ASKAP
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
ASKAP (англ. Australian Square Kilometer Array Pathfinder, «прокладач шляху для австралійського масиву площею квадратний кілометр») — група радіотелескопів, розташована в Мерчисонській радіоастрономічній обсерваторії в Австралії.
 | |
| Частина від | Радіоантена площею в Квадратний Кілометр, Національний заклад австралійського телескопа і Мерчисонська радіоастрономічна обсерваторія |
|---|---|
| Розташування | Західна Австралія |
| Координати | 26°41′46″ пд. ш. 116°38′13″ сх. д. |
| Організація | Державне об’єднання наукових і прикладних досліджень (CSIRO)d |
| Стиль телескопа | радіоінтерферометр |
| Вебсайт | atnf.csiro.au/projects/askap/ csiro.au/askap |
 | |
| ASKAP у Вікісховищі | |
Проєкт виник як демонстрація технологій для проєкту Square Kilometre Array, майбутнього радіотелескопа, який має стати більшим і чутливішим[1]. Місце ASKAP було обрано одним із двох головних місць розташування SKA[2].
Телескопом управляє Організація наукових і промислових досліджень Співдружності[en] і є частиною Австралійського національного телескопа[3]. Будівництво розпочалося наприкінці 2009 року, а перше світло телескоп отримав у жовтні 2012 року[4][5].
ASKAP складається з 36 ідентичних параболічних антен, кожна діаметром 12 м, які працюють разом як один радіоінтерферометр із загальною збиральною площею приблизно 4000 м2. Приймач кожної параболічної антени є фазованою антенною решіткою окремих фідерів, що значно збільшує поле зору. Така конструкція забезпечує як швидку швидкість зйомки, так і високу чутливість.
Опис
Розробкою та будівництвом ASKAP керувала Організація наукових і промислових досліджень Співдружності[en] у співпраці з вченими та інженерами з Нідерландів, Канади та США, а також промисловими партнерами у Китаї та колегами з австралійських університетів[4].
Конструкція
Узагальнити
Перспектива
Виготовлення та монтаж антен завершили в червні 2012 року[6].
ASKAP був розроблений як синоптичний телескоп із широким полем огляду, широкою спектральною смугою пропускання, високою швидкістю огляду та великою кількістю одночасно використовуваних базових ліній[7]. Найбільшою технічною проблемою було проєктування та конструювання новітніх приймачів, створених за принципом фазованих антенних решіток, а також рекордно висока для радіотелескопів швидкість передачі даних.
ASKAP знаходиться в районі Мерчисон[en] у Західній Австралії, регіоні, який є надзвичайно радіотихим через низьку щільність населення та, як наслідок, відсутність антропогенних радіоперешкод, здатних завадити слабким астрономічним сигналам[8]. Радіотихе місце охороняється урядом Австралії та урядом штату Західна Австралія за допомогою ряду регуляторних заходів.
Дані з ASKAP передаються з Мерчисонської радіоастрономічної обсерваторії на суперкомп'ютер у суперкомп'ютерному центрі Позі в Перті, який працює як радіокорелятор[9]. Дані обробляються майже в реальному часі конвеєрним процесором, на якому працює спеціально створене програмне забезпечення[10]. Усі дані стають загальнодоступними після перевірки якості десятьма дослідницькими науковими групами ASKAP.
Оглядові наукові проєкти
Узагальнити
Перспектива
Протягом перших п'яти років повноцінної роботи ASKAP принаймні 75 % часу спостережень має використовуватись для великих оглядових проєктів[11]. ASKAP призначений для вивчення таких тем[12]:
- Утворення галактик і еволюція газу в локальному Всесвіті за допомогою позагалактичних досліджень HI
- Еволюція, формування та популяції галактик упродовж космічного часу за допомогою оглядів високої роздільної здатності
- Характеристика радіотранзієнтів шляхом виявлення та моніторингу швидкоплинних і змінних джерел
- Еволюція магнітних полів у галактиках за допомогою поляризаційних оглядів
Для виконання протягом перших п'яти років роботи були обрані десять дослідницьких наукових проєктів ASKAP[13]:
Найвищий пріоритет
Нижчий пріоритет
- COAST: Compact Objects with ASKAP: Surveys and Timing, компактні об'єкти з ASKAP: дослідження та визначення часу
- CRAFT: The Commensal Real-time ASKAP Fast Transients survey, симбіотичний огляд швидких транзієнтів ASKAP у реальному часі
- DINGO: Deep Investigations of Neutral Gas Origins, глибокі дослідження походження нейтрального газу[18]
- FLASH: The First Large Absorption Survey in HI, перше велике дослідження поглинання в HI[19]
- GASKAP: The Galactic ASKAP Spectral Line Survey, галактичний огляд спектральних ліній ASKAP[20]
- POSSUM: Polarization Sky Survey of the Universe's Magnetism, поляризаційний огляд магнетизму Всесвіту по всьому небу[21]
- VAST: An ASKAP Survey for Variables and Slow Transients, огляд ASKAP змінних і повільних транзієнтів[22]
- VLBI: The High Resolution Components of ASKAP: Meeting the Long Baseline Specifications for the SKA, компоненти високої роздільної здатності ASKAP: відповідність специфікаціям довгих базових ліній для SKA
Будівельно-експлуатаційна фаза
Узагальнити
Перспектива
Будівництво
Будівництво ASKAP розпочато у 2009 році.
