RATAN 600: cel i zasada działania

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:51

RATAN-600 to największy radioteleskop na świecie, znajdujący się w Karaczajo-Czerkiesji. Lustro główne ma średnicę 576 metrów, a powierzchnia geometryczna anten wynosi 15 000 m2. Teleskop został stworzony do badania planet, Słońca, galaktyk, obiektów pozagalaktycznych, promieniowania spektralnego i innych celów.

Historia: RATAN-600

Pomysł zbudowania domowego radioteleskopu w oparciu o prace S. E. Khaikina i N. L. Kaidanovsky'ego żywotnych od lat 50-tych. Początkowo powstał eksperymentalny teleskop Pulkovo, na podstawie którego udowodniono skuteczność anten o zmiennym profilu do badań kosmicznych.

To było w czasie zimnej wojny, kiedy rywalizacja między USA a ZSRR osiągnęła granicę. Kierownictwo, zainspirowane wystrzeleniem pierwszego satelity, zażądało (ku uciesze naukowców) utrwalenia sukcesu poprzez budowę wspaniałych obiektów do eksploracji kosmosu. Były to unikalny sześciometrowy lustrzany teleskop azymutalny BTA oraz radioteleskop RATAN-600. Projekt został ostatecznie zatwierdzony 18 sierpnia 1965.

Do lata 1974 oddano do użytku sektor północnyreflektor i promiennik nr 1. Pierwsze radio źródło PKS 0521-36 zostało zbadane 12 lipca 1974 r. Na początku 1977 roku wprowadzono pozostałe części kompleksu: płaski reflektor, sektory południowy, wschodni i zachodni.

Opis

Teleskop RATAN-600 jest obsługiwany przez Specjalne Obserwatorium Astrofizyczne Rosyjskiej Akademii Nauk (SAO), jedyne światowej klasy obserwatorium w Federacji Rosyjskiej. Obiekt wyposażony jest w 576-metrową antenę pierścieniową (reflektor kołowy), składającą się z 895 elementów. Rozmiar każdego elementu odbiorczego to 2 m szerokości i 11,4 m wysokości.

Z całkowitej powierzchni 15 000 m2² sama antena (część zewnętrzna) zajmuje tylko 3500 m^{2. Wewnętrzna część to otwarta przestrzeń, w której umieszczone są emitery, różne urządzenia odbierające i analizujące promieniowanie kosmiczne.}

Ratan-600, którego zdjęcie jest imponujące, został zainstalowany na południowych obrzeżach wsi Zelenchukskaya (Karachay-Cherkessia). Osada obserwatorium, która obejmuje budynki laboratoryjne, budynki mieszkalne i szkołę, znajduje się nad brzegiem rzeki Bolszoj Zelenchuk w pobliżu osady Niżne-Archyz z IX-XIII wieku.

Specyfikacje

RATAN-600 wykorzystuje nowe zasady konstrukcji teleskopu: montaż azymutalny, syntezę apertury i kontrolowaną powierzchnię. Kluczowe cechy:

• Zakres częstotliwości: 610-30000 MHz.
• Zakres fal: 1-50cm
• Dokładność: 1-10 sekund kątowych.
• Maksymalna rozdzielczość kątowa: 2ang. sek.
• Granica wykrywania temperatury jasności: 0,050 mK.
• Granica gęstości strumienia: 0,500 mSty.

Dzięki zespołowi naukowców, którzy tworzą i stale ulepszają te urządzenia, kompleks pozostaje kluczowym elementem obserwacji kosmosu.

Kabiny odbiorcze

Oprócz okrągłego reflektora, który zbiera i skupia informacje (promieniowanie), RATAN jest wyposażony w pięć kabin odbiorczych. Zawierają instrumenty nagrywające.

Kabiny są umieszczone na peronach kolejowych, co umożliwia ich przemieszczanie po 12 torach radialnych. Mobilność umożliwia badanie obiektów w różnych azymutach z krokiem 30°.

