Содержание
Топ 10 Самых больших телескопов
Вы никогда не задумывались, почему для того, чтобы увидеть что-то очень маленькое, нужно что-то большое? Например, большой телескоп или космический телескоп. А помощью очень больших телескопов можно увидеть даже невидимое! Как такое возможно – могут объяснить ученые, а мы предлагаем прогуляться по удаленным уголкам нашей планеты, в которых находятся очень… ну, вы поняли.
1 РАТАН 600 – 576 метров
Диаметр зеркала самого крупного телескопа планеты – 600 метров. Он находится не так высоко, как другие, примерно на высоте одного километра, но ему это и не нужно. Это радиотелескоп (тот самый, который видит «невидимое»). Расположен в Карачаево-Черкесии (Россия).
2 Телескоп FAST – 500 метров
В провинции Гуйчжоу (Китай) находится второй по величине телескоп Земли – FAST. Построен он совсем недавно, в конце 2016 года, в долине, как будто специально предназначенной для подобного грандиозного строительства.
3 Аресибо – 305 метров
Телескоп Аресибо назван по имени городка, расположенного в Пуэрто-Рико. Он так же, как и FAST был построен в естественной долине сферической формы, однако строительство происходило в прошлом столетии. Поэтому довольно долго именно Аресибо был крупнейшим телескопом мира.
4 Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) – 45 метров
Диаметр каждой из 30 антенн Гигантского телескопа (расположен около Пуны, Индия) – 45 метров. Это также радиотелескоп. Благодаря тому, что он состоит из нескольких антенн, разрешающая способность такого телескопа равна 1 квадратному километру. Так что он даже может поспорить с лидерами нашего ТОПа самых больших телескопов.
5 Экстремально большой телескоп (ELT) – 39,3 метров
Чрезвычайно большой телескоп (это его официальное название) строится на территории Чили. Это первый в нашем списке телескоп с оптической системой из пяти зеркал.
Ожидается, что строительство будет окончено в 2025 году. Высота, на которой располагается телескоп, разумеется, гораздо больше – 3 км над уровнем моря.
6 РТФ-32 – 32 метра
Диаметр еще одного радиотелескопа в Карачаево-Черкесии «всего» 32 метра, однако, это полноповоротный телескоп. Он входит в состав обсерватории «Светлое», построенной в 1997 году.
7 Thirty Meter Telescope – 30 метров
Незамысловатое название – тридцатиметровый телескоп, скрывает за собой внушительные характеристики. Ожидается, что после ввода в эксплуатацию в 2027 году на Гавайях он позволит делать снимки как минимум в 10 раз четче Хаббла, а значит и заглянуть с его помощью можно будет дальше.
8 GMT – 25,4 метров
Оптический Гигантский магелланов телескоп находится в пустыне Атакама (там же, где номер 5 нашего списка). Ему также еще предстоит быть введенным в эксплуатацию, однако гораздо быстрее, как ожидается – в 2020 году.
9 Сверхбольшая антенная решетка VLA – 25 метров
Сверхбольшая антенная решетка, состоящая из почт итрех десятков 25-метровых телескопов, расположилась на территории штата Нью-Мексико, США. Особенности расположения и конструкции делают эту обсерваторию сверхмощной – она равноценна единой антенне диаметров 36 км!
10 Atacama Large Millimeter Array – 12 метров
Ну и что, что предельный диаметр телескопов, входящих в систему ALMA – 12 метров, зато их 66! А еще это один из самых «высоких» телескопов мира – он расположился на высоте 5 км над уровнем моря, опять-таки в Атакаме.
Крупнейшие радиотелескопы мира
Главная » Связь
На чтение 3 мин. Опубликовано
Радиотелескопы, как следует из названия, предназначаются для приёма радиоизлучения разнообразных объектов как на земле, так и за её пределами. Состоят они, в общем, из двух базовых частей – антенной решетки и приёмного устройства.
О радиотелескопах с самыми большими «спутниковыми тарелками» мы и расскажем в этой статье.
Самая большая в мире тарелка расположена в обсерватории под названием Аресибо, Пуэрто Рико, неподалеку от города Аресибо – такие устройства в принципе предпочитают ставить поодаль от жилья, чтобы свести к минимуму фоновый шум. Радио, сотовая связь, телевидение. Все это мешает чистому приему сигнала. Радиотелескоп диаметром 305 метров предназначен для исследований в области радиоастрономии – он может изучать атмосферы других планет и в целом наблюдать за происходящим в солнечной системе. Что интересно, это довольно старый телескоп – он был построен ещё в начале шестидесятых.
