Sterrekunde

Radioteleskoop teiken

Radioteleskoop teiken


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hoe rig u 'n radioteleskoop op die presiese voorwerp wat u wil waarneem? U kan dit in die algemene rigting wys, maar hoe kry u die inligting vanaf die presiese punt in die lug wat u ondersoek? Dit lyk vanself met 'n optiese teleskoop, maar nie met 'n radioteleskoop nie.


Ek neem aan dat u vraag gaan oor vaste radioteleskope, soos Arecibo. (Vir wat dit die moeite werd is, is daar nie-vaste radioteleskope, soos Green Bank Telescope, wat soos enige ander teleskoop teiken.) Arecibo gebruik 'n sferiese weerkaatser in plaas van die tradisionele paraboliese weerkaatser, en 'n mobiele hangende struktuur bo die primêre weerkaatser wat 'n sekondêre en tersiêre reflektor. Deur hierdie struktuur te skuif, kan die teleskoop op verskillende dele van die lug mik. As gevolg van die vaste skottel, is dit nog steeds beperk tot ongeveer 30 grade van die hoogtepunt af.


Alle teleskoopbevestigings is gekalibreer met verskeie bekende teikenvoorwerpe, maar om aanvanklik met die voorwerpe in lyn te kom, is dit moontlik om oogballe te gebruik en dan die radio-teleskoop rond te skuif totdat u 'n piekwaarde van instrumente bereik, wat sal aandui dat u direk na die beswaar. Ek weet nie hoe die professionele sterrewagte dit regkry nie, maar dit sou 'n soortgelyke proses wees.


Groot radioteleskoop het redelike goeie wysnauwkeurigheid:

  • die individuele geregte van die VLA is akkuraat tot ongeveer 10 boogsek.
  • die reuse-Lovell-teleskoop by Jodrell Bank het 'n soortgelyke akkuraatheid.

Die tweede kritieke parameter is die balkwydte. Die breedte van die balk hang baie af van die frekwensie:

balkwydte = golflengte / skotteldiameter

As u verskeie skottelgoed in 'n interferometer gebruik, kan u die effektiewe akkuraatheid daarvan verhoog en hul kollektiewe balkwydte verminder.

'N Bietjie meer inligting oor die meganika van die Lovell-teleskoop:

'N Beheerrekenaar bereken die benodigde dryfspoed om elke radiobron te volg. Die dryfmotors is servobestuur, dus word daar deurlopend gekontroleer of die regte koers behaal is. Die posisie van die teleskoop word voortdurend gemonitor en teruggevoer na die rekenaar om te verseker dat die teleskoop reg wys.

Vir 'n goeie opsporing moet die akkuraatheid van die punt ongeveer 'n twintigste van die resolusie wees. Aangesien die resolusie eweredig is aan die golflengte wat ontvang word (sien hieronder), is die akkuraatheid van die rigting belangriker by korter golflengtes. Die beheercomputer kan regstelfoute regstel deur die teleskoopbak wat onder sy eie gewig sak as dit op en af ​​beweeg. Op hierdie manier kan die wysfoute op ongeveer 10 boogsek gehou word.

Dus, servomotore en vermoedelik kalibrering is wat hierdie akkuraatheid moontlik maak.

Die Lovell-teleskoop het 2 hefmotors met ratkaste aan weerskante van die skottel. Dit kan bestuur word sodat een motor die skottel trek en die skottel langs die tweede motor sleep. Dit skakel die terugslag van die versnelling in die stelsel uit: die twee ratte word in teenoorgestelde rigtings "gelikwideer". Dit beteken dat hulle aanpassings kan maak sonder dat die terugslag van die rat inmeng. (bron: 'n video-aanbieding wat in die besoekersentrum by Jodrell Bank aangebied word)

Verdere leeswerk: die verhaal van Jodrell Bank, en 'n artikel oor Radio Electronics.


