Jak CSIRO přeplňuje největší rádiové dalekohledy na světě

How We're Redefining the kg (Červen 2019).

Anonim

Největší jednoprocentní radioteleskop FAST (pětičtyřmetrový clonový dalekohled) se v Číně rychle vyvíjí.

Při průměru 500 metrů by se jen vešla pod oblouk přístavního mostu v Sydney.

Aby to bylo astronomické, rádiový dalekohled Parkes má průměr 64 metrů a sběrná plocha - velikost povrchu, kterou mohou rozhlasové vlny odrazit - 3, 216 m 2.

FAST, na druhou stranu, má sběrnou plochu 196 000 m 2, což je 61krát větší.

Rádiové vlny, které prší z kosmu, se odskočí z této obrovské misky a do režie přijímače, kterou připravuje CSIRO.

Chcete-li zůstat vědecky konkurenceschopní, musí dalekohledy disponovat nejnovějšími technologiemi. Dalekohled, který vidíte - obrovská ocelová miska - pravděpodobně vypadá stejně desítky let. Ale v zákulisí bude generace po generaci nových nástrojů instalována pro analýzu příchozích rádiových vln.

Neustálé zlepšování těchto přístrojů je to, co udržuje dalekohled proudu. Například dalekohled Parkes je nyní 10 000krát citlivější, než když byl poprvé vybudován kvůli zlepšením, které je mimo samotné nádobí.

Přístroje pro rádiové teleskopy nejsou zakoupeny z police. Každý dalekohled je jiný a nástroje jsou vyrobeny na míru pro ten, na který budou použity.

Tuning do vesmíru

Radioastronomie je také technicky náročná oblast. Přijímače jsou tak citlivé, že mohou na Marsu vyzvednout mobilní telefon. Dokonce můžeme čas rotace pulsarů na 11 desetinných míst. Astronomové tlačí na zaznamenání přechodných událostí do časových pásem nanosekund.

Technická schopnost a cíle v oblasti vědy se vyvíjejí v tandemu: astronomové žádají o víc, než mají, a posunují inženýrství stále dál.

V CSIRO se tento rozhovor odehrával v těsné blízkosti, kde se ve stejné čajovně mísili vědci a inženýři. Tento častý kontakt vedl k inovacím, které se nemohly uskutečnit, kdyby inženýři pracovali na splnění vědeckých cílů "modré oblohy", které se vyvinuly daleko.

Inovace teleskopu byly integrovány se silným programem výzkumu a vývoje. Jeden, který jsme během desetiletí procházeli výkyvy kapitálového financování.

Přijímač, který budujeme pro čínský teleskop FAST, vzrostl z práce, kterou jsme začali před deseti lety. Tradiční jednoschlý teleskop, jako je například Parkes, vidí na obloze jen jediný bod - jeden pixel - na obloze a obrazy musí být vytvořeny opakovaným skenováním.

Ale my jsme dramaticky posílili jeho schopnosti tím, že vyvíjíme "vícebarevný" přijímač, který Parkesovi umožní vidět několik míst na obloze najednou.

Tento přijímač přeplňoval Parkes a nechal nás skenovat oblohu za méně než desetinu obvyklého času. Vedl Parkes, aby objevil rychlé rozhlasové výbuchy a stovky nových galaxií skrytých za Mléčnou dráhou.

Pro přijímač na čínském teleskopu FAST poskytujeme spíše osvědčenou technologii, než ten špičkový. Ale jde do dalekohledu, které je dokonce lepší než naše v Parkesi. FAST také vyhledá pulsary, hledá rádiové signály z extra-solárních planet a měří vodík v naší vlastní galaxii a desítky tisíc dalších.

Za FAST

Nejnovější technologie pro urychlení dalekohledů jsou fázové posuny pole, které nám umožňují elektronicky syntetizovat obraz s obratem na obloze. Tyto kanály mohou "ignorovat" rádiové signály ze satelitů, které by jinak zaslepily naše přijímače. Tuto technologii jsme použili na australském SKA Pathfinder (ASKAP) v západní Austrálii.

Napájecí systémy s fázovým posunem již při uvedení do provozu představovaly špičkovou vědu. V potrubí je více projektových vylepšení.

Navíc jsme se v posledních několika měsících dozvěděli více o tom, jak nejlépe využít kanály tím, že budeme jednat o Parkesi, před instalací na dalekohledu Effelsberg v Německu.

Za pouhých pár let bude domov ASKAPu - observatoře Murchison pro rádio-astronomii - také ubytovat 130 000 nízkofrekvenčních dipólů - v podstatě televizních antén - mezinárodního kmitočtového kilometrového pole (SKA).

Spolupracujeme se společností ASTRON, přední astronomickou organizací v Nizozemsku, abychom dodali technologii, která umožní, aby tyto dipoly (které se fyzicky nehýbají) "vypadaly" v různých směrech. Bude to založeno na systému, který jsme vyvinuli pro ASKAP.

Rádio astronomie není velkým průmyslem, ale jeho technologie jsou centrální v rádiové komunikaci, jak dokazuje známý příklad WiFi, který se narodil z radioastronomie. Zkušenosti Austrálie v této oblasti jsou jasným příkladem inovací v praxi.

menu
menu