У параболического радиотелескопа Грин-Бэнк (это западная Вирджиния, в США, зона, где радиопередачи запрещены) тарелка по меньше – сто на сто десять метров, но при этом он остаётся самым большим в мире параболическим телескопом с полным разворотом. Из-за размеров и расположения телескоп крайне эффективен – он используется как в астрономии (с момента постройки в 2002 году было совершено несколько открытий в этой области), так и при проведении исследований в области физики, которая занимается изучением высоких частот.
Кроме того владельцы телескопа обычно с готовностью используют новое или даже экспериментальное оборудование.
До Грин-Бэнка крупнейшим считался радиотелескоп в Германии, в Эффельсберге с диаметром сто метров. Он находится в 1,3 километра от одноимённой деревушки и используется в основном в астрономии4 его «специальность» — ядра других галактик, пульсары, звёздные формирования. В сфере радио-астрономии этот телескоп можно считать одним из самых важных.
Радиотелескоп Лавелл, что в Чешире, что в Северо-Западной Англии, тоже когда-то был самым большим в мире – на момент постройки (1957 год) его тарелка в 76 метров диаметров была непревзойденной по размеру. Его создание почти совпало с запуском первого спутника – и этот телескоп был в состоянии отследить ракетоноситель Спутник-1. В дальнейшем этот радиотелескоп часто использовался для сопровождения различных космических аппаратов – например, он принимал активное участие в лунной программе, отслеживая как американские, так и советские зонды.
Ещё один большой радиотелескоп с кодовым названием РТ-70 находится в Евпатории, и строили его специально для программы «Марс». Уникальная советская разработка способна не только считывать информацию (т.е. пассивное наблюдение) – в нём так же есть мощные передатчики (радаров такой мощности в мире на данный момент всего два, включая украинский), с помощью которых можно облучать исследуемые объекты мощными э-м потоками, чтобы потом проанализировать полученные сигналы. Диаметр тарелки этого радиотелескопа – 70 метров. После раcпада Союза финансирование проектов прекратилось, так что радиотелескоп пострадал от нехватки финансирования. Впрочем, начиная с 2006 года комплекс активно реставрируется – заменяются выработавшие ресурс части, осуществляется переход на современный цифровой режим.
Как уже упоминалось, мощных радаров такого типа – два. Второй находится в пустыне Мохава, США и принадлежит обсерватории Голдстоун. Диаметр его тарелки тоже 70 метров, и мощные радары тоже позволяют проводить эксперименты связанные с облучением объектов.
Если вы собрались в космическое путешествие, то вам не обойтись без настоящего кожаного армейского ремня, отличный выбор вот здесь можно подобрать солдатский или офицерский, в любом случае отменное качество ремней вас порадует. К тому же отличный подарок для любимого.
Насколько велика ваша тарелка? 6 крупнейших в мире радиотелескопов
Китай строит самый большой в мире радиотелескоп, который по площади равен 30 футбольным полям, чтобы слушать звезды. Это затмит самый большой в мире телескоп в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.
Не проходит и недели, чтобы сайт Siliconrepublic.com не порадовал вас каким-нибудь удивительным открытием из космоса.
Но помимо спутников, путешествующих в глубоком космосе, или роботов, блуждающих по марсианскому ландшафту, многие открытия на самом деле происходят здесь, на голубой планете Земля.
Гигантские радиотелескопы используются для отслеживания и сбора данных со спутников и космических зондов и отличаются от оптических телескопов тем, что они работают в радиочастотной части электромагнитного спектра, где они могут обнаруживать и собирать данные об источниках радиоизлучения.
Обычно расположенные как можно дальше от городского населения и расположенные в долинах, чтобы избежать электромагнитных помех от телевидения, радио или радаров, они представляют собой гигантские сооружения, на которые приятно смотреть.
Ниже мы документируем самые большие в мире радиотелескопы.
FAST (Китай)
Строительство 500-метрового сферического телескопа с апертурой (FAST) в провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая началось в 2011 году и будет завершено в 2016 году. позволяют ученым обнаруживать более слабые радиосигналы из-за пределов нашей Солнечной системы. По сути, тарелка позволит ученым слушать Вселенную и будет самой большой в мире как минимум на ближайшие 30 лет. Телескоп состоит из 4450 отражающих панелей. Размер тарелки составит около 30 футбольных полей. К каждой отражающей панели подключены кабели для контроля ее координат, а астрономы будут использовать лазеры для точного определения координат с точностью до миллиметров. Он сможет исследовать космическое пространство в 10 раз лучше, чем следующий по величине радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико.
