RATAN 600: účel a princip fungování

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:16

RATAN-600 je největší radioteleskop na světě, který se nachází v Karačajsko-Čerkesku. Hlavní zrcadlo má průměr 576 metrů a geometrická plocha antén je 15 000 m2. Dalekohled byl vytvořen ke studiu planet, Slunce, galaxií, extragalaktických objektů, spektrálního záření a dalším účelům.

Historie: RATAN-600

Myšlenka postavit domácí radioteleskop na základě práce S. E. Khaikina a N. L. Kaidanovsky vital od 50. let. Původně byl vytvořen experimentální dalekohled Pulkovo, na jehož základě byla prokázána účinnost antén s proměnným profilem pro kosmický výzkum.

Bylo to během studené války, kdy se rivalita mezi USA a SSSR vyhrotila na hranici možností. Vedení, inspirované vypuštěním prvního satelitu, požadovalo (k radosti vědců) upevnit úspěch vybudováním grandiózních objektů pro průzkum vesmíru. Byly to unikátní šestimetrový zrcadlový azimutální dalekohled BTA a radioteleskop RATAN-600. Projekt byl nakonec schválen 18. srpna 1965.

V létě 1974 byl uveden do provozu severní sektorreflektor a ozařovač č.1. První radiový zdroj PKS 0521-36 byl zkoumán 12. července 1974. Začátkem roku 1977 byly představeny zbývající části komplexu: plochý reflektor, jižní, východní a západní sektory.

Popis

Teleskop RATAN-600 provozuje Speciální astrofyzikální observatoř Ruské akademie věd (SAO), jediná observatoř světové úrovně v Ruské federaci. Objekt je vybaven 576metrovou prstencovou anténou (kruhový reflektor), skládající se z 895 prvků. Velikost každého přijímacího prvku je 2 m široká a 11,4 m vysoká.

Z celkové plochy 15 000 m2² samotná anténa (vnější část) zabírá pouze 3500 m^{2. Vnitřní část je otevřený prostor, kde jsou umístěny zářiče, různá zařízení, která přijímají a analyzují kosmické záření.}

RATAN-600, jehož fotografie je působivá, byl instalován na jižním okraji vesnice Zelenčukskaja (Karačajsko-Čerkesko). Osada observatoře, která zahrnuje laboratorní budovy, obytné budovy a školu, se nachází na břehu řeky Bolšoj Zelenčuk poblíž osady Nizhne-Arkhyz z 9.–13. století.

Specifikace

RATAN-600 využívá nové principy konstrukce dalekohledu: montáž altazimutu, syntézu apertury a řízenou plochu. Klíčové vlastnosti:

Frekvenční rozsah: 610–30000 MHz.
Vlnový rozsah: 1-50 cm
Přesnost: 1–10 úhlových sekund.
Maximální úhlové rozlišení: 2ang. sek.
Limit detekce teploty jasu: 0,050 mK.
Limit hustoty toku: 0,500 mJan.

Díky týmu výzkumníků, kteří tato zařízení vytvářejí a neustále vylepšují, zůstává komplex klíčovým prvkem při pozorování vesmíru.

Přijímací stánky

Kromě kruhového reflektoru, který sbírá a koncentruje informace (záření), je RATAN vybaven pěti přijímacími kabinami. Obsahují nahrávací nástroje.

Kabiny jsou umístěny na železničních nástupištích, což umožňuje jejich pohyb po 12 radiálních kolejích. Mobility poskytuje výzkum objektů v různých azimutech s krokem 30°.

