Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://mavr.sao.ru/hq/lrk/LOFAR.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Sat Apr 9 23:14:11 2016
Кодировка: koi8-r
Поисковые слова: cygnus
Radioteleskope
Радиотелескоп LOFAR:
 старт для строительства немецких станций
 Rainer Beck, Wolfgang Reich, журнал "Sterne und Weltraum", N9, 2006
 (перевод с немец. Нижельского Н.А.)

Классические радиотелескопы собирают излучение параболическими рефлекторами, а управляемые компьютерами моторы ведут их вслед за видимой траекторией радиоисточника на небе. LOFAR - первый цифровой радиотелескоп, который не нуждается ни в подвижных частях, ни в моторах (www.lofar.org). Много простых антенн, гигантские объемы данных и мощности компьютеров - это концепция LOFAR , Low Frequency Array. В то время как ядро этого цифрового радиотелескопа будет построено в Нидерландах, дополнительные станции в Германии повысят разрешающую способность инструмента.
Цифровой, или фазоуправляемый телескоп состоит из большого числа антенн, неподвижно смонтированных на поверхности и сгруппированных в станции (антенные поля). Направление и величина поля зрения управляются электроникой. Центральный суперкомпьютер принимает цифровые сигналы от всех диполей и собирает их в изображение. Разрешение определяется расстоянием между наиболее удаленными станциями. LOFAR может в принципе наблюдать одновременно все небо, что все же из-за ограниченных возможностей вычислительной техники и объема памяти пока невозможно. Но все-таки LOFAR может наблюдать одновременно в разных направлениях, снабжая данными сразу несколько команд астрономов.
Принцип действия цифрового радиотелескопа известен давно, но только теперь интегрированная электроника, суперкомпьютеры, скоростные каналы связи и сравнительно недорогие, большие объемы накопителей информации позволяют его реализовать. Институт "Астрон" в Двингелоо в Голландии уже несколько лет работает над проектом LOFAR. В 2005 году голландское правительство и провинции Северной Голландии выделили 74 миллиона евро, и реализация проекта началась.
LOFAR работает в двух диапазонах частот, для каждого разработан специальный тип антенны (рис.1): 30-80 МГц (соответствующий длинам волн 10-3.8 м) и 110-240. LOFAR МГц (2.7 - 1.2 м) УКВ диапазон от 2.8 до 3.4 м не используется из-за помех от наземных радиостанций. Каждая станция будет состоять из 2 х 96 диполей на площади 110 х 60м. Помехи от местных радиосигналов искусственного происхождения отфильтровываются цифровыми методами.



Рис. 1. Антенны LOFAR для диапазонов частот 30-80 МГц (слева) и 110-240 МГц (справа). По 96 антенн каждого типа образуют станцию.

Центр 23 станций будет расположен недалеко от городка Экслоо (Зап.Фрисландия). Другие 54 станции будут располагаться в форме спирали по всей Голландии. Уже в 2006 году будет построена первая станция центральной части, и до 2009 года должны вступить в строй все 77 станций. Главный компьютер Blue Gene/L, один из самых скоростных в мире, уже работает в университете в Гронингене. Его скорость 27 терафлопов - 27х1012 операций в секунду - достаточна для преобразования данных объемом 500 Гбит в секунду, непрерывно поступающих от станций, в радиоизображения в режиме реального времени. Объем памяти в 1 Петабайт (1015 байт) позволяет проводить и последующую обработку сигналов. Данные LOFAR можно использовать также в других отраслях науки, как геофизика, биология, метеорология.

Участие Германии

Чтобы получить угловое разрешение в одну секунду дуги и лучше, телескоп должен простираться за границы Голландии. С 2004 года ведутся переговоры между немецкими институтами с целью распространения LOFAR на Германию и создания немецких станций с современными каналами передачи данных (рис. 2). LOFAR впервые имеет возможность измерять длинноволновое радиоизлучение нейтрального водорода из ранней Вселенной, возникшее из-за Большого взрыва изначально на волне 21 см и "удлинившееся" к нашему времени в десять раз. Длинноволновое излучение исходит от быстрых электронов, движущихся в слабых магнитных полях. Немецкие ученые хотели бы исследовать с помощью LOFAR и магнитные поля, причем не только в нашей Галактике, но и в других галактиках, скоплениях галактик, радиогалактиках, активных ядрах галактик, а также в галактических и звездных джетах.
При этом важную роль играет поляризованное излучение. По длинноволновому излучению можно исследовать и планеты в других солнечных системах. Наконец, вспышки на Солнце могут регистрироваться с небывалой точностью, что поможет больше узнать о влиянии Солнца на нашу цивилизацию. Опыт, полученный при разработке и строительстве будет иметь огромное значение для международного проекта SKA (Square Kilometre Array), который будет сооружаться с 2012 года при активном участии Европы в диапазоне частот от 100 МГц до25 ГГц. Первая немецкая станция LOFAR будет сооружена уже в 2006 году в непосредственной близости от 100-метрового радиотелескопа в Эффельсберге в рамках сотрудничества между "Астрон" (Двингелоо) и Институтом радиоастрономии им.Макса Планка (Бонн).



Рис. 2. Центр сети LOFAR находится при Экслоо (Голландия). Первая немецкая станция строится в Эффельсберге, за ней должны последовать и другие станции в Германии.

Общество Макса Планка выделит 500000 Евро. В будущем году вступит в строй скоростной оптоволоконный канал передачи данных (10 Гбит/сек) между Бонном и Эффельсбергом. Следующие 6 немецких станций пока в разработке. Цель - 12 станций к 2012 году. В совокупности с голландскими станциями LOFAR станет самой большой сетью радиотелескопов в мире.