Praca naukowa

W SAO wdrażany jest szeroki program różnorodnych badań, w tym:

• Kompleksowe badanie aktywności słonecznej w paśmie radiowym.
• Astrometria z najwyższą rozdzielczością kątową (interferometria plamkowa) gwiazd podwójnych i wielokrotnych oraz pojedynczych gwiazd z rozszerzoną atmosferą.
• Spektroskopia wysokiej rozdzielczości atmosfer i wiatrów gwiazd różnych typów (w szczególności kompleks stał się głównym dostawcą pomiarów pól magnetycznych gwiazd).
• Spektroskopia radiowa i optyczna mgławic w naszej i innych galaktykach.
• Fotometria z najwyższą rozdzielczością czasową obiektów relatywistycznych (pulsary, czarne dziury i inne).
• Umiarkowana i niska rozdzielczość fotometrii i spektroskopii mikrokwazarów, soczewek grawitacyjnych, galaktyk normalnych i osobliwych oraz pojedynczych gwiazdw nich.
• Budowanie przestrzennego i kinematycznego obrazu lokalnej grupy galaktyk.
• Fotometria i spektroskopia składowych optycznych rozbłysków gamma w odległościach kosmologicznych.
• Mapowanie radiowe reliktowego tła Wszechświata.

RATAN-600 (Zelenchuk) ma status instrumentów otwartego użytku zbiorowego. Wraz z krajowymi astronomami znaczną część czasu obserwacyjnego przeznacza się z reguły na realizację wspólnych projektów kolegom z zagranicy.

Modernizacja

W ciągu lat istnienia SAO powstał w nim wyjątkowy zespół astronomów i oprzyrządowania. W ciągu ostatniej dekady specjaliści ponownie wyposażyli teleskop w odbiorniki promieniowania o wysokich i stale rosnących charakterystykach: czułości, rozdzielczości spektralnej, przestrzennej i czasowej.

W szczególności zmieniono technologię napędu promienników wtórnych RATAN-600 i wprowadzono zautomatyzowany system sterowania pozycjonowaniem promienników. Nowa wersja kompleksu polaryzacji widmowej o wysokiej rozdzielczości (SPKVR-2) działa od 2008 roku.

Opracowano zasoby internetowe do prezentacji danych z obserwacji Słońca, które zbierają i analizują dane w czasie rzeczywistym. Posiada usługi wyszukiwania i analizy danych, w tym porównywania z danymi z innych instrumentów, pozyskiwania widm i innych parametrów z lokalnych źródeł.

Kontynuowane są prace nad wykorzystaniem pierwotnych źródeł zasilania z jednofazowym centrum, co pozwala„rozładować” ognisko pierwotne i prowadzić obserwacje w trybie śledzenia wieloczęstotliwościowego (projekt Oktawa dla kanałów nr 1 i nr 3)zakłócenia elektromagnetyczne radiometrów w tym zakresie.

Zaawansowane badania

CAO nadzoruje programy badawcze mające rzucić światło na tajemnice wszechświata. Wśród głównych projektów:

• Zbadaj słońce.
• Struktura i kinematyka gazu międzygwiazdowego w obszarach formowania się gwiazd.
• Aktywność źródeł pozagalaktycznej emisji radiowej.
• Szukaj relatywistycznych dżetów w aktywnych galaktykach i kwazarach.
• Badanie struktury i kinematyki gazu międzygwiazdowego w obszarach formowania się gwiazd.
• Badanie widm pozagalaktycznych protoobiektów.
• Gen kosmologiczny.
• Obserwacje na temat systemu inżynierii radiowej matrycy MARS-3.
• Obserwacje wielofalowe obiektu LSI+61 303.
• Badanie widm i zmienności źródeł GPS.
• Równoczesne widma lacertydów.
• Monitorowanie mikrokwazarów.

Korzyści

Wśród zalet rosyjskiego teleskopu eksperci podkreślają:

• duże pole wolne od aberracji;
• pomiary wieloczęstotliwościowe (0,6-35GHz);
• zwiększona rozdzielczość;
• zwiększona wrażliwość na temperaturę jasności.

W nadchodzącymlat RATAN stanie się jeszcze lepszy: w 2015 roku Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej postanowiło przeznaczyć około 100 milionów rubli na instalację modułów mobilnych. Jeśli teraz radioteleskop obserwuje obiekty znajdujące się w bezpośredniej linii wzroku, to po modernizacji będzie mógł towarzyszyć badanemu celowi. Ta wyjątkowa okazja poszerzy funkcjonalność kompleksu.

Pomimo swojego wieku jak na złożony obiekt techniczny, RATAN-600 nadal jest największym pod względem powierzchni radioteleskopem. Konkuruje z najnowszym chińskim kompleksem FAST o aperturze pięćset metrów.