Обсерватория Аресибо (Пуэрто-Рико)
Построенная в 1963 году обсерватория Аресибо в Пуэрто-Рико потеряет звание крупнейшего радиотелескопа на Земле, когда FAST начнет функционировать. Управляемый SRI International, USRA и UMET в сотрудничестве с Национальным научным фондом США, он до 2011 года находился под управлением Корнельского университета. Телескоп имеет диаметр 1000 футов и был построен внутри углубления, оставленного карстовой воронкой. В настоящее время он содержит самую большую изогнутую фокусирующую тарелку на Земле, а его поверхность состоит из 38 778 перфорированных алюминиевых панелей, каждая размером 3 фута на 6 футов. Обсерватория имеет четыре передатчика с эффективной изотропной излучаемой мощностью 20 ТВт на частоте 2380 МГц, 2,5 ТВт (пиковая) на частоте 430 МГц, 300 МВт на частоте 47 МГц и 6 МВт на частоте 8 МГц.
РАТАН-600 (Россия)
Российский РАТАН-600 начал работу в 1974 году и состоит из круга прямоугольных радиоотражателей диаметром 576 м и расположен недалеко от станицы Зеленчукской в Кавказских горах в России, на высоте 970 м.
метров. В отличие от большинства радиотелескопов, в которых используется набор тарелок для фокусировки электромагнитного излучения на приемник или приемники, РАТАН-600 использует кольцо регулируемых отражающих панелей для направления излучения из любой точки неба на центральный конический приемник. РАТАН-600 в основном используется как транзитный телескоп, в котором вращение Земли используется для перемещения фокуса телескопа по объекту наблюдения. Радиочастотные наблюдения можно проводить в полосе частот от 610 МГц до 30 ГГц, хотя в основном в сантиметровом диапазоне волн, с угловым разрешением до двух угловых секунд. Наблюдение за Солнцем в радиодиапазоне, в частности за солнечной короной, долгое время было в центре внимания научной программы РАТАН-600.
100-метровый Эффельсберг (Германия)
Введенный в эксплуатацию в 1972 году, 100-метровый радиотелескоп Эффельсберга расположен в регионе Северный Рейн-Вестфалия в Германии и в течение 29 лет был крупнейшим в мире полностью управляемым радиотелескопом, пока не был превзойден телескопом Грин-Бэнк в Западной Вирджинии в США.
Расположенный в 1,3 км к северо-востоку от города Бад-Мюнстерайфель, Эффельсберг находится в ведении Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне и имеет диаметр 100 метров. Он слушает Вселенную, используя метод конечных элементов (FEM), который наклоняет и перемещает зеркала для повышения точности. Около 45% времени наблюдения Эффельсберга 100 м доступно сторонним астрономам.
Телескоп Грин-Бэнк (США)
Построенный в период с 1991 по 2002 год, телескоп Роберта Берда Грин-Бэнк является не только крупнейшим в мире полностью управляемым радиотелескопом, но и крупнейшим в мире подвижным наземным объектом. Он является частью сайта Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния. Телескоп Green Bank работает на длинах волн от метра до миллиметра. Его собирающая площадь диаметром 100 метров, открытая апертура и хорошая точность поверхности обеспечивают превосходную чувствительность во всем рабочем диапазоне телескопа 0,1–116 ГГц.
GBT полностью управляем, и доступно 85% всей небесной сферы. Он используется для астрономии около 6500 часов в год, из которых 2000–3000 часов в год уходит на науку о высоких частотах.
Телескоп Ловелла (Великобритания)
Когда в 1957 году завершилось строительство телескопа Ловелла в обсерватории Джодрелл-Бэнк в Чешире, этот телескоп был самым большим в мире управляемым параболическим радиотелескопом. Теперь это часть британской истории и памятник архитектуры I степени. Построен с использованием подшипников линкоров времен Первой мировой войны HMS Revenge и HMS Royal Sovereign, , которые были разобраны в 1950 году, строительство началось в 1952 году и вступило в строй в 1957. Чаша имеет диаметр 76,2 метра и заработала как раз к запуску Спутника-1, первого в мире искусственного спутника, а телескоп принимал участие в некоторых ранних работах спутниковой связи. Он также использовался для отслеживания как советских, так и американских зондов, нацеленных на Луну в конце 1950-х и начале 1960-х годов.
В 1961 году он обнаружил сигнал от «Венеры-1», российского спутника, направлявшегося к Венере. Он также отслеживал марсианские зонды 1, 2 и 3, а в последние годы искал несколько потерянных марсианских космических аппаратов, в том числе Mars Observer в 1993.
