RATAN 600: mục đích và nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:43

RATAN-600 là kính thiên văn vô tuyến lớn nhất trên thế giới, đặt tại Karachay-Cherkessia. Gương chính có đường kính 576 mét, và diện tích hình học của ăng-ten là 15.000 m2. Kính thiên văn được tạo ra để nghiên cứu các hành tinh, Mặt trời, các thiên hà, các vật thể ngoài thiên hà, bức xạ quang phổ và các mục đích khác.

Lịch sử: RATAN-600

Ý tưởng xây dựng kính thiên văn vô tuyến trong nước dựa trên công trình quan trọng của S. E. Khaikin và N. L. Kaidanovsky từ những năm 50. Ban đầu, một kính thiên văn Pulkovo thử nghiệm đã được tạo ra, trên cơ sở đó đã chứng minh được hiệu quả của ăng-ten có cấu hình thay đổi trong nghiên cứu không gian.

Đó là trong Chiến tranh Lạnh, khi sự cạnh tranh giữa Hoa Kỳ và Liên Xô nóng lên đến mức giới hạn. Ban lãnh đạo, được truyền cảm hứng từ việc phóng vệ tinh đầu tiên, đã yêu cầu (trước sự vui mừng của các nhà khoa học) phải củng cố thành công bằng cách xây dựng các vật thể khổng lồ để khám phá không gian. Đó là kính viễn vọng phương vị gương sáu mét độc đáo BTA và kính viễn vọng vô tuyến RATAN-600. Dự án cuối cùng đã được phê duyệt vào ngày 18 tháng 8 năm 1965.

Đến mùa hè năm 1974, khu vực phía bắc được đưa vào hoạt độnggương phản xạ và bộ chiếu xạ số 1. Nguồn vô tuyến đầu tiên PKS 0521-36 được điều tra vào ngày 12 tháng 7 năm 1974. Đến đầu năm 1977, các phần còn lại của khu phức hợp đã được giới thiệu: một gương phản xạ phẳng, các khu vực phía nam, phía đông và phía tây.

Mô tả

Kính thiên văn RATAN-600 được vận hành bởi Đài quan sát Vật lý Thiên văn Đặc biệt của Viện Hàn lâm Khoa học Nga (SAO), đài thiên văn đẳng cấp thế giới duy nhất ở Liên bang Nga. Vật thể được trang bị một ăng-ten vòng (phản xạ hình tròn) dài 576 mét, bao gồm 895 phần tử. Kích thước của mỗi phần tử tiếp nhận là rộng 2 m và cao 11,4 m.

Trong tổng diện tích 15.000 m2², bản thân ăng-ten (phần bên ngoài) chỉ chiếm 3500 m^{2. Phần bên trong là một không gian mở, nơi đặt các thiết bị phát ra, nhiều thiết bị thu và phân tích bức xạ vũ trụ.}

RATAN-600, có bức ảnh rất ấn tượng, được lắp đặt ở vùng ngoại ô phía nam của làng Zelenchukskaya (Karachay-Cherkessia). Khu định cư đài quan sát, bao gồm các tòa nhà phòng thí nghiệm, khu dân cư và trường học, nằm trên bờ sông Bolshoi Zelenchuk gần khu định cư Nizhne-Arkhyz từ thế kỷ 9 đến thế kỷ 13.

Thông số kỹ thuật

RATAN-600 sử dụng các nguyên tắc cấu tạo kính thiên văn mới: giá đỡ góc nhìn, tổng hợp khẩu độ và bề mặt được kiểm soát. Các tính năng chính:

Dải tần: 610-30000 MHz.
Dải sóng: 1-50cm
Độ chính xác: 1-10 vòng cung giây.
Độ phân giải tối đa góc: 2ang. giây.
Giới hạn phát hiện nhiệt độ độ sáng: 0,050 mK.
Giới hạn mật độ dòng chảy: 0,500 mJan.

Nhờ đội ngũ các nhà nghiên cứu đã tạo ra và không ngừng cải tiến các thiết bị này, khu phức hợp vẫn là yếu tố quan trọng trong quan sát không gian.

Nhận gian hàng

Ngoài gương phản xạ hình tròn thu thập và tập trung thông tin (bức xạ), RATAN được trang bị năm cabin tiếp nhận. Chúng chứa các công cụ ghi âm.

Các cabin được đặt trên nền đường sắt, cho phép chúng di chuyển dọc theo 12 đường ray hướng tâm. Mobility cung cấp nghiên cứu các đối tượng ở các góc phương vị khác nhau với bước là 30 °.

