РАТАН-600

Круговой отражатель наиболее крупная часть радиотелескопа, она состоит из 895 прямоугольных отражающих элементов размером 11,4 на 2 метра, расположенных по кругу диаметром 576 метров. Центральная часть каждой панели высотой 5 метров имеет радиус кривизны 290 м и выполнена с повышенной точностью.

Они могут перемещаться по трём степеням свободы. Круговой отражатель разделён на 4 независимых сектора, названных по частям света: юг, север, восток, запад. Каждый сектор имеет площадь 3000м², таким образом общая площадь 4х3000=12000м². Отражающие элементы каждого сектора выставляются по параболе, образуя отражающую и фокусирующую полосу антенны.

Вот как всё это выглядит внутри. Видны отвесы и канатная система.

Сама по себе идея создания радиотелескопов возникла еще в 1931 году в США с экспериментов Карла Янского на полигоне фирмы Bell Telephone Labs. Для исследования направления прихода грозовых помех он построил вертикально поляризованную однонаправленную антенну типа полотна Брюса. Размеры конструкции составляли 30,5 м в длину и 3,7 м в высоту. Работа велась на волне 14,6 м (20,5 МГц). Антенна была соединена с чувствительным приёмником, на выходе которого стоял самописец с большой постоянной времени.
В декабре 1932 году Янский уже сообщал о первых результатах, полученных на своей установке. В статье сообщалось об обнаружении «… постоянного шипения неизвестного происхождения», которое «… трудно отличить от шипения, вызываемого шумами самой аппаратуры. Направление прихода шипящих помех меняется постепенно в течение дня, делая полный оборот за 24 часа»

В 1937 году Гроут Ребер, радиоинженер из Уэтона (США, штат Иллинойс) заинтересовался работой Янского и сконструировал в заднем дворе дома своих родителей антенну с параболическим рефлектором диаметром 9,5 м. Эта антенна имела меридианную монтировку, то есть была управляема лишь по углу места, а изменение положения лепестка диаграммы по прямому восхождению достигалось за счёт вращения Земли. Антенна Ребера была меньше, чем у Янского, но работала на более коротких волнах, и её диаграмма направленности была значительно острее. У антенны Ребера луч имел коническую форму с шириной 12° по уровню половинной мощности, в то время как у луча антенны Янского была веерообразная форма шириной 30° по уровню половинной мощности в наиболее узком сечении.
Весной 1939 года Ребер обнаружил на волне 1,87 м (160 МГц) излучение с заметной концентрацией в плоскости Галактики и опубликовал некоторые результаты.
Совершенствуя свою аппаратуру, Ребер предпринял систематический обзор неба и в 1944 году опубликовал первые радиокарты небосвода на волне 1,87 м. На картах отчётливо видны центральные области Млечного Пути и яркие радиоисточники в созвездии Стрельца, Лебедь A, Кассиопея A, Большого Пса и Кормы. Карты Ребера достаточно хороши даже по сравнению с современными картами, метровых длин волн

В СССР идея использования антенн переменного профиля для радиоастрономии была предложена профессором Семёном Эммануиловичем Хайкиным и д. ф.-м. н. Наумом Львовичем Кайдановским. Эта идея была реализована сначала на большом пулковском радиотелескопе, где она показала свою высокую эффективность. Удачный опыт эксплуатации позволил перейти к сооружению более крупного радиотелескопа РАТАН-600.

Проектное задание на сооружение радиотелескопа было разработано Главной астрономической обсерваторией Академии наук СССР. Данный проект был утверждён 18 августа 1965 года распоряжением Президиума Академии наук СССР за № 53-1366. На основании этого распоряжения 6 октября 1965 года отведена площадка под строительство на равнине, между реками Большой Зеленчук и Хуса-Кардоникская, вблизи станицы Зеленчукской.

В 1966 году Совет министров СССР принял «Постановление о сооружении крупного радиотелескопа для Академии наук СССР».

В марте 1968 года было утверждено техническое задание на строительство радиотелескопа. Летом этого же года начались строительные работы на южной окраине станицы Зеленчукской.

В 1969 году строящийся радиотелескоп был включён в состав Специальной астрофизической лаборатории.

Сентябрь 1970 года — создана рабочая группа для подготовки эксплуатационных кадров, контроля за строительством, организации научно-исследовательских работ.

В 1973 году была завершена первая часть радиотелескопа: северный сектор кругового отражателя, облучатель № 1, лабораторный корпус и другие вспомогательные сооружения. В январе 1974 эта часть была принята к пусконаладочным работам и подготовке к пробным наблюдениям. Для этого был создан Отдел радиоастрономических наблюдений, руководителем назначен Юрий Николаевич Парийский.

Первое наблюдение состоялось 12 июля 1974 года, было принято излучение от радиоисточника PKS 0521-36 на волне 3,9 см.

В 1975 году были начаты регулярные наблюдения. Их тематика каждый год утверждалась Программным комитетом РАТАН-600 под председательством Николая Семёновича Кардашёва.

В декабре 1976 года было завершено строительство, а также введены в эксплуатацию остальные части радиотелескопа: западный, восточный и южный сектора, плоский отражатель.

