RATAN 600: formål og funktionsprincip

2024 Forfatter: Henry Conors | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-12 05:31

RATAN-600 er det største radioteleskop i verden, beliggende i Karachay-Cherkessia. Hovedspejlet har en diameter på 576 meter, og det geometriske areal af antennerne er 15.000 m2. Teleskopet blev skabt til at studere planeter, Solen, galakser, ekstragalaktiske objekter, spektral stråling og andre formål.

Historie: RATAN-600

Ideen om at bygge et indenlandsk radioteleskop baseret på arbejdet fra S. E. Khaikin og N. L. Kaidanovsky, vital siden 50'erne. Oprindeligt blev et eksperimentelt Pulkovo-teleskop skabt, på grundlag af hvilket effektiviteten af antenner med variabel profil til rumforskning blev bevist.

Det var under den kolde krig, hvor rivaliseringen mellem USA og USSR blev ophedet til grænsen. Ledelsen, inspireret af opsendelsen af den første satellit, krævede (til glæde for videnskabsmænd) at konsolidere succesen ved at bygge grandiose objekter til udforskning af rummet. De var det unikke seks-meter spejl-azimutteleskop BTA og radioteleskopet RATAN-600. Projektet blev endelig godkendt den 18. august 1965.

I sommeren 1974 blev den nordlige sektor sat i driftreflektor og stråler nr. 1. Den første radiokilde PKS 0521-36 blev undersøgt den 12. juli 1974. I begyndelsen af 1977 blev de resterende dele af komplekset introduceret: en flad reflektor, sydlige, østlige og vestlige sektorer.

Description

RATAN-600-teleskopet drives af Det Russiske Videnskabsakademis (SAO) Special Astrophysical Observatory, det eneste verdensklasse-observatorium i Den Russiske Føderation. Objektet er udstyret med en 576 meter lang ringantenne (cirkulær reflektor), bestående af 895 elementer. Størrelsen af hvert modtageelement er 2 m bredt og 11,4 m højt.

Ud af et samlet areal på 15.000 m2² optager selve antennen (ydre del) kun 3500 m^{2. Den indre del er et åbent rum, hvor der er placeret udsendere, forskellige enheder, der modtager og analyserer kosmisk stråling.}

RATAN-600, hvis foto er imponerende, blev installeret i den sydlige udkant af landsbyen Zelenchukskaya (Karachay-Cherkessia). Observatoriebopladsen, som omfatter laboratoriebygninger, beboelsesbygninger og en skole, ligger på bredden af Bolshoi Zelenchuk-floden nær Nizhne-Arkhyz-bosættelsen i det 9.-13. århundrede.

Specifikationer

RATAN-600 bruger nye principper for teleskopkonstruktion: altazimutmontering, blændesyntese og kontrolleret overflade. Nøglefunktioner:

• Frekvensområde: 610-30000 MHz.
• Bølgeområde: 1-50 cm
• Nøjagtighed: 1-10 buesekunder.
• Maksimal vinklet opløsning: 2ang. sek.
• Grænse for registrering af lysstyrketemperatur: 0,050 mK.
• Fluxtæthedsgrænse: 0,500 mjan.

Takket være holdet af forskere, der skaber og konstant forbedrer disse enheder, er komplekset fortsat et nøgleelement i rumobservation.

Modtagelsesstande

Ud over den cirkulære reflektor, der opsamler og koncentrerer information (stråling), er RATAN udstyret med fem modtagekabiner. De indeholder optageinstrumenter.

Hytter er placeret på jernbaneperroner, hvilket gør det muligt at flytte dem langs 12 radiale spor. Mobilitet giver forskning i objekter ved forskellige azimuth med et trin på 30°.