Gigglebit — это ежедневная доза смешного и фантастического в науке и технике от Siliconrepublic, которая поможет начать день с более легкой ноты — потому что иногда к более легкой стороне STEM тоже следует относиться серьезно.
Самый большой в мире радиотелескоп — гигантское инженерное достижение
Этот 500-метровый гигант будет не только самым большим в мире радиотелескопом, но и позволит заглянуть в космос глубже, чем когда-либо прежде.
Сферический телескоп с апертурой 500 м (FAST) — крупнейший в мире радиотелескоп — заполняет обширную естественную котловину между горами и холмами на юго-западе Китая и при этом выглядит как настоящее логово злодея из фильмов о Джеймсе Бонде.
Возможно, на отсылку повлияло слабое воспоминание о кульминационной сцене в фильме GoldenEye , когда Джеймс Бонд (Пирс Броснан) и Наталья Симонова (Изабелла Скорупко) обнаруживают, что в них стреляют, и они скользят по чаше другого чудовищного радиоприемника. телескоп – на этот раз обсерватория Аресибо в Пуэрто-Рико, диаметр которой составляет 305 м.
Если бы персонажи попытались проделать тот же трюк на китайском телескопе, их скольжение было бы значительно длиннее — диаметр тарелки FAST составляет целых 500 метров. Строительство должно быть завершено в конце 2016 г., строительство FAST началось в 2011 г., хотя концепция восходит к 19 г.94. Естественная впадина, в которой он приютился, имеет диаметр около 800 м. Он находится в 170 км по дороге от столицы провинции Гуйян в провинции Гуйчжоу.
Структура обретает форму.
«Местоположение является проблемой, но это общая проблема», — сказал Брайан Миддлтон, вице-президент ANZ компании Bentley Systems, которая предоставила технологию BIM для сборки.
«Подавляющее большинство крупных инфраструктурных проектов, например, в Австралии, становятся все более сложными. Прокладка железнодорожной линии под центром Мельбурна или Сиднея — непростая задача из-за влияния окружающей среды, в которой вы работаете. В нефтегазовой или горнодобывающей промышленности все легкодоступные районы уже освоены, поэтому мы продвигаемся в те районы, где у вас нет под рукой инфраструктуры или инженерных знаний».
Что отличало этот проект благодаря науке, лежащей в основе радиотелескопа, так это невероятная точность и огромное количество специалистов, задействованных в работе.
«Поскольку телескоп — это научный инструмент, он должен быть чрезвычайно точным, — сказал Миддлтон.
«Многие компоненты имели допуски менее миллиметра, поэтому нам нужно было применить самые лучшие технологии цифрового проектирования».
Программное обеспечение
Масштабы проекта, которым предстоит управлять, трудно понять: более 200 проектировщиков из четырех организаций работают над радиотелескопом диаметром полкилометра и с допуском в один миллиметр.
Чтобы обеспечить постоянную работу с актуальной информацией, Национальная комиссия по развитию и реформам (финансирует проект) и Национальная астрономическая обсерватория Китайской академии наук (управляет сборкой совместно с правительством провинции Гуйчжоу в качестве партнера). ) привлек к работе Bentley Systems.
Используя ряд программного обеспечения, охватывающего многопрофильное проектирование зданий, моделирование, решение проблем, управление проектной информацией и облачные службы совместной работы, они создали базу данных BIM и стандартизированный подход, который, по мнению Bentley, позволил сэкономить сотни человеко-дней на модификации проекта, проверка и обработка ошибок.
«Существуют уровни зрелости BIM: ноль, один, два и три. Ноль — это то, чем сегодня занимается большинство людей: проектирование в 3D и публикация в 2D», — сказал Миддлтон.
«Первый уровень посвящен 3D-моделированию и существует уже 15-20 лет. С FAST мы вышли за рамки этого — на второй уровень BIM — в рамках нашего программного обеспечения для совместной работы.
Возможность делиться информацией, которую вы создаете в 3D-моделях, а также связанной информацией в среде для совместной работы, где у вас есть одна текущая и утвержденная версия проекта, означает, что целостность сохраняется».
Такая система, по словам Миддлтона, означает, что интеллект, созданный на этапе проектирования и строительства, не будет потерян. Что не менее важно, теперь он доступен не только для оставшейся части сборки, но и для будущей жизни актива.
«Мы можем обновлять информацию по мере внесения изменений в активы в течение следующих 20–30 лет», — пояснил он.
