RATAN 600: účel a princíp činnosti

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:30

RATAN-600 je najväčší rádioteleskop na svete, ktorý sa nachádza v Karačajsko-Čerkesku. Hlavné zrkadlo má priemer 576 metrov a geometrická plocha antén je 15 000 m2. Ďalekohľad bol vytvorený na štúdium planét, Slnka, galaxií, extragalaktických objektov, spektrálneho žiarenia a na iné účely.

História: RATAN-600

Myšlienka postaviť domáci rádioteleskop na základe práce S. E. Khaikina a N. L. Kaidanovského vital od 50. rokov. Spočiatku bol vytvorený experimentálny ďalekohľad Pulkovo, na základe ktorého bola preukázaná účinnosť antén s variabilným profilom pre vesmírny výskum.

Bolo to počas studenej vojny, keď sa rivalita medzi USA a ZSSR vyhrotila na maximum. Vedenie, inšpirované vypustením prvého satelitu, požadovalo (na radosť vedcov) upevniť úspech vybudovaním grandióznych objektov na prieskum vesmíru. Boli to unikátny šesťmetrový zrkadlový azimutálny ďalekohľad BTA a rádioteleskop RATAN-600. Projekt bol definitívne schválený 18. augusta 1965.

V lete 1974 bol uvedený do prevádzky severný sektorreflektor a žiarič č.1. Prvý rádiový zdroj PKS 0521-36 bol skúmaný 12. júla 1974. Začiatkom roku 1977 boli predstavené zvyšné časti komplexu: plochý reflektor, južný, východný a západný sektor.

Popis

Ďalekohľad RATAN-600 prevádzkuje Špeciálne astrofyzikálne observatórium Ruskej akadémie vied (SAO), jediné observatórium svetovej triedy v Ruskej federácii. Objekt je vybavený 576-metrovou prstencovou anténou (kruhový reflektor), pozostávajúcou z 895 prvkov. Veľkosť každého prijímacieho prvku je 2 m široká a 11,4 m vysoká.

Z celkovej plochy 15 000 m2² samotná anténa (vonkajšia časť) zaberá iba 3500 m^{2. Vnútorná časť je otvorený priestor, kde sú umiestnené žiariče, rôzne zariadenia, ktoré prijímajú a analyzujú kozmické žiarenie.}

RATAN-600, ktorého fotografia je pôsobivá, bola inštalovaná na južnom okraji dediny Zelenčukskaja (Karačajsko-Čerkesko). Osada observatória, ktorá zahŕňa laboratórne budovy, obytné budovy a školu, sa nachádza na brehu rieky Veľký Zelenčuk v blízkosti osady Nizhne-Arkhyz z 9.-13. storočia.

Špecifikácie

RATAN-600 využíva nové princípy konštrukcie ďalekohľadu: altazimut, syntéza apertúry a riadený povrch. Kľúčové vlastnosti:

Frekvenčný rozsah: 610-30000 MHz.
Vlnový rozsah: 1-50 cm
Presnosť: 1-10 oblúkových sekúnd.
Maximálne uhlové rozlíšenie: 2ang. sek.
Limit detekcie teploty jasu: 0,050 mK.
Limit hustoty toku: 0,500 mJan.

Vďaka tímu výskumníkov, ktorí tieto zariadenia vytvárajú a neustále zdokonaľujú, komplex zostáva kľúčovým prvkom pri pozorovaní vesmíru.

Prijímacie kabínky

Okrem kruhového reflektora, ktorý zbiera a sústreďuje informácie (žiarenie), je RATAN vybavený piatimi prijímacími kabínami. Obsahujú nahrávacie nástroje.

Kabíny sú umiestnené na železničných nástupištiach, čo umožňuje ich pohyb po 12 radiálnych koľajach. Mobilita poskytuje výskum objektov v rôznych azimutoch s krokom 30°.

