RATAN-600

RATAN-600 ( tiedeakatemian radioastronominen teleskooppi ) on maailman suurin radioteleskooppi , jonka heijastinpeili on halkaisijaltaan noin 600 metriä [4] . Kuuluu Venäjän tiedeakatemian erityiseen astrofysikaaliseen observatorioon . Teleskoopin tärkeimmät edut ovat korkean kirkkauden lämpötilaherkkyys ja monitaajuus [5] .

Radioteleskooppi sijaitsee Karachay-Cherkessiassa lähellä Zelenchukskayan kylää 970 metrin [1] korkeudessa merenpinnan yläpuolella . 4,5 km etelään on Zelenchukskayan radioastronomian observatorion ( IPA RAS ) täyskiertoinen radioteleskooppi RTF-32 .

Päällikkö - SAO RAS:n apulaisjohtaja, akateemikko Yu. N. Pariyskiy[ määritä ] .

Historia

Professori Semyon Khaikin ja fysiikan ja matemaattisten tieteiden tohtori Naum Kaidanovsky [6] [7] [8] ehdottivat ajatusta muuttuvan profiilin antennien käytöstä radioastronomiassa . Tämä idea toteutettiin ensimmäisen kerran suuressa Pulkovon radioteleskoopissa , jossa se osoitti korkean hyötysuhteensa. Onnistunut käyttökokemus mahdollisti siirtymisen suuremman RATAN-600 radioteleskoopin rakentamiseen [6] .

Radioteleskoopin rakentamisen suunnittelutoimeksiannon on kehittänyt Neuvostoliiton tiedeakatemian tähtitieteellinen pääobservatorio . Tämä hanke hyväksyttiin 18. elokuuta 1965 Neuvostoliiton tiedeakatemian puheenjohtajiston määräyksellä nro 53-1366. Tämän määräyksen perusteella 6. lokakuuta 1965 jaettiin rakennustyömaa tasangolle, Big Zelenchuk- ja Khusa-Kardonikskaya -jokien väliin , lähellä Zelenchukskayan kylää [ 9] .

Vuonna 1966 Neuvostoliiton ministerineuvosto hyväksyi "Päätöslauselman suuren radioteleskoopin rakentamisesta Neuvostoliiton tiedeakatemialle" [6] .

Maaliskuussa 1968 radioteleskoopin rakentamisen toimeksianto hyväksyttiin. Saman vuoden kesällä aloitettiin rakennustyöt Zelenchukskayan kylän etelälaidalla [6] .

Vuonna 1969 rakenteilla oleva radioteleskooppi sisällytettiin erityiseen astrofysikaaliseen laboratorioon [6] .

Syyskuu 1970 - perustettiin työryhmä kouluttamaan operatiivista henkilöstöä, valvomaan rakentamista ja organisoimaan tutkimustyötä [6] .

Vuonna 1973 valmistui radioteleskoopin ensimmäinen osa: pyöreän heijastimen pohjoinen sektori, syöttö nro 1, laboratoriorakennus ja muut aputilat. Tammikuussa 1974 tämä yksikkö hyväksyttiin käyttöönottoon ja koehavaintojen valmisteluun. Tätä tarkoitusta varten perustettiin radioastronomian havainnointiosasto, jonka johtajaksi nimitettiin Juri Parisky [6] .

Ensimmäinen havainto tehtiin 12. heinäkuuta 1974 [5] , radiolähteestä PKS 0521-36 vastaanotettiin säteilyä aallonpituudella 3,9 cm [10] .

Säännölliset havainnot aloitettiin vuonna 1975. Niiden aiheet hyväksyi joka vuosi RATAN-600-ohjelmakomitea, jonka puheenjohtajana toimi Nikolai Kardashev [6] .

Joulukuussa 1976 rakennustyöt valmistuivat ja radioteleskoopin loput osat otettiin käyttöön: läntinen, itäinen ja eteläinen sektori, litteä heijastin [6] .

Vuonna 1978 ryhmä erityistä astrofysikaalista laboratoriota, joka osallistui radioteleskoopin suunnitteluun ja rakentamiseen, sai Neuvostoliiton kunniamerkit ja mitalit [6] .

Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriön tiede- ja teknologiaosaston johtajan Sergei Salikhovin heinäkuussa 2015 antaman lausunnon mukaan kaukoputki oli päivitettävä kahden vuoden kuluessa [11] .

Tapaaminen

Teleskoopin avulla voit tutkia molempia läheisiä kohteita: aurinkoa , aurinkotuulta , planeettoja ja satelliitteja sekä erittäin kaukana olevia kohteita: radiogalakseja , kvasaareita , kosmista mikroaaltotaustaa [4] .