Vědecká práce

V SAO je implementován široký program různých výzkumů, včetně:

Komplexní studie sluneční aktivity v rádiovém pásmu.
Astrometrie s maximálním úhlovým rozlišením (tečková interferometrie) dvojhvězd a více hvězd a jednotlivých hvězd s rozšířenou atmosférou.
Spektroskopie atmosfér a větrů hvězd různých typů s vysokým rozlišením (zejména komplex se stal hlavním dodavatelem měření magnetických polí hvězd).
Radiová a optická spektroskopie mlhovin v naší a jiných galaxiích.
Fotometrie s maximálním časovým rozlišením relativistických objektů (pulsary, černé díry a další).
Fotometrie se středním a nízkým rozlišením a spektroskopie mikrokvasarů, gravitačních čoček, normálních a pekuliárních galaxií a jednotlivých hvězdv nich.
Vytváření prostorového a kinematického obrazu místní skupiny galaxií.
Fotometrie a spektroskopie optických složek gama záblesků v kosmologických vzdálenostech.
Radiové mapování reliktního pozadí vesmíru.

RATAN-600 (Zelenchuk) má status nástrojů otevřeného kolektivního použití. Spolu s domácími astronomy je značná část pozorovacího času vyhrazena zahraničním kolegům zpravidla na realizaci společných projektů.

Modernizace

Za léta existence NKÚ se v něm vytvořil unikátní tým astronomů a přístrojových specialistů. Během posledního desetiletí odborníci znovu vybavili dalekohled přijímači záření s vysokými a neustále se zvyšujícími charakteristikami: citlivostí, spektrálním, prostorovým a časovým rozlišením.

Především byla převybavena technologie pohonu sekundárních ozařovačů RATAN-600 a byl zaveden automatizovaný řídicí systém pro polohování ozařovačů. Od roku 2008 funguje nová verze komplexu sluneční spektrální polarizace s vysokým rozlišením (SPKVR-2).

Pro prezentaci dat pozorování Slunce byl vyvinut internetový zdroj, který shromažďuje a analyzuje data v reálném čase. Má služby pro vyhledávání a analýzu dat, včetně porovnání s daty z jiných přístrojů, získávání spekter a dalších parametrů z místních zdrojů.

Pokračuje práce na použití primárních přívodů s jednofázovým středem, což umožňuje„odložte“primární ohnisko a provádějte pozorování v režimu vícefrekvenčního sledování (projekt Oktava pro zdroje č. 1 a č. 3).elektromagnetické rušení radiometrů v tomto rozsahu.

Pokročilý výzkum

CAO dohlíží na výzkumné programy určené k objasnění záhad vesmíru. Mezi hlavní projekty:

Zkoumejte Slunce.
Struktura a kinematika mezihvězdného plynu v oblastech vzniku hvězd.
Aktivita zdrojů extragalaktického rádiového vyzařování.
Hledejte relativistické výtrysky v aktivních galaxiích a kvasarech.
Studium struktury a kinematiky mezihvězdného plynu v oblastech vzniku hvězd.
Studium spekter extragalaktických proto-objektů.
Kosmologický gen.
Pozorování maticového radiotechnického systému MARS-3.
Vícevlnná pozorování objektu LSI+61 303.
Studium spekter a variability zdrojů GPS.
Simultánní spektra lacertids.
Monitorování mikrokvasarů.

Výhody

Mezi výhody ruského dalekohledu odborníci vyzdvihují:

velké pole bez aberací;
multifrekvenční měření (0,6–35 GHz);
zvýšené rozlišení;
zvýšená citlivost jasu na teplotu.

V nadcházejících dnechlet RATAN bude ještě lepší: v roce 2015 se Ministerstvo školství a vědy Ruské federace rozhodlo přidělit asi 100 milionů rublů na instalaci mobilních modulů. Pokud nyní radioteleskop pozoruje objekty umístěné v přímé viditelnosti, pak po modernizaci bude schopen doprovázet studovaný cíl. Tato jedinečná příležitost rozšíří funkčnost komplexu.

Navzdory svému značnému stáří na složitý technický objekt je RATAN-600 i nadále největším radioteleskopem z hlediska plochy. Konkuruje nejnovějšímu čínskému komplexu FAST s pětisetmetrovou clonou.