Vedecká práca

V SAO sa realizuje široký program rôznych výskumov, vrátane:

Komplexná štúdia slnečnej aktivity v rádiovom pásme.
Astrometria s maximálnym uhlovým rozlíšením (škvrnitá interferometria) dvojhviezd a viacerých hviezd a jednotlivých hviezd s rozšírenou atmosférou.
Spektroskopia atmosfér a vetrov hviezd rôznych typov s vysokým rozlíšením (najmä komplex sa stal hlavným dodávateľom meraní magnetických polí hviezd).
Rádiová a optická spektroskopia hmlovín v našej a iných galaxiách.
Fotometria s maximálnym časovým rozlíšením relativistických objektov (pulzarov, čiernych dier a iných).
Fotometria so stredným a nízkym rozlíšením a spektroskopia mikrokvasarov, gravitačných šošoviek, normálnych a zvláštnych galaxií a jednotlivých hviezdv nich.
Vytvorenie priestorového a kinematického obrazu miestnej skupiny galaxií.
Fotometria a spektroskopia optických komponentov gama zábleskov v kozmologických vzdialenostiach.
Rádiové mapovanie reliktného pozadia vesmíru.

RATAN-600 (Zelenchuk) má štatút nástrojov otvoreného kolektívneho použitia. Spolu s domácimi astronómami je značná časť pozorovacieho času vyčlenená spravidla zahraničným kolegom na realizáciu spoločných projektov.

Modernizácia

Za roky existencie NKÚ sa v ňom vytvoril jedinečný tím astronómov a prístrojových špecialistov. V priebehu posledného desaťročia špecialisti znovu vybavili teleskop prijímačmi žiarenia s vysokými a neustále sa zvyšujúcimi charakteristikami: citlivosť, spektrálne, priestorové a časové rozlíšenie.

Predovšetkým bola prevybavená technológia pohonu sekundárnych žiaričov RATAN-600 a bol zavedený automatizovaný riadiaci systém pre polohovanie žiaričov. Nová verzia komplexu solárnej spektrálnej polarizácie s vysokým rozlíšením (SPKVR-2) funguje od roku 2008.

Na prezentáciu údajov pozorovania Slnka bol vyvinutý internetový zdroj, ktorý zhromažďuje a analyzuje údaje v reálnom čase. Má služby na vyhľadávanie a analýzu údajov vrátane porovnávania s údajmi z iných prístrojov, získavanie spektier a iných parametrov z miestnych zdrojov.

Pokračujú práce na použití primárnych prívodov s jednofázovým stredom, čo umožňuje„vylož“primárne ohnisko a vykonajte pozorovania v režime viacfrekvenčného sledovania (projekt Oktava pre zdroje č. 1 a č. 3).elektromagnetické rušenie rádiometrov v tomto rozsahu.

Pokročilý výskum

CAO dohliada na výskumné programy navrhnuté tak, aby objasnili záhady vesmíru. Medzi hlavné projekty:

Research the Sun.
Štruktúra a kinematika medzihviezdneho plynu v oblastiach tvorby hviezd.
Aktivita zdrojov extragalaktického rádiového vyžarovania.
Hľadajte relativistické výtrysky v aktívnych galaxiách a kvazaroch.
Štúdium štruktúry a kinematiky medzihviezdneho plynu v oblastiach tvorby hviezd.
Štúdium spektier extragalaktických proto-objektov.
Kozmologický gén.
Pozorovania maticového rádiového inžinierskeho systému MARS-3.
Viacvlnné pozorovania objektu LSI+61 303.
Štúdium spektier a variability zdrojov GPS.
Simultánne spektrá lacertids.
Monitorovanie mikrokvasarov.

Výhody

Medzi výhody ruského teleskopu odborníci vyzdvihujú:

veľké pole bez aberácií;
viacfrekvenčné merania (0,6 – 35 GHz);
zvýšené rozlíšenie;
zvýšená citlivosť jasu na teplotu.

V nadchádzajúcom obdobírokov sa RATAN stane ešte lepším: v roku 2015 sa Ministerstvo školstva a vedy Ruskej federácie rozhodlo vyčleniť asi 100 miliónov rubľov na inštaláciu mobilných modulov. Ak teraz rádioteleskop pozoruje objekty umiestnené v priamej viditeľnosti, potom po modernizácii bude môcť sprevádzať skúmaný cieľ. Táto jedinečná príležitosť rozšíri funkčnosť komplexu.

Napriek svojmu značnému veku na zložitý technický objekt je RATAN-600 aj naďalej najväčším rádioteleskopom z hľadiska plochy. Konkuruje najnovšiemu čínskemu komplexu FAST s päťstometrovou clonou.