«Будут замены, обновления и модификации. Создавая общую среду данных, вы устраняете риски и ошибки и позволяете обнаруживать конфликты в цифровых средах, что требует значительно меньших затрат, чем когда вам нужно вносить изменения в физическую среду».
В центре всего этого
Австралийская компания CSIRO была доставлена на борт для создания крайне важного приемника, элемента, который висит в фокусе антенны и улавливает, усиливает и преобразует радиосигналы, поступающие из других галактик.
Приемник достаточно мал, чтобы поместиться в одной комнате, около 1,5 м в диаметре и 2 м в высоту. Но он наполнен высокими технологиями. Это 19-лучевой приемник, который многократно повышает эффективность всего радиотелескопа.
«Приемник существенно увеличивает возможности телескопа в 19 раз, — сказал д-р Дуглас Бок, исполняющий обязанности директора CSIRO по астрономии и космическим наукам.
«Однолучевой приемник позволяет телескопу смотреть на одну вещь в небе. Он может измерять водород во Вселенной в одном направлении. 19-лучевой приемник позволяет ускорить картографирование неба, независимо от того, смотрите ли вы на водород, самый распространенный элемент во Вселенной, или на пульсары, быстро вращающиеся остатки взорвавшихся звезд».
Компьютерное моделирование приемника тарелки, созданного CSIRO.
Алекс Даннинг, инженер ВЧ/СВЧ из CSIRO, провел большую часть последних 12 месяцев, собирая приемник, и сказал, что хотя это крошечная часть телескопа, но она жизненно важна.
«Есть несколько критических областей телескопа, и приемник определенно является одной из них», — сказал он.
«В этой сборке было много нововведений. Например, поскольку это такая большая система, большое внимание было уделено криогенной конструкции из-за тепловых ограничений».
Критические части «рупоров» и усилителей, принимающих радиосигналы, должны быть охлаждены до температуры ниже минус 200 градусов Цельсия для повышения их чувствительности. Астрономические сигналы часто чрезвычайно слабы, поэтому любой «шум» внутри приемника скроет эти сигналы. Охлаждение облучателей и усилителей снижает их тепловую энергию и, следовательно, снижает их шум.
— Они охлаждаются тремя коммерческими криогенными холодильниками, — сказал Даннинг.
«Но когда вы так охлаждаете вещи, возникает сильное сжатие. Механические ограничения, возникающие из-за сжатия в таком большом приемнике, могут вызвать проблемы, поэтому нам пришлось найти способы обойти это».
Большая часть приемника изготовлена из алюминия, но некоторые экзотические материалы, такие как индий, золото и чистая бескислородная медь, также требуются для различных целей, в том числе в качестве тепловых прокладок и проводников тепла в криогенных средах.
Также требуются специальные типы устройств на основе арсенида галлия.
«Очевидно, что размер этой антенны очень важен», — сказал Даннинг, который в конце 2016 года отправится в Китай, чтобы помочь с установкой приемника.
«Это будет самая большая антенна в мире и самая чувствительная. Есть множество вещей, которые этот телескоп сможет делать, но другие не смогут. Участвовать в строительстве такого большого телескопа — прекрасная возможность».
Но для чего это?
Профессор Наоми МакКлюр-Гриффитс из Исследовательской школы астрономии и астрофизики Австралийского национального университета в Канберрской обсерватории Маунт-Стромло обсудила ценность сверхразмерного радиотелескопа
создать : Какова цель радиотелескопа?
Наоми МакКлюр-Гриффитс: У них несколько целей. Радиотелескопы очень хорошо смотрят на газ в галактиках, в отличие от оптических телескопов, которые смотрят на звезды и планеты. Радиотелескопы также отлично справляются с идентификацией интересных и захватывающих объектов, таких как пульсары.
создать : Почему это важно?
NMG: Наша главная цель — понять, как работают галактики. Мы не понимаем самых элементарных вещей. Как газ собирается вместе и начинает формировать звезды? Как эволюционирует галактика за миллиарды лет своей жизни? А пульсары — это идеальные атомные часы. Поиск небольших изменений в этих часах говорит нам о пространстве, через которое прошло излучение. Это дает нам информацию о нашей собственной атмосфере, о самой галактике и о природе пространства и времени.
создать : И почему чем больше, тем лучше?
NMG: Размер этого телескопа дает много замечательных результатов. После того, как он заработает, он сможет идентифицировать пульсары, слишком слабые, чтобы их можно было увидеть с помощью любого другого телескопа.
create: Будет ли информация FAST передаваться на международном уровне?
NMG: Многие радиотелескопы работают по протоколу открытого неба, что означает, что любой человек в мире может запросить время на этом телескопе.