RATAN-600

RATAN-600 ( Vetenskapsakademiens radioastronomiska teleskop ) är världens största radioteleskop med en reflektorspegel med en diameter på cirka 600 meter [4] . Tillhör det särskilda astrofysiska observatoriet vid den ryska vetenskapsakademin . De främsta fördelarna med teleskopet är hög ljusstyrka temperaturkänslighet och multifrekvens [5] .

Radioteleskopet ligger i Karachay-Cherkessia , nära byn Zelenchukskaya , på en höjd av 970 meter [1] över havet . 4,5 km söderut finns RTF-32 radioteleskop med full rotation från Zelenchukskaya radioastronomiobservatorium ( IPA RAS ).

Chef - biträdande direktör för SAO RAS, akademiker Yu. N. Pariyskiy[ specificera ] .

Historik

Idén att använda antenner med variabel profil för radioastronomi föreslogs av professor Semyon Khaikin och doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Naum Kaidanovsky [6] [7] [8] . Denna idé implementerades först vid det stora Pulkovo-radioteleskopet , där den visade sin höga effektivitet. Framgångsrik operativ erfarenhet gjorde det möjligt att gå vidare till konstruktionen av ett större RATAN-600 radioteleskop [6] .

Designuppdraget för konstruktionen av radioteleskopet utvecklades av Main Astronomical Observatory vid USSR Academy of Sciences . Detta projekt godkändes den 18 augusti 1965 på order av presidiet för USSR Academy of Sciences nr 53-1366. På grundval av denna order, den 6 oktober 1965, tilldelades en byggarbetsplats på slätten, mellan floderna Big Zelenchuk och Khusa-Kardonikskaya , nära byn Zelenchukskaya [9] .

År 1966 antog Sovjetunionens ministerråd "resolutionen om konstruktion av ett stort radioteleskop för Sovjetunionens vetenskapsakademi" [6] .

I mars 1968 godkändes mandatet för konstruktionen av radioteleskopet. Sommaren samma år började byggnadsarbetena i den södra utkanten av byn Zelenchukskaya [6] .

1969 ingick radioteleskopet under uppbyggnad i Special Astrophysical Laboratory [6] .

September 1970 - en arbetsgrupp skapades för att utbilda operativ personal, kontrollera konstruktion och organisera forskningsarbete [6] .

1973 färdigställdes den första delen av radioteleskopet: den norra delen av den cirkulära reflektorn, foder nr 1, laboratoriebyggnaden och andra hjälpanläggningar. I januari 1974 antogs denna enhet för driftsättning och förberedelse för försöksobservationer. För detta ändamål skapades Institutionen för radioastronomiska observationer, Yuri Parisky [6] utsågs till chef .

Den första observationen ägde rum den 12 juli 1974 [5] , strålning mottogs från radiokällan PKS 0521-36 vid en våglängd av 3,9 cm [10] .

Regelbundna observationer påbörjades 1975. Deras ämnen godkändes varje år av RATAN-600-programkommittén som leddes av Nikolai Kardashev [6] .

I december 1976 slutfördes bygget, och de återstående delarna av radioteleskopet togs i drift: den västra, östra och södra sektorn, en platt reflektor [6] .

1978 tilldelades en grupp anställda vid Special Astrophysical Laboratory, som var engagerad i design och konstruktion av ett radioteleskop, order och medaljer från Sovjetunionen [6] .

I enlighet med uttalandet från direktören för avdelningen för vetenskap och teknik vid Ryska federationens utbildnings- och vetenskapsministerium Sergey Salikhov, som gjordes i juli 2015, måste teleskopet uppdateras inom två år [11] .

Utnämning

Teleskopet låter dig studera både närliggande objekt: solen , solvinden , planeter och satelliter, och extremt avlägsna sådana: radiogalaxer , kvasarer , kosmisk mikrovågsbakgrund [4] .

När man skapade teleskopet sattes följande huvudmål [9] :

• detektering av ett stort antal rymdkällor för radioemission, deras identifiering med rymdobjekt;
• studie av radioutsändning av stjärnor;
• utforskning av solsystemets kroppar ;
• studier av områden med ökad radioemission på solen, deras struktur, magnetfält;
• detektion av artificiella signaler av utomjordiskt ursprung.

