Kínában elkezdték a fél kilométeres rádióteleszkóp építését

802

Kína délnyugati Guizhou tartományának Dawodang karsztmélyedésében elkezdték a FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) elnevezésű antenna építését, amely a 2016-ra tervezett elkészülte után méretét tekintve a világ legnagyobb egytányéros rádiótávcsöve lesz, fél kilométeres átmérője ugyanis több mint másfélszerese a jelenlegi rekorder arecibói teleszkóp 305 méteres méretének.

A katlan mélysége nem csak a fél kilométeres átmérőt teszi elérhetővé, hanem a szférikus alakot, ezen keresztül pedig mintegy 40°-os zenitszöget is. Az óriási, még a legnagyobb zenittávolságnál is 300 méteres effektív átmérőt biztosító tányér a mérete miatt természetesen az arecibói teleszkóphoz hasonlóan fixen fog állni, a felület maga azonban aktív lesz: több mint 4 ezer darab mozgatható panel fogja alkotni, ami lehetővé teszi a szférikus aberráció korrigálását is. A tányér fölé lógatott, az érzékelőknek helyet adó kabint hat kábel fogja tartani és mozgatni egy szervomechanizmus és egy robot segítségével. Az építők szerint a puerto rico-i antennával összehasonlítva a FAST tehát három előnnyel is rendelkezik majd: (1) körülbelül kétszeres nagyságú effektív gyűjtőfelület, (2) szintén mintegy kétszeres nagyságú befogható égfelület, valamint (3) könnyebb és kompaktabb fókuszkabin, ami sokkal kevésbé fogja zavarni a leképezést.

Az antennával fogható sugárzás frekvenciájának felső határát az aktív panelek mérete határozza meg. A jelenlegi terveknek megfelelő felületi szegmentáció, a megvalósításhoz rendelkezésre álló idő és a költségkeret alapján reális cél a 3 GHz nagyfrekvenciás határ elérése. A projekt tudományos célkitűzéseinek megvalósítása szempontjából legfontosabb L sávban a nagy gyűjtőfelületnek és a legkorszerűbb érzékelő berendezéseknek köszönhetően a felbontás 2,9 ívperc lesz, az érzékenység pedig el fogja érni a 2000 m2/K-t. (Az érzékenység az effektív apertúra és az ún. zajhőmérséklet hányadosa. Ez utóbbi a rendszer által hozzáadott zajt jellemzi.) Az átállások maximális ideje 10 perc, a pozicionálás pontossága pedig 8 ívmásodperc lesz.

A FAST háromdimenziós modellje.
[Li és tsai]

A FAST hat alprojektre tagolódik: (1) A karsztos mélyedés alakja közel van a gömbsüveghez, ennek ellenére körülbelül egy millió köbméter anyagot el kell távolítani a szükséges forma kialakításához, ami néhány százaléka az 500 méter átmérőjű félgömb térfogatának. Ez a munka 2012 szeptemberében már közel állt a befejezéshez. (2) Az aktív reflektor körülbelül 4400 darab háromszög alakú, 11 méteres oldalhosszúságú alumínium panelből fog állni, ezekből a felület 5 mm-es pontossággal előállítható. (3) A fókuszkabin tartó- és mozgatórendszere hat toronyból, kábelekből és az azokat mozgató szervomotorokból fog állni. A fülke megfelelő pontosságú pozicionálását magában a kabinban egy további rendszer is fogja segíteni, melyet a darmstadti műszaki egyetemmel közösen fejlesztenek és segítségével az első, néhány cm-es pontosságú beállítás után a kabin néhány mm-es pontossággal a kívánt pozícióba állítható. (4) A tányér alakjának és a kabin helyzetének valós idejű mérését másodpercenként 10-nél is több mintavételezés segíti, így a fülke pozicionálása 150 méteres távon 2 mm pontosságú lesz, a felület profilját pedig ezer pontjának helyzete alapján fogják kontrollálni. (5) A FAST kilenc vevőegységgel lesz felszerelve, melyek lefedik a 70 MHz-től a 3 GHz-es felső határig terjedő frekvencia-tartományt. A vevőegységek fejlesztése jelenleg egy háromoldalú kínai-amerikai-ausztrál együttműködés – NAOC, JBCA, CSIRO – keretében zajlik. (6) A vezérlőközpont a tányér melletti kisebb bemélyedésben fog helyet kapni és a tervek szerint az építőanyaga főként fa lesz.

A FAST hat alrendszerét bemutató metszeti ábra.
[Li és tsai]

A FAST tehát a 70 MHz és a 3 GHz közötti tartományban fogja észlelni többek között a neutrális hidrogén 21 cm-es sugárzását, pulzárok emisszióját, rekombinációs vonalakat és molekuláris vonalakat, beleértve a mézerek sugárzását is. Egyik fő célja a Tejútrendszerben található nagyon hideg atomos hidrogéngáz szisztematikus tanulmányozása lesz. Mintegy 4 ezer új pulzár felfedezése is várható a méréseiből, melyek közül körülbelül háromszáz lehet milliszekundumos. Az elképzelések szerint a FAST az OH-megamézerek számát a z < 2 térrészben legalább ezerrel fogja növelni, ami tízszeres növekedést jelent, de valószínűleg képes lesz távolságrekordot is dönteni az OH-megamézerek között. Tervezik továbbá exobolygók direkt rádiósugárzásának detektálását is a méteres hullámhosszakon.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás