|
В августе 2002 года вступил в строй новый радиотелескоп в Грин Бэнке
(Green Bank, Западная Вирджиния, США). C диаметром антенны более 100 м -
это крупнейший полноповоротный радиотелескоп в мире.
Впервые в инструменте таких размеров применена осе-асимметричная система
монтировки.
15 ноября 1988 года с большим грохотом обрушился Большой 300-футовый
телескоп радиообсерватории Грин Бэнк (SuW 28, 430[7-8/1989]).
С зеркалом диаметром 90 метров - он был вторым по величине после 100-метрового
радиотелескопа в Эффельсберге (Германия) поворотным инструментом на планете.
Причиной обрушения конструкции стала одна-единственная стальная плита,
несшая большую нагрузку при движении телескопа и являвшаяся критическим
структурным элементом подвески чаши.
Заработавший в сентябре 1962 года, телескоп уже устарел и давно нуждался
в замене на полностью (также и по азимуту) поворотный телескоп больших
размеров. Но уже тогда сравнительно дешевый 300-футовый телескоп так хорошо
зарекомендовал себя, что его оснащение новой аппаратурой шло непрерывно,
и от строительства нового телескопа отказывались. Возможности инструмента
привели к таким эпохальным открытиям в радиоастрономии, как, например,
пульсар в остатке сверхновой М1.
Новый радиотелескоп Грин Бэнк
Чтобы сохранить место и большую площадь, законодательно защищенную
от помех, был запланирован полноповоротный телескоп большего диаметра.
Этот новый инструмент - Green Bank Telescope (GBT) - "увидел свет" 22 августа
2000 года, шестью годами позже и на 28 миллионов долларов дороже
запланированного. Теперь это самое большое полноповоротное зеркало в мире,
оттеснившее 100-метровый радиотелескоп в Эффельсберге на 2-е место.
Несмотря на то, что телескоп обозначается тоже как 100-метровый,
его площадь рефлектора 100м х 110 м (рис. 1).
Рис. 1. С отражающей поверхностью 100 м х 110м телескоп Грин Бэнк стал
крупнейшим полноповоротным радиотелескопом в мире. На заднем плане
находится 140-футовый телескоп.
Конструкция сооружения необычна по сравнению с классической.
GBT - это асимметричная антенная система, в которой приемник вынесен за
пределы принимаемого пучка и не затеняет главное зеркало (рис. 2).
Рис. 2. Чтобы снизить затенение отражающей поверхности, приемник вынесен
за пределы главного зеркала, что является новшеством для радиотелескопов
таких размеров.
Из-за этого
эффективная площадь больше, чем у традиционных разработок, так как снижается
мешающее воздействие опорных конструкций, вызывающих отражение или отклонение
электромагнитных волн. Асимметричная приемная поверхность
- это вырезка из параболоида вращения диаметром 208 м, расположенная в 4 м
от вершины гипотетической поверхности вращения (рис. 3).
Рис. 3. С первичного зеркала радиоизлучение попадает на субрефлектор,
который фокусирует в находящейся под ним приемной кабине.
Из-за отказа от осесимметричной системы конструкция телескопа стала
дороже и сложнее, чем у классической монтировки. Отражающая поверхность
состоит из 2004 отдельных панелей, точная установка которых осуществляется
манипуляторами, управляемыми лазером, чтобы иметь постоянный контроль
за поверхностью антенны.
Высокая точность поверхности зеркала важна для надежной работы на высоких
частотах вплоть до 100 ГГц (длина волны 3 мм), что необходимо, например,
для молекулярной спектроскопии.
Структура GBT тоже контролируется лазерной системой.
Лазерные лучи отражаются внутри структуры и между телескопом и реперными
точками на земле, расположенными по окружности вокруг телескопа.
Постоянным контролем с помощью лазерных лучей можно определять деформации чаши
телескопа, вызванные влиянием ветра, силы тяжести или градиентов температур.
Во время первого выхода на небо в августе 2000 года наблюдались радиогалактика
1140+223 и пульсар В1133+16 на частоте 430 МГц.
Тремя днями позже, 25 августа состоялось официальное открытие нового
инструмента.
Рис. 4. Приемная кабина в Грегори-фокусе радиотелескопа
Другие телескопы обсерватории Грин Бэнк
Наряду с GBT в НРАО в Грин Бэнке есть целый ряд меньших и более старых
телескопов. Три радиотелескопа диаметром по 26 м, расположенных на одной
прямой, образуют интерферометр Грин Бэнк (GBI). Инструменты носят обозначения
85-1, 85-2 и 85-3. В настоящее время идет наладка работы интерферометра.
Телескоп 85-3 с 1989 года используется для мониторинга пульсаров.
Ежедневно наблюдаются до 35 пульсаров на частотах от 327 до 610 МГц.
Более старый 140-футовый телескоп закрылся в июле 1999 года.
20-метровый телескоп в 1994 году стал работать для US Naval Observatory
(USNO), чтобы поставлять данные для глобальной программы, согласно которой
в кооперации со службой International Earth Rotation Service (IERS) будут
измеряться изменения в ориентации земной оси с максимально возможной точностью.
При этом была выдвинута идея измерять колебания полярной оси и неравномерности
вращения Земли, используя квазары в качестве опорных точек.
Полученные данные послужат предпосылкой для повышения точности всемирной
навигационной системы. Геофизические исследования дрейфа континентов и
изучение атмосферных и океанических течений тоже нуждаются в таких данных.
К сожалению, финансирование программы было прекращено USNO в июне 2000 года.
Наконец, на площадке Грин Бэнк есть еще 40-футовый телескоп начала
60-х годов, который тогда занимался преимущественно переменностью квазаров.
Старожил среди телескопов - он в 1987 году снова заработал, теперь уже как
учебный радиотелескоп, на котором занимаются студенты и любители
радиоастрономии.
Общественной и популяризаторской работе в НРАО уделяется большое внимание,
ученые регулярно знакомят население с задачами современной радиоастрономии.
Основные места размещения радиотелескопов - это Грин Бэнк (Западная Вирджиния)
и Сокорро в Нью Мексико (Very Large Array - VLA).
В обоих местах НРАО поддерживает экскурсионные центры для туристов, которые
тысячами знакомятся с инструментами и получают исчерпывающую информацию
в области Астрономии.
|