Teleskooppia luotaessa asetettiin seuraavat päätavoitteet [9] :

• suuren määrän radiosäteilyn avaruuslähteiden havaitseminen, niiden tunnistaminen avaruuskohteista;
• tähtien radiosäteilyn tutkimus;
• aurinkokunnan kappaleiden tutkiminen ;
• Auringon lisääntyneen radiosäteilyn alueiden, niiden rakenteen ja magneettikenttien tutkimukset;
• Maan ulkopuolelta peräisin olevien keinotekoisten signaalien havaitseminen.

Radioteleskoopin tärkeimpiä etuja ovat [4] :

• monitaajuus (0,6 - 35 GHz);
• suuri aberraatiovapaa kenttä;
• korkea resoluutio ja korkea kirkkaus lämpötilaherkkyys .

Radioteleskooppi toimii yleiskäyttötilassa, havaintoajan jakaa ohjelmatoimikunta. Puolet havainnointiajasta on varattu Venäjän eri laitosten tutkijoille, 30 % SAO:n tutkijoille ja loput 20 % ulkomaisille tähtitieteilijöille. Havaintoaikapyyntöjen määrä on keskimäärin kolme kertaa suurempi kuin mahdollisuudet [4] .

Kuinka se toimii

Toimiminen senttimetriaaltoalueella vaatii peiliteleskoopin; Peilin mitat määräytyvät vaaditun resoluution perusteella. Perinteistä parabolista peiliä käytettäessä korkean resoluution saavuttamiseksi tarvitaan kaukoputki, jonka halkaisija on vähintään satoja metrejä. Tällaisen peilin hinta on erittäin korkea tukirakenteiden suuren määrän vuoksi.

Kustannusten vähentämiseksi on tarpeen sijoittaa peili lähelle maata ja, jos mahdollista, tehdä rakenteesta ei kovin korkea. Tämä johtaa ajatukseen peilistä, joka koostuu pystysuorista raidoista, jotka on kohdistettu jonkin maan pinnan käyrän mukaan. Koska vastaanottava sarvi on myös paremmin sijoitettu maahan, käyrän muoto tulisi muodostaa kuvitteellisen paraboloidin osasta, joka on suunnattu havainnoituun lähteeseen polttopisteen läpi kulkevan vaakasuoran tason avulla. Vaikeus piilee siinä, että poikkileikkaukset osoittautuvat erilaisiksi riippuen lähteen korkeudesta horisontin yläpuolella. Jos paraboloidi on suunnattu zeniittiin , leikkaus on pyöreä, jos horisonttiin, niin parabolinen. Väliasennot johtavat elliptisiin osiin.

Laskelmat ovat osoittaneet, että tarvittava peilielementtien siirtymä virityksen aikana eri lähteisiin ei ole kovin suuri, mikä mahdollisti suhteellisen pienillä edullisilla mekanismeilla.

Ensimmäinen radioteleskooppi, jolla oli tämä malli, oli Big Pulkovo Radio Telescope . Siinä heijastimen ohjaus suoritettiin manuaalisessa tilassa. Myöhemmin rakennettu RATAN-600 työnsä alussa ohjattiin puoliautomaattisessa tilassa ja siirrettiin myöhemmin täysin automaattiseen tilaan.

Toinen suunnitteluvirhe on veitsen muotoinen säteilykuvio kynän muotoisen perinteisen parabolisen peilin sijaan. Tämä mahdollistaa kirkkauden mittaamisen lähteen pystysuorien kaistaleiden sisällä suurella tarkkuudella, mutta ei anna jakautumista tällaisen nauhan sisällä. Onneksi lähteet liikkuvat pystytasossa ja useiden eri atsimuuttien mittausten ansiosta voidaan laskea tarkka kirkkausjakauma puuttuvassa tasossa [12] .

Rakentaminen

Teleskooppi perustuu kahteen pääheijastimeen: pyöreään ja litteään sekä viiteen liikkuvaan havaintohyttiin [9] .

Pyöreä heijastin

Tämä on radioteleskoopin suurin osa, se koostuu 895 suorakaiteen muotoisesta heijastavasta elementistä, joiden mitat ovat 11,4 x 2 metriä ja jotka on järjestetty ympyrään, jonka halkaisija on 576 metriä [13] . Jokaisen paneelin keskiosan, 5 metriä korkea, kaarevuussäde on 290 metriä ja se on valmistettu suurella tarkkuudella. Ne voivat liikkua kolmella vapausasteella [9] . Pyöreä heijastin on jaettu 4 itsenäiseen sektoriin, jotka on nimetty maailman osien mukaan: etelä, pohjoinen, itä, länsi. Jokaisen sektorin pinta-ala on 3000 m², joten kokonaispinta-ala on 4×3000=12000 m² [5] Kunkin sektorin heijastavat elementit on asetettu paraabeliin muodostaen antennin heijastavan ja fokusoivan kaistan. Tällaisen nauhan keskipisteessä on erityinen säteilytin [14] :563 .