В 1978 году состоялось награждение группы сотрудников Специальной астрофизической лаборатории, которая занималась проектированием и сооружением радиотелескопа орденами и медалями СССР.

На телескопе имеется пять приёмных кабин, установленных на железнодорожных платформах. Платформы могут перемещаться по одному из 12 радиальных путей, что обеспечивает набор фиксированных азимутов с шагом 30°.

Перестановка облучателей между путями осуществляется с помощью центрального поворотного круга. По состоянию на 1998 год, для наблюдений использовались только азимуты 0, 30, 180 и 270°

Телескоп позволяет проводить исследование как близких объектов: Солнца, солнечного ветра, планет и спутников, так и крайне удалённых: радиогалактик, квазаров, космического микроволнового фона.

Работа в сантиметровом диапазоне волн требует зеркального телескопа; размеры зеркала определяются исходя из необходимой разрешающей способности. При использовании традиционного параболического зеркала для получения высокой разрешающей способности требуется телескоп диаметром порядка сотен метров и более. Стоимость такого зеркала оказывается очень высокой из-за большого числа поддерживающих конструкций.

Для снижения стоимости необходимо расположить зеркало рядом с землёй и, по-возможности, сделать конструкцию не очень высокой. Это приводит к идее зеркала, набранного из вертикальных полосок, выстроенных вдоль некоторой кривой на поверхности земли. Так как приёмный рупор также лучше расположить на поверхности земли, то форма кривой должна быть образована сечением воображаемого параболоида, направленного на наблюдаемый источник горизонтальной плоскостью, проходящей через фокус. Сложность заключается в том, что сечения оказываются различными в зависимости от высоты источника над горизонтом. Если параболоид направлен в зенит, то сечение получается круговым, если на горизонт, то параболическим. Промежуточные положения приводят к эллиптическим сечениям.

Расчёты показали, что необходимое смещение элементов зеркала при перестройке на различные источники оказывается не очень большим, что и позволило обойтись относительно небольшими недорогими механизмами.

Первым радиотелескопом, имевшем такую конструкцию, был Большой Пулковский радиотелескоп. В нём управление отражателем осуществлялось в ручном режиме. Построенный позднее РАТАН-600 в начале своей работы управлялся в полуавтоматическом режиме, а позднее был переведён в полностью автоматический режим.

Ещё одним недостатком конструкции является ножеобразная диаграмма направленности, вместо карандашеобразной обычного параболического зеркала. Это позволяет с высокой точностью измерять яркость внутри вертикальных полосок источника, но не даёт распределение внутри такой полоски. К счастью, источники перемещаются в вертикальной плоскости, и за счёт нескольких измерений при различных азимутах можно вычислить детальное распределение яркости в недостающей плоскости.

Кабинка №6 - не действующая, и одновременно являющаяся символом радиотелескопа. Основу составляет коническое вторичное зеркало, под которым расположен облучатель. Введён в строй в 1985 году. Позволяет принимать излучение со всего кругового отражателя, при этом реализуется максимальная разрешающая способность радиотелескопа. Однако в таком режиме можно наблюдать только радиоисточники, направление на которые отклоняется от зенита не более ± 5°. С учётом широты местности получается диапазон склонений 38—49°.
Проблема в том, что её надо сложно юстировать, потому со времён перестройки она не работает. По ней можно полазить и пофоткать, никому не мешая.

В настоящее время остальные кабинки радиотелескопа вполне себе работают и учёные ведут наблюдения несмотря на то, что денег нет.
Кабина может двигаться как по радиальным, так и по дуговым путям. В последнем случае можно реализовать конфигурацию, когда выбранный объект будет сопровождаться длительное время

Поднимемся на кабинку №6.

Зеркало.

Внутри можно увидеть интересный материал. Вот такая картинка солнца получена на основании данных, полученных при помощи радиотелескопа.

Действующая кабина радиотелескопа вблизи. Учёный юстирует точное расстояние в метрах. У кабины есть свой электродвигатель, что позволяет ей перемещаться по рельсам и отрегулировать точное расстояние.

Регулировка осуществляется с помощью этих кнопок.

Вот так она выглядит вблизи.

Вот такое оборудование находится внутри. Напоминает игру The Observer. К сожалению, более серьёзное оборудование требует наличие криогенной системы охлаждения, но увы, денег нет, но вы держитесь, вот так местные умельцы спаяли из того, что было, героически ремонтируют и настраивают, тем не менее, это работает и не плохо.

Вот так делается наука, на коленках, но зато огромные яхты и дворцы олигархов, которых по заявлению правительства и пропагандистов не существует)))).

Но зато какой кибер-панк. По мне так очень даже красиво выглядит.

Зеркало-отражатель.

Приёмные рупоры. Закрыты плёнкой во избежание попадания влаги.

Рабочее место наблюдателя. На экране виден график т.н. белого шума, идущего из космоса. Кстати, в результате того, что я эти рупоры сфоткал, образовались интересные графики. Спалился))). По тихому сфоткать не получилось.

Надеюсь вам понравилась прогулка по этому замечательному месту и надеюсь, что и вы сможете его посетить.

Котэ не будет, зато будет соба. Она всё время бегала за нами и просилась гладиться.