'N Algemene tegniek om die balkposisie in die lug te skat, word sogenaamde wysingsmetings genoem. U moet ideaal 'n radiopuntbron met 'n bekende ligging in die lug gebruik. As u hierdie puntbron met u radiostraal skandeer, kry u die maksimum seinsterkte sodra die straal op die voorwerp gesentreer is. Deur dit byvoorbeeld as 'n dwarsskandering te doen, probeer u die gedetailleerde hoekposisie van die maksimum bepaal. sein sterkte.

Daar is 'n paar probleme betrokke. In die eerste plek is daar nie te veel radiopuntbronne aan die hemel nie (afhangende van die frekwensie wat u meet). Maser-emissie is gewoonlik 'n goeie kandidaat. Maar vir hoër frekwensies word die lys baie kort. 'N Rigbron wat gereeld gebruik word vir ontvangers van koolstoflynemissies, is die koolstofster IRC 10216. Ook planete word as rigtingbronne gebruik omdat dit effektief puntbronne is vir die meeste nie-groot teleskope. Afhangend van die frekwensie, is dit voldoende om helder radio te gebruik.

U kan ook op uitgebreide voorwerpe wys waar u die vorm presies ken, bv.
kruiswysing na die ster- of maanskyf word ook gebruik. Gewoonlik moet hierdie wysingsmetings op verskeie aansigte uitgevoer word om 'n goeie model van die rigting te vestig. Dit is byvoorbeeld omdat die radia-antennas swaartekragvervorming het, afhangende van die hoogte waarna hulle kyk (dit is nie oneindig stywe strukture nie). Die mense ly ook onder termiese uitsetting, winddruk, ens. (Kyk byvoorbeeld: http://ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report/42-159/159A.pdf, en http://lss.fnal.gov/ argief / other1 / iram-298.pdf)

Al hierdie tegnieke hang af van die sigbaarheid van die aanwysingsbronne. 'N Alternatief is die gebruik van 'n optiese geleidingsteleskoop wat aan die radioteleskoop geheg is. Hier gebruik u optiese sterposisies om u aanwysing te bepaal. Dan moet u net die relatiewe belyning tussen die optiese as van die optiese teleskoop en die radiostraal bepaal. Dit vereis natuurlik die sigbaarheid van sterre, dit wil sê u kan dit slegs tydens nagwaarnemings gebruik (terwyl sonwys gedurende die dag gebruik word). Die Herschel-satelliet het 'n optiese geleidingstelesoop (in die teenoorgestelde rigting gewys) om die teleskoop te wys. (sien hier: http://herschel.esac.esa.int/Docs/Herschel/html/ch02s04.html)


Daar is twee dele om dit te beantwoord, wat albei in vorige antwoorde aangeraak is. Ek was toevallig 'n lid van 'n vrywilligersorganisasie wat 'n ou teleskoop weer in gebruik geneem het, en deur ou dokumente te kyk, kon ons goed rekonstrueer wat die pioniers van die dissipline gedoen het toe hulle voor hierdie probleem te staan ​​gekom het.

Meganika

U wil begin bou goeie werktuigkundiges: baie soliede fondamente en presiese aandrywingstelsels sodat daar geen "wankel" in enige dimensie is nie, geen verswakking tussen die tande van die individuele aandrywing is nie en alle bewegings is deurlopend en glad. Dit is in Hobbes se antwoord bespreek.

Meettoerusting

Tweedens, moet u presiese hoekmeetstelsels vir die posisie van u instrument. U moet ook verstaan ​​hoe u teleskoop en ontvanger monteer en beweeg as u na die horison gekantel word.

Wys

Maar hierdie twee gesamentlik gee u slegs 'n masjiengerigte blik op die rigting van die teleskoop. Soos bespreek in die antwoord van Markus Roellig, begin u met die skep van 'n rigmodel vir u teleskoop; meet die posisie van bekende sogenaamde kalibrasiebronne en vergelyk die gemete posisies met die posisies uit die literatuur.