Làm việc khoa học

Một chương trình nghiên cứu đa dạng đang được triển khai tại SAO, bao gồm:

Nghiên cứu toàn diện về hoạt động năng lượng mặt trời trong băng tần.
Astrometry với độ phân giải góc tối ưu (giao thoa kế đốm) của các sao đôi và nhiều sao và các ngôi sao riêng lẻ với bầu khí quyển mở rộng.
Quang phổ độ phân giải cao của bầu khí quyển và gió của các loại sao (đặc biệt, khu phức hợp đã trở thành nhà cung cấp chính cho phép đo từ trường của các ngôi sao).
Quang phổ vô tuyến và quang học của các tinh vân trong thiên hà của chúng ta và các thiên hà khác.
Phép đo quang với độ phân giải thời gian tối ưu của các vật thể tương đối tính (sao xung, lỗ đen và các vật thể khác).
Phép đo quang và quang phổ có độ phân giải trung bình và thấp của các vi sao, thấu kính hấp dẫn, các thiên hà bình thường và đặc biệt và các ngôi sao riêng lẻtrong họ.
Xây dựng bức tranh không gian và động học của nhóm thiên hà địa phương.
Phép đo quang và quang phổ của các thành phần quang học của vụ nổ tia gamma ở khoảng cách vũ trụ.
Lập bản đồ vô tuyến về nền di tích của Vũ trụ.

RATAN-600 (Zelenchuk) có trạng thái là công cụ sử dụng tập thể mở. Cùng với các nhà thiên văn học trong nước, một phần đáng kể thời gian quan sát được phân bổ cho các đồng nghiệp nước ngoài, theo quy định, để thực hiện các dự án chung.

Hiện đại hóa

Trong những năm tồn tại của SAO, một nhóm các nhà thiên văn học và chuyên gia thiết bị đo đạc độc đáo đã được thành lập trong đó. Trong thập kỷ qua, các chuyên gia đã trang bị lại kính thiên văn bằng các bộ thu bức xạ với các đặc tính cao và không ngừng tăng lên: độ nhạy, độ phân giải quang phổ, không gian và thời gian.

Đặc biệt, công nghệ truyền động của máy chiếu xạ thứ cấp RATAN-600 đã được trang bị lại và hệ thống điều khiển tự động để định vị các máy chiếu xạ đã được giới thiệu. Một phiên bản mới của Phức hợp Phân cực Quang phổ Mặt trời Độ phân giải Cao (SPKVR-2) đã hoạt động từ năm 2008.

Một nguồn tài nguyên Internet đã được phát triển để cung cấp dữ liệu quan sát mặt trời, thu thập và phân tích dữ liệu trong thời gian thực. Nó có các dịch vụ tìm kiếm và phân tích dữ liệu, bao gồm so sánh với dữ liệu từ các thiết bị khác, thu được quang phổ và các thông số khác từ các nguồn địa phương.

Công việc tiếp tục dựa trên việc sử dụng các nguồn cấp dữ liệu chính với trung tâm một pha, cho phép"Dỡ bỏ" tiêu điểm chính và tiến hành quan sát ở chế độ theo dõi đa tần số (dự án Oktava cho nguồn cấp dữ liệu số 1 và số 3). nhiễu điện từ của các máy đo bức xạ trong phạm vi này.

Nghiên cứu nâng cao

CAO giám sát các chương trình nghiên cứu được thiết kế để làm sáng tỏ những bí ẩn của vũ trụ. Trong số các dự án chính:

Nghiên cứu Mặt trời.
Cấu trúc và động học của khí giữa các vì sao trong các vùng hình thành sao.
Hoạt động của các nguồn phát xạ vô tuyến ngoài thiên hà.
Tìm kiếm các tia phản lực tương đối tính trong các thiên hà và chuẩn tinh đang hoạt động.
Nghiên cứu cấu trúc và động học của khí giữa các vì sao trong các vùng hình thành sao.
Nghiên cứu quang phổ của các vật thể tiền thiên hà.
Gien vũ trụ.
Quan sát trên Hệ thống Kỹ thuật Vô tuyến Ma trận MARS-3.
Quan sát đa sóng đối tượng LSI + 61 303.
Nghiên cứu quang phổ và sự biến thiên của các nguồn GPS.
Quang phổ đồng thời của lacertids.
Giám sát các microquasars.

Lợi ích

Trong số những ưu điểm của kính thiên văn Nga, các chuyên gia nhấn mạnh:

trường không có quang sai lớn;
đo đa tần số (0,6-35GHz);
tăng độ phân giải;
tăng độ nhạy nhiệt độ sáng.

Sắp tớinhiều năm nữa RATAN sẽ trở nên tốt hơn nữa: vào năm 2015, Bộ Giáo dục và Khoa học Liên bang Nga đã quyết định phân bổ khoảng 100 triệu rúp cho việc lắp đặt các mô-đun di động. Nếu bây giờ kính thiên văn vô tuyến quan sát các vật thể nằm trong đường ngắm trực tiếp, thì sau khi hiện đại hóa nó sẽ có thể đi cùng mục tiêu đang nghiên cứu. Cơ hội duy nhất này sẽ mở rộng chức năng của khu phức hợp.

Mặc dù có tuổi đời đáng kể đối với một đối tượng kỹ thuật phức tạp, RATAN-600 vẫn tiếp tục là kính thiên văn vô tuyến lớn nhất về diện tích. Nó cạnh tranh với tổ hợp FAST mới nhất của Trung Quốc với khẩu độ năm trăm mét.