Bland de främsta fördelarna med radioteleskopet är [4] :

• multifrekvens (från 0,6 till 35 GHz);
• stort aberrationsfritt fält;
• hög upplösning och hög ljusstyrka temperaturkänslighet .

Radioteleskopet fungerar i allmänt bruksläge, observationstiden fördelas av programkommittén. Hälften av observationstiden tilldelas forskare från olika institut i Ryssland, 30% till SAO-forskare och resterande 20% till utländska astronomer. Antalet förfrågningar om observationstid är i genomsnitt tre gånger högre än möjligheterna [4] .

Hur det fungerar

Drift i centimetervågsområdet kräver ett spegelteleskop; Spegelns dimensioner bestäms utifrån den erforderliga upplösningen. När man använder en traditionell parabolisk spegel krävs ett teleskop med en diameter i storleksordningen hundratals meter eller mer för att få hög upplösning. Kostnaden för en sådan spegel är mycket hög på grund av det stora antalet bärande strukturer.

För att minska kostnaderna är det nödvändigt att placera spegeln nära marken och om möjligt göra strukturen inte särskilt hög. Detta leder till idén om en spegel som består av vertikala ränder i linje med någon kurva på jordens yta. Eftersom det mottagande hornet också är bättre placerat på marken, bör kurvans form bildas av en sektion av en imaginär paraboloid riktad mot den observerade källan av ett horisontellt plan som passerar genom fokus. Svårigheten ligger i det faktum att tvärsnitten visar sig vara olika beroende på höjden på källan ovanför horisonten. Om paraboloiden är riktad mot zenit , är sektionen cirkulär, om mot horisonten, då parabolisk. Mellanlägen leder till elliptiska sektioner.

Beräkningar har visat att den nödvändiga förskjutningen av spegelelementen vid inställning till olika källor inte är särskilt stor, vilket gjorde det möjligt att klara sig med relativt små och billiga mekanismer.

Det första radioteleskopet som hade denna design var Big Pulkovo Radio Telescope . I den utfördes kontrollen av reflektorn i manuellt läge. Den senare byggda RATAN-600 i början av sitt arbete styrdes i halvautomatiskt läge och överfördes senare till helautomatiskt läge.

Ett annat designfel är det knivformade strålningsmönstret, istället för den pennformade konventionella parabolspegeln. Detta gör det möjligt att mäta ljusstyrkan inom källans vertikala remsor med hög noggrannhet, men ger ingen fördelning inom en sådan remsa. Lyckligtvis rör sig källorna i vertikalplanet och på grund av flera mätningar vid olika azimut kan en detaljerad fördelning av ljusstyrkan i det saknade planet beräknas [12] .

Konstruktion

Teleskopet är baserat på två huvudreflektorer: cirkulära och platta, samt fem mobila observationshytter [9] .

Cirkulär reflektor

Detta är den största delen av radioteleskopet, det består av 895 rektangulära reflekterande element som mäter 11,4 gånger 2 meter, arrangerade i en cirkel med en diameter på 576 meter [13] . Den centrala delen av varje panel, 5 meter hög, har en krökningsradie på 290 meter och är gjord med ökad precision. De kan röra sig i tre frihetsgrader [9] . Den cirkulära reflektorn är uppdelad i 4 oberoende sektorer, namngivna efter de delar av världen: söder, norr, öster, väster. Varje sektor har en yta på 3000 m², så den totala ytan är 4×3000=12000 m² [5] De reflekterande elementen i varje sektor är inställda i en parabel som bildar ett reflekterande och fokuserande band av antennen. I fokus för en sådan remsa finns en speciell bestrålare [14] :563 .

Platt reflektor

Den platta reflektorn består av 124 platta element 8,5 meter höga och med en total längd på 400 meter. Elementen kan rotera runt en horisontell axel nära marknivå. För vissa mätningar kan reflektorn tas bort genom att dess yta riktas mot jordplanet. Reflektorn används som periskopspegel [9] .

