Australia Telescope National Facility

Radiotelescopul Parkes.

În cadrul programului PULSE@Parkes veți folosi radiotelescopul Parkes pentru a face observații. În această secțiune veți învăța elementele de bază ale modului în care funcționează un radiotelescop cu o singură farfurie, cum este Parkes.

Un radiotelescop este pur și simplu un telescop care este proiectat pentru a recepționa undele radio din spațiu. În forma sa cea mai simplă, acesta are trei componente:

1. Una sau mai multe antene pentru a colecta undele radio primite. Majoritatea antenelor sunt antene parabolice care reflectă undele radio către un receptor, în același mod în care o oglindă curbată poate focaliza lumina vizibilă către un punct.
2. Un receptor și un amplificator pentru a amplifica semnalul radio foarte slab până la un nivel măsurabil. În zilele noastre, amplificatoarele sunt extrem de sensibile și, în mod normal, sunt răcite la temperaturi foarte scăzute pentru a minimiza interferențele datorate zgomotului generat de mișcarea atomilor din metal (numit zgomot termic).
3. Un înregistrator pentru a păstra o înregistrare a semnalului. Majoritatea radiotelescoapelor din zilele noastre înregistrează direct pe o formă de disc de memorie de calculator, deoarece astronomii folosesc un software sofisticat pentru a procesa și analiza datele.

Veziți cum funcționează aceste componente la radiotelescopul Parkes.

Structurile de susținere de pe partea inferioară a antenei Parkes

Antena

Parkes are o antenă parabolică, cu un diametru de 64 m și o suprafață colectoare de 3.216 m2. Antena parabolică este alcătuită din panouri de aluminiu susținute de o rețea de stâlpi de susținere. Pentru undele radio primite din spațiu, suprafața antenei parabolice acționează în același mod ca o oglindă netedă. Undele sunt reflectate și focalizate într-un corn de alimentare de la baza cabinei de focalizare a telescopului. Antena are o masă de 300 de tone și se deformează sub propria greutate atunci când este îndreptată spre diferite părți ale cerului. Cu toate acestea, datorită unei proiectări inginerești inteligente, această distorsiune este luată în considerare, astfel încât undele radio sunt întotdeauna reflectate către cabina de focalizare.

Cabina de focalizare găzduiește receptoarele.

Telescopul funcționează la frecvențe cuprinse între 440 MHz și 23 GHz, ceea ce corespunde unor unde radio de 75 cm până la 7 mm. Pentru ca orice undă radio să fie reflectată din antena trebuie să fie mai lină decât o fracțiune din lungimea de undă. În cazul telescopului Parkes, suprafața antenei are o precizie de 1-2 mm față de parabola cea mai bine adaptată, permițând reflectarea undelor radio de 7 mm.

De ce este antena atât de mare?
Dimensiunea unei antene determină cantitatea de radiații primite care poate fi colectată. Cu cât suprafața de colectare este mai mare, cu atât mai slabă este sursa care poate fi detectată. Parkes este o antenă de 64 m, a doua cea mai mare antenă unică din emisfera sudică.

Pentru un radiotelescop cu o singură antenă, dimensiunea antenei determină, de asemenea, câmpul de vizibilitate al telescopului. Atunci când se utilizează un singur receptor, telescopul Parkes are o lățime a fasciculului de aproximativ 15 minute de arc, jumătate din dimensiunea Lunii pe cer.

Receptoare

Receptorul multi-fascicul Parkes, prezentat aici în atelier fără capacul izolator. Acesta are 13 cornuri de alimentare, văzute aici sub forma tuburilor de bronz.

Semnalurile radio slabe sunt canalizate de către cornul de alimentare către un receptor situat în cabina de focalizare aflată în partea superioară a telescopului. Receptorul radio amplifică semnalul primit de aproximativ un milion de ori. Parkes dispune de o suită de receptoare care sunt optimizate pentru diferite intervale de frecvență și aplicații. Receptoarele sunt răcite criogenic, de obicei cu ajutorul unor frigidere cu heliu gazos care le răcesc până la aproximativ 10 Kelvin (-260° C) pentru a minimiza zgomotul termic din componentele electronice care, în caz contrar, ar putea să afecteze semnalul recepționat.

Pentru observarea pulsarilor la Parkes, observatorii folosesc de obicei fie fasciculul central al receptorului Parkes Multibeam, fie receptorul HOH, ambele detectând radiația de 21 cm (1420 MHz), fie receptorul Dual-Band care poate observa simultan la 10 cm și 50 cm.

Recordatoare

Semnalurile amplificate sunt transportate prin cablu de fibră optică de la receptoarele din cabina de focalizare până în turn, unde sunt stocate pe discuri de calculator. În funcție de tipul de observație, o parte din procesarea datelor se realizează la fața locului cu ajutorul calculatoarelor din turn. În cazul observațiilor pulsarilor, rata de recepție a datelor poate fi extrem de mare.