RATAN 600: doel en werkingsprincipe

2024 Auteur: Henry Conors | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-12 11:31

RATAN-600 is de grootste radiotelescoop ter wereld, gelegen in Karachay-Cherkessia. De hoofdspiegel heeft een diameter van 576 meter en het geometrische gebied van de antennes is 15.000 m2. De telescoop is gemaakt om planeten, de zon, sterrenstelsels, extragalactische objecten, spectrale straling en andere doeleinden te bestuderen.

Geschiedenis: RATAN-600

Het idee om een binnenlandse radiotelescoop te bouwen op basis van het werk van S. E. Khaikin en N. L. Kaidanovsky is van vitaal belang sinds de jaren 50. Aanvankelijk werd een experimentele Pulkovo-telescoop gemaakt, op basis waarvan de effectiviteit van antennes met variabel profiel voor ruimteonderzoek werd bewezen.

Het was tijdens de Koude Oorlog, toen de rivaliteit tussen de VS en de USSR tot het uiterste liep. De leiding, geïnspireerd door de lancering van de eerste satelliet, eiste (tot grote vreugde van wetenschappers) om het succes te consolideren door grandioze objecten te bouwen voor verkenning van de ruimte. Het waren de unieke zes meter lange azimutale telescoop BTA en de radiotelescoop RATAN-600. Het project werd uiteindelijk goedgekeurd op 18 augustus 1965.

Tegen de zomer van 1974 werd de noordelijke sector in gebruik genomenreflector en straler nr. 1. De eerste radiobron PKS 0521-36 werd op 12 juli 1974 onderzocht. Begin 1977 werden de overige delen van het complex geïntroduceerd: een vlakke reflector, zuidelijke, oostelijke en westelijke sectoren.

Beschrijving

De RATAN-600-telescoop wordt beheerd door de Special Astrophysical Observatory van de Russian Academy of Sciences (SAO), het enige observatorium van wereldklasse in de Russische Federatie. Het object is voorzien van een 576 meter lange ringantenne (ronde reflector), bestaande uit 895 elementen. De afmeting van elk opneemelement is 2 m breed en 11,4 m hoog.

Van een totale oppervlakte van 15.000 m2² neemt de antenne zelf (buitenste deel) slechts 3500 m^{2 in beslag. Het binnenste deel is een open ruimte waar zenders zijn geplaatst, verschillende apparaten die kosmische straling ontvangen en analyseren.}

De RATAN-600, waarvan de foto indrukwekkend is, werd geïnstalleerd aan de zuidelijke rand van het dorp Zelenchukskaya (Karachay-Tsjerkessia). De observatoriumnederzetting, die laboratoriumgebouwen, woongebouwen en een school omvat, bevindt zich aan de oevers van de Bolshoi Zelenchuk-rivier in de buurt van de nederzetting Nizhne-Akhyz uit de 9e-13e eeuw.

Specificaties

De RATAN-600 maakt gebruik van nieuwe principes van telescoopconstructie: altazimutmontage, diafragmasynthese en gecontroleerd oppervlak. Belangrijkste kenmerken:

• Frequentiebereik: 610-30000 MHz.
• Golfbereik: 1-50cm
• Nauwkeurigheid: 1-10 boogseconden.
• Hoekige maximale resolutie: 2ang. sec.
• Helderheid temperatuurdetectielimiet: 0,050 mK.
• Fluxdichtheidslimiet: 0,500 mJan.

Dankzij het team van onderzoekers dat deze apparaten maakt en voortdurend verbetert, blijft het complex een sleutelelement in ruimteobservatie.

Ontvangstcabines

Naast de ronde reflector die informatie (straling) verzamelt en concentreert, is RATAN uitgerust met vijf ontvangstcabines. Ze bevatten opname-instrumenten.

Cabines worden op perrons geplaatst, waardoor ze over 12 radiale sporen kunnen worden verplaatst. Mobiliteit biedt onderzoek van objecten op verschillende azimuts met een stap van 30°.