Under drift riktas radioemissionsflödet som träffar den platta reflektorn mot den södra delen av den cirkulära reflektorn. Reflekterad från en cirkulär reflektor fokuseras radiovågen på bestrålaren, som är installerad på de ringformiga skenorna. Genom att ställa in strålaren till en given position och omorganisera spegeln är det möjligt att rikta radioteleskopet till en given punkt på himlen. Källspårningsläget är också möjligt, medan bestrålaren rör sig kontinuerligt, och spegeln byggs också om [15] .

Konisk reflektor

I slutet av 1985 installerades en extra konisk reflektor-bestrålare, som gör det möjligt att ta emot strålning från hela ringen av den cirkulära reflektorn, men intervallet av deklinationer för de mottagna källorna begränsas av zenitavståndet på ± 5 grader .

Receptionsbås

Teleskopet har fem[ specificera ] mottagningshytter installerade på järnvägsplattformar. Plattformarna kan röra sig längs en av 12 radiella banor, vilket ger en uppsättning fasta azimuter i steg om 30°. Permutationen av bestrålarna mellan spåren utförs med hjälp av en central roterande cirkel . Från och med 1998 användes endast azimuterna 0, 30, 180 och 270° [5] för observationer .

Stugor 1-4 Stuga nummer 5

Sekundärspegeln är större än i cockpits 1-3, detta gjordes för att säkerställa effektiv drift med klaffar på radioteleskopets cirkulära reflektor. Kabinen kan röra sig både längs radiella och bågformade stigar. I det senare fallet är det möjligt att implementera en konfiguration där det valda objektet kommer att följas under lång tid [16] .

Stuga nummer 6

Grunden är en konisk sekundär spegel, under vilken bestrålaren är belägen. Driftsatt 1985. Låter dig ta emot strålning från hela den cirkulära reflektorn, samtidigt som radioteleskopets maximala upplösning. I detta läge kan man dock endast observera radiokällor vars riktning avviker från zenit med högst ±5°. Med hänsyn till områdets latitud erhålls ett deklinationsintervall på 38-49° [5] .

Detta flöde visas oftast i illustrationer förknippade med ett teleskop.

Specifikationer

Följande egenskaper hos teleskopet publicerades [17] :

• Huvudspegelns diameter: 576 m.
• Antal antennelement: 895.
• Objektstorlek: 11,4×2m .
• Antennens geometriska yta: 12000 m².
• Effektiv yta av hela ringen: 4×3000 m².
• Arbetsvågområde : 0,8-50 cm .
• Driftsfrekvensområde: 610-35 000 MHz.
• Maximal vinkelupplösning: 1,7".
• Noggrannhet vid bestämning av koordinater: 1—10".
• Flödesdensitetsgräns: 0,500 mJy .
• Ljusstyrka temperaturgräns: 0,050 mK.
• Spårningstid (Syd + Flat Reflector): 1-3 timmar.

Se även

• Special Astrophysical Observatory of Russian Academy of Sciences
• Radio Astronomy Observatory "Zelenchukskaya"
• Lista över astronomiska instrument
• Astronomi i Ryssland