Litteä heijastin

Tasainen heijastin koostuu 124 litteästä elementistä, jotka ovat 8,5 metriä korkeat ja joiden kokonaispituus on 400 metriä. Elementit voivat pyöriä vaaka-akselin ympäri, joka sijaitsee lähellä maan tasoa. Joissakin mittauksissa heijastin voidaan poistaa kohdistamalla sen pinta maatason kanssa. Heijastajaa käytetään periskooppipeilinä [9] .

Käytön aikana litteään heijastimeen osuva radiosäteilyvuo suuntautuu pyöreän heijastimen eteläiseen sektoriin. Pyöreästä heijastimesta heijastuva radioaalto keskittyy säteilyttimeen, joka on asennettu rengasmaisille kiskoille. Asettamalla säteilytin tiettyyn asentoon ja asettamalla peili uudelleen, on mahdollista suunnata radioteleskooppi tiettyyn pisteeseen taivaalla. Lähteenseurantatila on myös mahdollinen, kun säteilijä liikkuu jatkuvasti, ja myös peili rakennetaan uudelleen [15] .

Kartiomainen heijastin

Vuoden 1985 lopulla asennettiin ylimääräinen kartiomainen heijastin-säteilytin, joka mahdollistaa säteilyn vastaanottamisen pyöreän heijastimen koko renkaasta, mutta vastaanotettujen lähteiden deklinaatioaluetta rajoittaa ± 5 asteen zeniittietäisyys. .

Vastaanottokopit

Teleskoopissa on viisi[ määritä ] vastaanottohyttejä, jotka on asennettu rautatien laitureille. Tasot voivat liikkua yhtä 12 radiaalisesta reitistä, mikä tarjoaa joukon kiinteitä atsimuutteja 30°:n välein. Säteilyttimien permutaatio raitojen välillä suoritetaan keskellä olevan pyörivän ympyrän avulla . Vuodesta 1998 lähtien havainnoissa käytettiin vain atsimuutteja 0, 30, 180 ja 270° [5] .

Mökit 1-4 Mökki numero 5

Toissijainen peili on suurempi kuin ohjaamoissa 1-3, mikä tehtiin tehokkaan toiminnan varmistamiseksi radioteleskoopin pyöreän heijastimen läpäillä. Ohjaamo voi liikkua sekä säteittäisiä että kaarevia polkuja pitkin. Jälkimmäisessä tapauksessa on mahdollista toteuttaa konfiguraatio, jossa valittua objektia seurataan pitkään [16] .

Mökki numero 6

Pohja on kartiomainen toissijainen peili, jonka alla säteilytin sijaitsee. Otettu käyttöön 1985. Mahdollistaa säteilyn vastaanottamisen koko pyöreästä heijastimesta samalla kun saavutat radioteleskoopin suurimman resoluution. Tässä tilassa voidaan kuitenkin tarkkailla vain radiolähteitä, joiden suunta poikkeaa zeniitistä enintään ±5°. Ottaen huomioon alueen leveysaste, saadaan deklinaatioalue 38-49° [5] .

Tämä syöte esiintyy useimmiten kaukoputkeen liittyvissä kuvissa.

Tekniset tiedot

Seuraavat kaukoputken ominaisuudet julkaistiin [17] :

• Pääpeilin halkaisija: 576 m.
• Antennielementtien lukumäärä: 895.
• Tuotteen koko: 11,4 × 2 m .
• Antenni geometrinen pinta-ala: 12000 m².
• Koko renkaan tehollinen pinta-ala: 4×3000 m².
• Työskentelyaaltoalue: 0,8-50 cm .
• Toimintataajuusalue: 610-35 000 MHz.
• Suurin kulmaresoluutio: 1,7"
• Koordinaattien määritystarkkuus: 1-10".
• Vuon tiheyden raja: 0,500 mJy .
• Kirkkauden lämpötilaraja: 0,050 mK.
• Seuranta-aika (etelä + litteä heijastin): 1-3 tuntia.

Katso myös

• Venäjän tiedeakatemian erityinen astrofyysinen observatorio
• Radioastronomian observatorio "Zelenchukskaya"
• Luettelo tähtitieteellisistä laitteista
• Tähtitiede Venäjällä