Boolardy Engineering Test Array
Після того, як шість антен були завершені та обладнані фазованою решіткою та серверною електронікою, решітка була названа BETA (Boolardy Engineering Test Array)[23]. BETA працювала з березня 2014 року по лютий 2016 року. Це був перший радіотелескоп із синтезом апертури, який використовував технологію фазованої решітки у фідерних приймачах, що дозволяло формувати до дев'яти променів подвійної поляризації. За допомогою BETA була проведена серія астрономічних спостережень, щоб перевірити роботу каналів фазованої решітки, а також допомогти пізніше ввести в експлуатацію телескоп ASKAP.
Вдосконалення конструкції
Перший прототип фідера з фазованою решіткою підтвердив, що концепція працює, але їх продуктивність не була оптимальною. У 2013—2014 роках, поки масив BETA працював, проєкт ASKAP був перероблений для підвищення продуктивності. Основними змінами були:
- Удосконалення конструкції приймача, щоб забезпечити нижчу температуру системи, яка буде приблизно постійною по всій смузі пропускання приймача.
- Заміна мікросхеми FPGA в цифровому процесорі на швидші мікросхеми з меншим енергоспоживанням.
- Заміна системи водяного охолодження у фідерних фазованих решітках на більш надійні елементи Пельтьє.
- Заміна коаксіальних кабелів як способу передачі сигналу від антен на конструкцію з перетворенням радіосигналів на оптичні сигнали для подальшої передачі через оптичне волокно.
- Заміна складної системи перетворення радіочастотного сигналу на систему прямої дискретизації.
Хоча ці зміни затримали завершення ASKAP, вони виправдовувалися тим, що отримана конструкція мала кращу продуктивність, меншу вартість і вищу надійність. Перша вдосконалена фідерна фазована решітка була встановлена в серпні 2014 року. До квітня 2016 року встановили дев'ять вдосконалених фідерних фазованих решіток разом із новим корелятором, і протягом наступних кількох років фідерні фазовані решітки поступово встановлювали на решту антен.
Початок роботи
З 2015 по 2019 роки ASKAP виконав серію ранніх наукових спостережень[24] з метою демонстрації та оцінки його спостережних можливостей.
У 2019—2020 роках пройшли пілотні огляди за пропозиціями всіх 10 наукових проєктів. Вони привели до значних астрофізичних результатів, включаючи відкриття дивних радіокіл.
Основні спостереження за 10 науковими проєктами мали розпочатися у 2022 році.
RACS
З 2019 по 2020 рік ASKAP провів швидке дослідження всього неба до схилення +40°, щоб створити неглибоку модель радіонеба й цим допомогти у калібруванні наступних глибоких досліджень. Це дослідження отримало назву RACS (Rapid ASKAP Continuum Survey, швидкий огляд континууму за допомогою ASKAP). За чутливістю (0,2—0,4 мДж/промінь) і роздільною здатністю (15—25 кутових секунд), RACS значно перевершує аналогічні радіоогляди, такі як NVSS[en] і SUMMS. Усі отримані дані будуть розміщені у відкритому доступі. За 300 годин спостережень огляд наніс на карту три мільйони галактик, мільйон з яких є новими[25][26].
Відкриття
У травні 2020 року астрономи оголосили про вимірювання параметрів міжгалактичного середовища за допомогою шести швидких радіосплесків, спостережених за допомогою ASKAP. Результати підтвердили існуючі вимірювання проблеми відсутніх баріонів[en][27][28].
Дивні радіокола — це можливий новий клас астрономічних об'єктів, виявлений на ASKAP[29].
Примітки
Посилання
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.