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Trushkin S.A. Observationsmetoder på RATAN-600 . SAO RAS (2001). Hämtad 5 april 2009. Arkiverad från originalet 13 februari 2015. (obestämd)
2. ↑ RATAN-600 i Guinness rekordbok
3. ↑ 1 2 Handbook of RATAN-600 Continuum observer, ver.0.3 (okt 1998) - 1998.
4. ↑ 1 2 3 4 RATAN-600 radioteleskop . FGBU "RIEPP". Hämtad 28 februari 2015. Arkiverad från originalet 2 april 2015. (obestämd)
5. ↑ 1 2 3 4 5 C.A. Trushkin. Handbook of the Observer in the Radio Continuum . Ryska vetenskapsakademins särskilda astrofysiska observatorium (1996-1998). Hämtad 9 februari 2015. Arkiverad från originalet 12 februari 2015. (obestämd)
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Doctor of Phys. matta. Vetenskaper I. M. Kopylov. En kort historia av det särskilda astrofysiska observatoriet vid USSR Academy of Sciences (1960-1984) . SAO AN USSR (oktober 1985). Hämtad 28 februari 2015. Arkiverad från originalet 2 april 2015. (obestämd)
7. ↑ "På grundval av hans idéer och med hans direkta deltagande skapades de största ryska radioteleskopen - Big Pulkovo radioteleskop och 600-meters RATAN-600 radioteleskopet." Arkiverad 6 december 2010 på Wayback Machine , Astronet
8. ↑ Grundare av rysk radioastronomi dör . Hämtad 29 april 2020. Arkiverad från originalet 16 juni 2021. (obestämd)
9. ↑ 1 2 3 4 5 Information om livslängden för radioastronomiteleskopet RATAN-600. Allmän del (otillgänglig länk) . Ryska vetenskapsakademins särskilda astrofysiska observatorium . Tillträdesdatum: 9 februari 2015. Arkiverad från originalet 24 september 2015. (obestämd) 
10. ↑ Den första observationen av RATAN-600 ägde rum på den norra delen av antennen den 12 juli 1974 . Ryska vetenskapsakademins särskilda astrofysiska observatorium . Hämtad 9 februari 2015. Arkiverad från originalet 4 februari 2015. (obestämd)
11. ↑ http://www.edu.ru/news/science/17501/ Arkivexemplar av den 17 april 2016 på Wayback Machine Portal från Ryska federationens utbildnings- och vetenskapsministerium
12. ↑ N. L. Kaidanovsky . Om historien om radioteleskopet RATAN-600 (RATAN-600 är en av prestationerna från akademiker L. I. Mandelstams skola). - St Petersburg, 1995. - 200 exemplar.
13. ↑ Radioteleskopets tekniska egenskaper . SAO. Hämtad 5 april 2009. Arkiverad från originalet 4 mars 2013. (ryska)
14. ↑ Radioteleskop  / V. N. Kurilchik // Space Physics: Little Encyclopedia  / Redaktionsråd: R. A. Sunyaev (Chief ed.) och andra - 2nd ed. - M  .: Soviet Encyclopedia , 1986. - S. 560-564. — 783 sid. — 70 000 exemplar.
15. ↑ O. N. Shivris. Drift av radioteleskopet RATAN-600 med en platt reflektor . Izvestiya SAO (1980). Tillträdesdatum: 1 mars 2015. Arkiverad från originalet 4 mars 2016. (obestämd)
16. ↑ Mottagningsstuga nr 5 . Ryska vetenskapsakademins särskilda astrofysiska observatorium . Hämtad 10 februari 2015. Arkiverad från originalet 4 februari 2015. (obestämd)
17. ↑ http://w0.sao.ru/ratan/ Arkiverad 8 april 2009 på Wayback Machine Special Astrophysical Observatory vid Ryska Vetenskapsakademin

Litteratur

• Parisky, Yu.N. Om RATAN-600, radioastronomi och universums grundläggande principer // Science and Humanity , 1989: International Yearbook. - M. : Knowledge , 1989. - S. 266-279 .

Länkar

• Teleskopets webbsida på SAO:s webbplats
• RATAN-600 på CosmoKids webbplats
• Susanna Tokhchukova. Populärt om RATAN-600 . w0.sao.ru. Hämtad: 5 april 2009. (ryska)

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)

radioastronomi
Grundläggande koncept	Radioteleskop radiokälla radiointerferometer VLBI Bas DN Jan
radioteleskop	med en bländare RATAN-600 Arecibo Gröna banken Dmitrov RT-7.5 Lovell Mark 2 TNA-400 P-400 RT-70 Effelsberg SNABB Interferometrar ALMA ATA EVN MERLIN VLA VLBA kvasar WSRT EHT Föreslagen / under uppbyggnad SKA MeerKAT ASKAP Plats Radioastron KRT-10 HALCA
Personligheter	Karl Jansky Grote Reber Anthony Hewish Bernard Lovell Jan Oort Leid Posy Martin Ryle
Relaterade ämnen	CMB-strålning SETI Signal "Wow!"
Kategori:Radioastronomi