).
• Meidän ja muiden galaksiemme sumujen radio- ja optinen spektroskopia.
• Fotometriaa relativististen kohteiden (pulsarit, mustat aukot ja muut) äärimmäisellä ajallisella resoluutiolla.
• Kohtalainen ja matalaresoluutioinen fotometria ja -spektroskopia mikrokvaasareista, gravitaatiolinsseistä, normaaleista ja erikoisista galakseista ja yksittäisistä tähdistäniissä.
• Avaruus- ja kinemaattisen kuvan rakentaminen paikallisesta galaksiryhmästä.
• Gammapurskeiden optisten komponenttien fotometria ja spektroskopia kosmologisilla etäisyyksillä.
• Radiokartoitus maailmankaikkeuden jäännöstaustasta.

RATAN-600 (Zelenchuk) on avoimen kollektiivisen käytön instrumentin asema. Kotimaisten tähtitieteilijöiden ohella merkittävä osa havainnointiajasta menee pääsääntöisesti ulkomaisille kollegoille yhteisprojektien toteuttamiseen.

Modernisointi

AO:n olemassaolon vuosien aikana siihen on muodostunut ainutlaatuinen tähtitieteilijöiden ja instrumentointiasiantuntijoiden ryhmä. Viimeisen vuosikymmenen aikana asiantuntijat ovat varustaneet kaukoputken uudelleen säteilyvastaanottimilla, joilla on korkeat ja jatkuvasti kasvavat ominaisuudet: herkkyys, spektri-, spatiaalinen ja ajallinen resoluutio.

Erityisesti RATAN-600:n toissijaisten säteilyttimien käyttötekniikka varustettiin uudelleen ja otettiin käyttöön automaattinen ohjausjärjestelmä säteilyttimien sijoittelua varten. Uusi versio High Resolution Solar Spectral Polarization Complexista (SPKVR-2) on toiminut vuodesta 2008.

Auringon havaintotietojen esittämiseen on kehitetty Internet-resurssi, joka kerää ja analysoi tietoja reaaliajassa. Siinä on palveluita tietojen etsimiseen ja analysoimiseen, mukaan lukien vertailu muiden laitteiden tietoihin, spektrien ja muiden parametrien hankkiminen paikallisista lähteistä.

Työskentelyä jatketaan ensisijaisten syöttöjen käytön parissa, joissa on yksivaiheinen keskus, mikä mahdollistaa"purkaa" ensisijainen fokus ja suorita havaintoja monitaajuisessa seurantatilassa (Oktava-projekti syötteille nro 1 ja nro 3). Radiometrien sähkömagneettiset häiriöt tällä alueella.

Edistynyt tutkimus

CAO valvoo tutkimusohjelmia, jotka on suunniteltu valaisemaan maailmankaikkeuden mysteereitä. Pääprojektien joukossa:

• Tutki aurinkoa.
• Tähtienvälisen kaasun rakenne ja kinematiikka tähtienmuodostusalueilla.
• Galaktisen ulkopuolisen radiosäteilyn lähteiden toiminta.
• Etsi relativistisia suihkuja aktiivisista galakseista ja kvasaareista.
• Tähtienvälisen kaasun rakenteen ja kinematiikojen tutkimus tähtienmuodostusalueilla.
• Extragalaktisten proto-objektien spektrien tutkimus.
• Kosmologinen geeni.
• Havaintoja MARS-3 Matrix Radio Engineering System -järjestelmästä.
• Monia altohavainnot objektista LSI+61 303.
• GPS-lähteiden spektrien ja vaihtelevuuden tutkiminen.
• Lacertidien samanaikaiset spektrit.
• Mikrokvasaarien seuranta.

Edut

Venäläisen teleskoopin eduista asiantuntijat korostavat:

• suuri aberraatioton kenttä;
• monitaajuiset mittaukset (0,6–35 GHz);
• parempi resoluutio;
• lisätty kirkkauden lämpötilaherkkyys.

Tulessavuotta RATANista tulee entistä parempi: vuonna 2015 Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö päätti osoittaa noin 100 miljoonaa ruplaa mobiilimoduulien asennukseen. Jos nyt radioteleskooppi tarkkailee suoraan näköetäisyydellä olevia kohteita, niin modernisoinnin jälkeen se voi seurata tutkittavaa kohdetta. Tämä ainutlaatuinen tilaisuus laajentaa kompleksin toimivuutta.

Huolimatta huomattavasta iästään monimutkaisena teknisenä kohteena, RATAN-600 on edelleen pinta-al altaan suurin radioteleskooppi. Se kilpailee uusimman kiinalaisen FAST-kompleksin kanssa viidensadan metrin aukolla.