RATAN 600: предназначение и принцип на действие

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:13

RATAN-600 е най-големият радиотелескоп в света, разположен в Карачаево-Черкесия. Основното огледало е с диаметър 576 метра, а геометричната площ на антените е 15 000 m2. Телескопът е създаден за изследване на планети, Слънце, галактики, извънгалактически обекти, спектрална радиация и други цели.

История: RATAN-600

Идеята за изграждане на домашен радиотелескоп въз основа на работата на S. E. Khaikin и N. L. Kaidanovsky е жизненоважна от 50-те години. Първоначално е създаден експериментален телескоп Пулково, въз основа на който е доказана ефективността на антените с променлив профил за космически изследвания.

Това беше по време на Студената война, когато съперничеството между САЩ и СССР се разгорещи до краен предел. Ръководството, вдъхновено от изстрелването на първия спътник, поиска (за радост на учените) да затвърди успеха чрез изграждане на грандиозни обекти за изследване на космоса. Те бяха уникалният шестметров огледален азимутален телескоп БТА и радиотелескоп РАТАН-600. Проектът е окончателно одобрен на 18 август 1965 г.

До лятото на 1974 г. северният сектор е въведен в експлоатациярефлектор и облъчвател No1. Първият радиоизточник PKS 0521-36 е изследван на 12 юли 1974 г. До началото на 1977 г. са въведени останалите части от комплекса: плосък рефлектор, южен, източен и западен сектори.

Описание

Телескопът RATAN-600 се управлява от Специалната астрофизична обсерватория на Руската академия на науките (SAO), единствената обсерватория от световна класа в Руската федерация. Обектът е оборудван с 576-метрова пръстеновидна антена (кръг рефлектор), състояща се от 895 елемента. Размерът на всеки приемен елемент е 2 m широк и 11,4 m висок.

От обща площ от 15 000 m2², самата антена (външната част) заема само 3500 m^{2. Вътрешната част е открито пространство, където са разположени излъчватели, различни устройства, които приемат и анализират космическото излъчване.}

РАТАН-600, чиято снимка е впечатляваща, е инсталиран в южните покрайнини на село Зеленчукская (Карачай-Черкесия). Обсерваторското селище, което включва лабораторни сгради, жилищни сгради и училище, се намира на брега на река Болшой Зеленчук близо до селището Нижне-Архиз от 9-13 век.

Спецификации

RATAN-600 използва нови принципи на конструкцията на телескопа: алтазимутно монтиране, синтез на апертурата и контролирана повърхност. Основни характеристики:

Честотен диапазон: 610-30000 MHz.
Обхват на вълната: 1-50 см
Точност: 1-10 дъгови секунди.
Максимална ъглова разделителна способност: 2ang. сек.
Граница за откриване на температурата на яркостта: 0,050 mK.
Ограничение на плътността на потока: 0,500 mJan.

Благодарение на екипа от изследователи, които създават и непрекъснато подобряват тези устройства, комплексът остава ключов елемент в наблюдението на космоса.

Получаващи кабини

В допълнение към кръглия рефлектор, който събира и концентрира информация (радиация), RATAN е оборудван с пет приемни кабини. Те съдържат записващи инструменти.

Кабините са поставени на железопътни платформи, което им позволява да се движат по 12 радиални коловоза. Мобилността осигурява изследване на обекти на различни азимути със стъпка от 30°.

Научна работа

В SAO се изпълнява широка програма от различни изследвания, включително:

Изчерпателно изследване на слънчевата активност в радиочестотната лента.
Астрометрия с най-добрата ъглова разделителна способност (спекъл интерферометрия) на двоични и множествени звезди и отделни звезди с разширена атмосфера.
Спектроскопия с висока разделителна способност на атмосферите и ветровете на звезди от различни видове (по-специално комплексът се превърна в основен доставчик на измервания на магнитните полета на звездите).
Радио и оптична спектроскопия на мъглявините в нашата и други галактики.
Фотометрия с върховна времева разделителна способност на релативистки обекти (пулсари, черни дупки и други).
Фотометрия и спектроскопия с умерена и ниска разделителна способност на микроквазари, гравитационни лещи, нормални и особени галактики и отделни звездив тях.
Изграждане на пространствена и кинематична картина на локалната група от галактики.
Фотометрия и спектроскопия на оптични компоненти на изблици на гама лъчи на космологични разстояния.
Радио картографиране на реликтния фон на Вселената.

РАТАН-600 (Зеленчук) има статут на инструменти за отворено колективно ползване. Наред с местните астрономи, значителна част от времето за наблюдение се отделя на чуждестранни колеги, като правило, за изпълнение на съвместни проекти.

Модернизация

През годините на съществуване на SAO в него е сформиран уникален екип от астрономи и специалисти по прибори. През последното десетилетие специалистите преоборудваха телескопа с радиационни приемници с високи и постоянно нарастващи характеристики: чувствителност, спектрална, пространствена и времева разделителна способност.

По-специално, задвижващата технология на вторичните облъчватели RATAN-600 беше преоборудвана и беше въведена автоматизирана система за управление за позициониране на облъчвателите. Нова версия на комплекса за слънчева спектрална поляризация с висока разделителна способност (SPKVR-2) работи от 2008 г.

Разработен е интернет ресурс за представяне на данни от слънчевите наблюдения, които събират и анализират данни в реално време. Има услуги за търсене и анализиране на данни, включително сравнение с данни от други инструменти, получаване на спектри и други параметри от местни източници.

Продължава работата по използването на първични захранвания с еднофазов център, което позволява„разтоварете” основния фокус и провеждайте наблюдения в режим на многочестотно проследяване (проект Oktava за канали № 1 и № 3).електромагнитни смущения на радиометри в този диапазон.

Разширени изследвания

CAO наблюдава изследователски програми, предназначени да хвърлят светлина върху мистериите на Вселената. Сред основните проекти:

Изследвайте слънцето.
Структура и кинематика на междузвездния газ в звездообразуващи региони.
Активност на източниците на извънгалактично радиоизлъчване.
Търсете релативистки джетове в активни галактики и квазари.
Изследване на структурата и кинематиката на междузвездния газ в районите на образуване на звезди.
Изследване на спектрите на извънгалактически протообекти.
Космологичен ген.
Наблюдения върху матричната радиоинженерна система MARS-3.
Многовълнови наблюдения на обекта LSI+61 303.
Изучаване на спектрите и променливостта на GPS източници.
Едновременни спектри на лацертиди.
Мониторинг на микроквазари.

Предимства

Сред предимствата на руския телескоп, експертите подчертават:

голямо поле без аберации;
многочестотни измервания (0,6-35GHz);
увеличена разделителна способност;
увеличена температурна чувствителност на яркостта.

Напредгодини RATAN ще стане още по-добър: през 2015 г. Министерството на образованието и науката на Руската федерация реши да отпусне около 100 милиона рубли за инсталиране на мобилни модули. Ако сега радиотелескопът наблюдава обекти, разположени в пряка видимост, то след модернизацията той ще може да придружава изследваната цел. Тази уникална възможност ще разшири функционалността на комплекса.

Въпреки значителната възраст за сложен технически обект, RATAN-600 продължава да бъде най-големият радиотелескоп по отношение на площ. Той се конкурира с най-новия китайски FAST комплекс с петстотин метра бленда.