RATAN 600: paskirtis ir veikimo principas

2024 Autorius: Henry Conors | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-12 10:36

RATAN-600 yra didžiausias radijo teleskopas pasaulyje, esantis Karačajaus Čerkesijoje. Pagrindinio veidrodžio skersmuo yra 576 metrai, o geometrinis antenų plotas yra 15 000 m2. Teleskopas buvo sukurtas planetoms, Saulei, galaktikoms, ekstragalaktiniams objektams, spektrinei spinduliuotei ir kitiems tikslams tirti.

Istorija: RATAN-600

Idėja sukurti buitinį radijo teleskopą, pagrįstą S. E. Khaikino ir N. L. Kaidanovskio darbais, gyvybiškai svarbi nuo šeštojo dešimtmečio. Iš pradžių buvo sukurtas eksperimentinis Pulkovo teleskopas, kurio pagrindu buvo įrodytas kintamo profilio antenų efektyvumas kosmoso tyrimams.

Tai buvo Š altojo karo metu, kai JAV ir SSRS konkurencija įkaista iki galo. Vadovybė, įkvėpta pirmojo palydovo paleidimo, pareikalavo (mokslininkų džiaugsmui) įtvirtinti sėkmę statant grandiozinius kosmoso tyrinėjimų objektus. Tai buvo unikalus šešių metrų veidrodinis azimutinis teleskopas BTA ir radijo teleskopas RATAN-600. Projektas galutinai patvirtintas 1965 m. rugpjūčio 18 d.

Iki 1974 m. vasaros šiaurinis sektorius buvo pradėtas eksploatuotireflektorius ir švitintuvas Nr.1. Pirmasis radijo š altinis PKS 0521-36 buvo ištirtas 1974 metų liepos 12 dieną. Iki 1977 m. pradžios buvo pristatytos likusios komplekso dalys: plokščias atšvaitas, pietinis, rytinis ir vakarinis sektoriai.

Aprašymas

Teleskopą RATAN-600 valdo Rusijos mokslų akademijos specialioji astrofizikos observatorija (SAO), vienintelė pasaulinio lygio observatorija Rusijos Federacijoje. Objekte sumontuota 576 metrų žiedinė antena (apvalus reflektorius), susidedanti iš 895 elementų. Kiekvieno priimančio elemento dydis yra 2 m pločio ir 11,4 m aukščio.

Iš bendro 15 000 m2 ploto² pati antena (išorinė dalis) užima tik 3500 m^{2. Vidinė dalis – tai atvira erdvė, kurioje patalpinti skleidėjai, įvairūs prietaisai, priimantys ir analizuojantys kosminę spinduliuotę.}

Įspūdinga nuotrauka RATAN-600 buvo įrengtas Zelenchukskaya kaimo (Karačajaus-Čerkesijos) pietiniame pakraštyje. Observatorijos gyvenvietė, kurią sudaro laboratoriniai pastatai, gyvenamieji pastatai ir mokykla, yra Bolšojaus Zelenčuko upės pakrantėje netoli Nižnės-Arkhyzo gyvenvietės IX–XIII a.

Specifikacijos

Ratan-600 naudojami nauji teleskopo konstrukcijos principai: altazimuto tvirtinimas, diafragmos sintezė ir valdomas paviršius. Pagrindinės funkcijos:

• Dažnių diapazonas: 610–30000 MHz.
• Bangų diapazonas: 1–50 cm
• Tikslumas: 1–10 lanko sekundžių.
• Maksimali kampinė skiriamoji geba: 2ang. sek.
• Šviesumo temperatūros aptikimo riba: 0,050 mK.
• Srauto tankio riba: 0,500 m saus.

Tyrėjų komandos, kuriančios ir nuolat tobulinančios šiuos įrenginius, dėka kompleksas išlieka pagrindiniu kosmoso stebėjimo elementu.

Priėmimo kabinos

Be apskrito reflektoriaus, kuris renka ir koncentruoja informaciją (spinduliaciją), RATAN turi penkias priėmimo kabinas. Juose yra įrašymo instrumentų.

Kajutės dedamos ant geležinkelio platformų, todėl jas galima perkelti 12 radialinių bėgių. Mobilumas suteikia objektų, esančių skirtingais azimutais, tyrimą su 30° žingsniu.