Videnskabeligt arbejde

Et bredt program af forskellige undersøgelser er ved at blive implementeret i SAO, herunder:

• Omfattende undersøgelse af solaktivitet i radiobåndet.
• Astrometry med den ultimative vinkelopløsning (plettet interferometri) af binære og multiple stjerner og individuelle stjerner med udvidede atmosfærer.
• Højopløsningsspektroskopi af atmosfærer og vinde fra stjerner af forskellige typer (især komplekset er blevet hovedleverandøren af målinger af stjerners magnetfelter).
• Radio og optisk spektroskopi af tåger i vores og andre galakser.
• Fotometri med den ultimative tidsmæssige opløsning af relativistiske objekter (pulsarer, sorte huller og andre).
• Moderat og lav opløsning fotometri og spektroskopi af mikrokvasarer, gravitationslinser, normale og ejendommelige galakser og individuelle stjerneri dem.
• Opbygning af et rumligt og kinematisk billede af den lokale gruppe af galakser.
• Fotometri og spektroskopi af optiske komponenter af gammastråleudbrud ved kosmologiske afstande.
• Radiokortlægning af universets relikviebaggrund.

RATAN-600 (Zelenchuk) har status som instrumenter til åben kollektiv brug. Sammen med indenlandske astronomer afsættes en betydelig del af observationstiden til udenlandske kolleger, som regel til gennemførelse af fælles projekter.

Modernisering

I løbet af de år, hvor SAO eksisterede, er der blevet dannet et unikt hold af astronomer og instrumenteringsspecialister i det. I løbet af det seneste årti har specialister genudstyret teleskopet med strålingsmodtagere med høje og konstant stigende egenskaber: følsomhed, spektral, rumlig og tidsmæssig opløsning.

I særdeleshed blev drivteknologien for RATAN-600 sekundære stråler genudstyret, og et automatiseret kontrolsystem til placering af strålerne blev introduceret. En ny version af High Resolution Solar Spectral Polarization Complex (SPKVR-2) har været i drift siden 2008.

En internetressource er blevet udviklet til at præsentere solobservationsdata, som indsamler og analyserer data i re altid. Det har tjenester til at søge og analysere data, herunder sammenligning med data fra andre instrumenter, indhentning af spektre og andre parametre fra lokale kilder.

Arbejdet fortsætter med brugen af primære feeds med et enkeltfasecenter, hvilket tillader"aflæs" det primære fokus og udfør observationer i multi-frekvens sporingstilstand (Oktava-projekt for feeds nr. 1 og nr. 3).elektromagnetisk interferens af radiometre i dette område.

Avanceret forskning

CAO fører tilsyn med forskningsprogrammer designet til at kaste lys over universets mysterier. Blandt hovedprojekterne:

• Research the Sun.
• Struktur og kinematik af interstellar gas i stjernedannende områder.
• Aktivitet af kilder til ekstragalaktisk radioemission.
• Søg efter relativistiske jetfly i aktive galakser og kvasarer.
• Undersøgelse af strukturen og kinematik af interstellar gas i stjernedannende områder.
• Undersøgelse af spektrene for ekstragalaktiske protoobjekter.
• Kosmologisk gen.
• Observationer på MARS-3 Matrix Radio Engineering System.
• Multiwave-observationer af objektet LSI+61 303.
• Undersøgelse af GPS-kilders spektre og variabilitet.
• Samtidige spektre af lacertider.
• Overvågning af mikrokvasarer.

Benefits

Blandt fordelene ved det russiske teleskop fremhæver eksperter:

• et stort aberrationsfrit felt;
• multi-frekvensmålinger (0,6-35GHz);
• forøget opløsning;
• øget lysstyrketemperaturfølsomhed.

I det kommendeår RATAN vil blive endnu bedre: I 2015 besluttede Ministeriet for Uddannelse og Videnskab i Den Russiske Føderation at tildele omkring 100 millioner rubler til installation af mobile moduler. Hvis nu radioteleskopet observerer objekter placeret i direkte synslinje, vil det efter modernisering være i stand til at ledsage målet under undersøgelse. Denne unikke mulighed vil udvide kompleksets funktionalitet.

På trods af sin betydelige alder for et komplekst teknisk objekt, er RATAN-600 fortsat det største radioteleskop målt i areal. Den konkurrerer med det seneste kinesiske FAST-kompleks med en blænde på fem hundrede meter.