Wetenschappelijk werk

Een breed programma van verschillende onderzoeken wordt geïmplementeerd in SAO, waaronder:

• Uitgebreide studie van zonneactiviteit in de radioband.
• Astrometrie met de ultieme hoekresolutie (spikkelinterferometrie) van dubbel- en meervoudige sterren en individuele sterren met uitgebreide atmosferen.
• Hoge resolutie spectroscopie van de atmosferen en winden van verschillende soorten sterren (met name het complex is de belangrijkste leverancier geworden van metingen van de magnetische velden van sterren).
• Radio- en optische spectroscopie van nevels in onze en andere sterrenstelsels.
• Fotometrie met de ultieme temporele resolutie van relativistische objecten (pulsars, zwarte gaten en andere).
• Gematigde en lage resolutie fotometrie en spectroscopie van microquasars, zwaartekrachtlenzen, normale en eigenaardige sterrenstelsels en individuele sterrenin hen.
• Een ruimtelijk en kinematisch beeld maken van de lokale groep sterrenstelsels.
• Fotometrie en spectroscopie van optische componenten van gammaflitsen op kosmologische afstanden.
• Radio mapping van de relikwie achtergrond van het heelal.

RATAN-600 (Zelenchuk) heeft de status van instrumenten van open collectief gebruik. Samen met binnenlandse astronomen wordt in de regel een aanzienlijk deel van de waarnemingstijd toegewezen aan buitenlandse collega's voor de uitvoering van gezamenlijke projecten.

Modernisering

Tijdens het bestaan van de SAO is er een uniek team van astronomen en instrumentatiespecialisten in gevormd. In het afgelopen decennium hebben specialisten de telescoop opnieuw uitgerust met stralingsontvangers met hoge en voortdurend toenemende kenmerken: gevoeligheid, spectrale, ruimtelijke en temporele resolutie.

Met name de aandrijftechnologie van de RATAN-600 secundaire stralers werd opnieuw uitgerust en een geautomatiseerd controlesysteem voor de positionering van de stralers werd geïntroduceerd. Sinds 2008 is er een nieuwe versie van het High Resolution Solar Spectral Polarization Complex (SPKVR-2) in gebruik.

Er is een internetbron ontwikkeld om zonneobservatiegegevens te presenteren, die gegevens in re altime verzamelen en analyseren. Het heeft services voor het zoeken en analyseren van gegevens, inclusief vergelijking met gegevens van andere instrumenten, het verkrijgen van spectra en andere parameters uit lokale bronnen.

Er wordt verder gewerkt aan het gebruik van primaire voedingen met een enkelfasig centrum, wat het mogelijk maakt"ontlaad" de primaire focus en voer waarnemingen uit in de multifrequentie-volgmodus (Oktava-project voor feeds nr. 1 en nr. 3)elektromagnetische interferentie van radiometers in dit bereik.

Geavanceerd onderzoek

CAO houdt toezicht op onderzoeksprogramma's die zijn ontworpen om licht te werpen op de mysteries van het universum. Een van de belangrijkste projecten:

• Onderzoek de zon.
• Structuur en kinematica van interstellair gas in stervormingsgebieden.
• Activiteit van bronnen van extragalactische radio-emissie.
• Zoek naar relativistische jets in actieve sterrenstelsels en quasars.
• Studie van de structuur en kinematica van interstellair gas in stervormingsgebieden.
• Studie van de spectra van extragalactische proto-objecten.
• Kosmologisch gen.
• Waarnemingen op het MARS-3 Matrix Radio Engineering System.
• Multiwave-waarnemingen van het object LSI+61 303.
• Het bestuderen van de spectra en variabiliteit van GPS-bronnen.
• Gelijktijdige spectra van lacertiden.
• Bewaking van microquasars.

Voordelen

Een van de voordelen van de Russische telescoop, benadrukken experts:

• een groot aberratievrij veld;
• multifrequentiemetingen (0,6-35GHz);
• hogere resolutie;
• verhoogde helderheid temperatuurgevoeligheid.

In de komendejaar zal RATAN nog beter worden: in 2015 besloot het ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie ongeveer 100 miljoen roebel toe te wijzen voor de installatie van mobiele modules. Als de radiotelescoop nu objecten waarneemt die zich in een directe zichtlijn bevinden, kan hij na modernisering het bestudeerde doel vergezellen. Deze unieke kans zal de functionaliteit van het complex uitbreiden.

Ondanks zijn aanzienlijke leeftijd voor een complex technisch object, blijft de RATAN-600 qua oppervlakte de grootste radiotelescoop. Het concurreert met het nieuwste Chinese FAST-complex met een opening van vijfhonderd meter.