Mokslinis darbas

ŽŪR vykdoma plati įvairių tyrimų programa, įskaitant:

• Išsamus saulės aktyvumo radijo dažnių diapazone tyrimas.
• Astrometrija su didžiausia dvinarių ir kelių žvaigždžių bei atskirų žvaigždžių su išplėsta atmosfera kampine skiriamąja geba (dėmėmis interferometrija).
• Didelės skiriamosios gebos įvairių tipų žvaigždžių atmosferų ir vėjų spektroskopija (visų pirma, kompleksas tapo pagrindiniu žvaigždžių magnetinių laukų matavimų tiekėju).
• Mūsų ir kitų galaktikų ūkų radijo ir optinė spektroskopija.
• Fotometrija su didžiausia reliatyvistinių objektų (pulsarų, juodųjų skylių ir kitų) laiko skyra.
• Vidutinės ir mažos skiriamosios gebos mikrokvazarų, gravitacinių lęšių, normalių ir savotiškų galaktikų bei atskirų žvaigždžių fotometrija ir spektroskopijajuose.
• Vietinės galaktikų grupės erdvinio ir kinematinės nuotraukos kūrimas.
• gama spindulių pliūpsnių optinių komponentų fotometrija ir spektroskopija kosmologiniais atstumais.
• Visatos relikto fono radijas.

RATAN-600 (Zelenchuk) turi atviro kolektyvinio naudojimo priemonių statusą. Kartu su šalies astronomais nemaža stebėjimo laiko dalis paprastai skiriama užsienio kolegoms bendriems projektams įgyvendinti.

Modernizacija

Per ŽŪR gyvavimo metus joje susibūrė unikali astronomų ir prietaisų specialistų komanda. Per pastarąjį dešimtmetį specialistai iš naujo įrengė teleskopą spinduliuotės imtuvais, pasižyminčiais aukštomis ir nuolat didėjančiomis charakteristikomis: jautrumu, spektrine, erdvine ir laiko skiriamąja geba.

Visų pirma, buvo atnaujinta RATAN-600 antrinių švitintuvų pavaros technologija ir įdiegta automatizuota švitintuvų padėties nustatymo valdymo sistema. Nauja didelės raiškos saulės spektrinės poliarizacijos komplekso (SPKVR-2) versija veikia nuo 2008 m.

Sukurtas interneto š altinis, skirtas pateikti saulės stebėjimo duomenis, renkantis ir analizuojantis duomenis realiuoju laiku. Jame teikiamos duomenų paieškos ir analizės paslaugos, įskaitant palyginimą su kitų prietaisų duomenimis, spektrų ir kitų parametrų gavimą iš vietinių š altinių.

Tęsiamas darbas naudojant pirminius tiekimus su vienos fazės centru, kuris leidžia„Iškrauti“pirminį židinį ir atlikti stebėjimus kelių dažnių sekimo režimu (Oktavos projektas kanalams Nr. 1 ir Nr. 3). Radiometrų elektromagnetiniai trukdžiai šiame diapazone.

Išplėstiniai tyrimai

CAO prižiūri tyrimų programas, skirtas atskleisti visatos paslaptis. Tarp pagrindinių projektų:

• Tirkite saulę.
• Tarpžvaigždinių dujų struktūra ir kinematika žvaigždžių formavimosi regionuose.
• Ekstragalaktinės radijo spinduliuotės š altinių veikla.
• Ieškokite reliatyvistinių čiurkšlių aktyviose galaktikose ir kvazaruose.
• Tarpžvaigždinių dujų struktūros ir kinematikos žvaigždžių formavimosi regionuose tyrimas.
• Ekstragalaktinių protoobjektų spektrų tyrimas.
• Kosmologinis genas.
• Matricos radijo inžinerinės sistemos MARS-3 stebėjimai.
• Daugiabangiai objekto stebėjimai LSI+61 303.
• GPS š altinių spektrų ir kintamumo tyrimas.
• Vienu metu atsirandantys plyšelių spektrai.
• Mikrokvazarų stebėjimas.

Privalumai

Tarp Rusijos teleskopo pranašumų ekspertai pabrėžia:

• didelis laukas be aberacijų;
• kelių dažnių matavimai (0,6–35 GHz);
• padidinta skyra;
• padidintas ryškumo temperatūros jautrumas.

Ateityjemetų RATAN taps dar geresnis: 2015 metais Rusijos Federacijos Švietimo ir mokslo ministerija nusprendė mobiliesiems moduliams įrengti skirti apie 100 mln. Jei dabar radijo teleskopas stebi objektus, esančius tiesioginio matymo linijoje, tai po modernizavimo jis galės lydėti tiriamą taikinį. Ši unikali galimybė praplės komplekso funkcionalumą.

Nepaisant didelio sudėtingo techninio objekto amžiaus, RATAN-600 ir toliau yra didžiausias radijo teleskopas pagal plotą. Jis konkuruoja su naujausiu Kinijos FAST kompleksu su penkių šimtų metrų diafragma.