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Truskin S.A. Havaintomenetelmät RATAN-600:lla . SAO RAS (2001). Haettu 5. huhtikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 13. helmikuuta 2015. (määrätön)
2. ↑ RATAN-600 Guinnessin ennätysten kirjassa
3. ↑ 1 2 RATAN-600 Continuum tarkkailijan käsikirja, versio 0.3 (lokakuu 1998) - 1998.
4. ↑ 1 2 3 4 RATAN-600 radioteleskooppi . FGBU "RIEPP". Haettu 28. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 2. huhtikuuta 2015. (määrätön)
5. ↑ 1 2 3 4 5 C.A. Truskin. Radio Continuumin tarkkailijan käsikirja . Venäjän tiedeakatemian erityinen astrofyysinen observatorio (1996-1998). Haettu 9. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 12. helmikuuta 2015. (määrätön)
6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fysiikan tohtori matto. Tieteet I. M. Kopylov. Neuvostoliiton tiedeakatemian erityisen astrofysikaalisen observatorion lyhyt historia (1960-1984) . SAO AN Neuvostoliitto (lokakuu 1985). Haettu 28. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 2. huhtikuuta 2015. (määrätön)
7. ↑ "Hänen ideoidensa pohjalta ja hänen suoralla osallistumisellaan luotiin Venäjän suurimmat radioteleskoopit - Big Pulkovo radioteleskooppi ja 600 metrin RATAN-600 radioteleskooppi." Arkistoitu 6. joulukuuta 2010 Wayback Machinessa , Astronetissa
8. ↑ Venäjän radioastronomian perustaja kuoli . Haettu 29. huhtikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 16. kesäkuuta 2021. (määrätön)
9. ↑ 1 2 3 4 5 Tietoja radiotähtiteleskoopin RATAN-600 käyttöiästä. Yleinen osa (linkki ei ole käytettävissä) . Venäjän tiedeakatemian erityinen astrofyysinen observatorio . Käyttöönottopäivä: 9. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015. (määrätön) 
10. ↑ Ensimmäinen havainto RATAN-600:lla tehtiin antennin pohjoisella sektorilla 12. heinäkuuta 1974 . Venäjän tiedeakatemian erityinen astrofyysinen observatorio . Haettu 9. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. helmikuuta 2015. (määrätön)
11. ↑ http://www.edu.ru/news/science/17501/ Arkistokopio 17. huhtikuuta 2016 Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriön Wayback Machine -portaalissa
12. ↑ N. L. Kaidanovsky . Radioteleskoopin RATAN-600 historiasta (RATAN-600 on yksi akateemikko L. I. Mandelstamin koulun saavutuksista). - Pietari, 1995. - 200 kpl.
13. ↑ Radioteleskoopin tekniset ominaisuudet . SAO. Haettu 5. huhtikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2013. (Venäjän kieli)
14. ↑ Radioteleskooppi  / V. N. Kurilchik // Avaruusfysiikka: Pieni Encyclopedia  / Toimituskunta: R. A. Sunyaev (päätoimittaja) ja muut - 2. painos. - M  .: Neuvostoliiton tietosanakirja , 1986. - S. 560-564. — 783 s. – 70 000 kappaletta.
15. ↑ O. N. Shivris. Radioteleskoopin RATAN-600 toiminta litteällä heijastimella . Izvestiya SAO (1980). Käyttöpäivä: 1. maaliskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016. (määrätön)
16. ↑ Vastaanottohytti nro 5 . Venäjän tiedeakatemian erityinen astrofyysinen observatorio . Haettu 10. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 4. helmikuuta 2015. (määrätön)
17. ↑ http://w0.sao.ru/ratan/ Arkistoitu 8. huhtikuuta 2009 Venäjän tiedeakatemian Wayback Machine Special Astrophysical Observatoryssa

Kirjallisuus

• Parisky, Yu.N. Tietoja RATAN-600:sta, radioastronomiasta ja maailmankaikkeuden perusperiaatteista // Tiede ja ihmiskunta , 1989: Kansainvälinen vuosikirja. - M . : Knowledge , 1989. - S. 266-279 .

Linkit

• Teleskoopin kotisivu SAO:n verkkosivuilla
• RATAN-600 CosmoKid-verkkosivustolla
• Susanna Tokhchukova. Suosittu RATAN-600:sta . w0.sao.ru. Haettu: 5. huhtikuuta 2009. (Venäjän kieli)

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)

radioastronomia
Peruskonseptit	Radioteleskooppi radiolähde radiointerferometri VLBI Pohja DN tammikuu
radioteleskoopit	yhdellä aukolla RATAN-600 Arecibo Vihreä pankki Dmitrov RT-7.5 Lovell Merkki 2 TNA-400 P-400 RT-70 Effelsberg NOPEASTI Interferometrit ALMA ATA EVN MERLIN VLA VLBA Kvasaari WSRT EHT Ehdotettu / rakenteilla SKA MeerKAT ASKAP Avaruus Radioastron KRT-10 HALCA
Persoonallisuudet	Karl Jansky Grote Reber Anthony Hewish Bernard Lovell Jan Oort Leid Posy Martin Ryle
liittyvät aiheet	CMB-säteilyä SETI Signaali "Vau!"
Luokka: Radioastronomia