Die begin

Maar hoe het die outeurs van radiobronkatalogusse die posisies van die verwysingsbronne bedink? Wel, 'ons' teleskoop het begin met 'n klein kajuit met 'n optiese teleskoop wat binne die staalstruktuur van die skottel aangebring is. Aanvanklik is gewys op plaaslike strukture op die grond wat met RF-senders toegerus is om die optiese teleskoop en die straaltas van die radioteleskoop in lyn te bring. Later kan die opstelling gebruik word om optiese eweknieë vir helder radiobronne in die lug te identifiseer. Vanaf hierdie begin kan u iteratief meer omvattende kaarte en katalogusse opstel.


Ek het hierdie bladsy raakgeloop terwyl ek na akkurate inligting vir ander teleskope gesoek het. Ek werk tans by Jodrell Bank en ek is bevrees dat die meeste inligting wat oor die Lovell-teleskoop aangebied word, ten minste verkeerd of ten minste misleidend is.

Die teleskoop het beslis geen akkuraatheid van binne 10 arcsec rms nie.

Die eerste punt hier is dat daar 'n verskil is tussen absoluut wys akkuraatheid en relatiewe akkuraatheid terwyl 'n bron opgespoor word. Soos aangeraak deur ander, het die dagvariasietemperature en die wind die grootste effek op die absolute akkuraatheid, en tel ons teleskope gereeld boogminute weg van waar dit moet wees, voordat waarnemings begin word.

Die tegniek is om "verrekenings" in die rigtingmodel te voeg deur die kalibratorbron vir 'n kort tydjie na te spoor. Dit word ongeveer uurliks ​​herhaal, afhangende van op watter frekwensie die teleskoop werk.

Die gewildste antwoord beweer nou 10arcsec rms, wat op kort tydskale waar kan wees, maar beslis nie in absolute terme sonder huidige verrekenings nie. Verder is die aanwysingsmodel self - die ding wat die teleskoop vertel hoe en waar om op te spoor - op die oomblik net baie basies vir die Lovell. Dit is in teenstelling met baie ander sterrewagte en tans een van die topprioriteite vir verbetering. Die aanwysingsmodel kan die teleskoop oor lang tydperke van die bron af weglei, en daarom is dit so belangrik om die aanwysing gereeld te herstel.

Die antwoord is korrek deur te sê dat die grootste probleem met betrekking tot die akkuraatheid van oomblik tot oomblik wys Servo-beheer is - die stelsel wat rekenaarversoeke vir 'n bepaalde rigting in 'n meganiese werklikheid verander. Eintlik beïnvloed die gereg onder sy eie gewig slegs die balkvorm en sensitiwiteit, nie die punt nie. Die Lovell-teleskoop, en vele ander, gebruik motors wat teen mekaar werk om 'n konstante aandrywing te bereik, en dit werk opmerklik goed. Die hommels en wankels is van orde 1/100 van die balkwydte, wat hulle basies weglaatbaar maak.


Dit is 'n ingewikkelde vraag met 'n aantal goeie antwoorde wat reeds gepos is. Dit is ingewikkeld omdat daar (in die breë) twee soorte radioteleskope bestaan ​​- enkele skottelgoed en interferometers - en (nog wyer) twee soorte waarneming - beeldvorming en spektroskopie / fotometrie.

Die belangrikste ding om te onthou is dat 'al wat u hoef te doen 'n goeie eerste benadering is om die bron in die balk van die teleskoop te plaas en botsende bronne te vermy. Soos @Hobbes opgemerk het, is die straalwydte (in radiale) die golflengte / skotteldiameter. (Spesifiek, dit is 1,2 * golflengte / deursnee - sien Wikipedia.) Selfs vir groot skottelgoed kan dit groot wees: meerdere grade, alhoewel dit in die boogminuut bereik vir hoër radiofrekwensies.

Individuele geregte word bestuur deur iets te beweeg: gewoonlik die gereg, maar in die geval van een soos Arecibo, deur die voerhoring te skuif. Dit is nie nodig om akkurater te stuur as 'n fraksie, byvoorbeeld, van die breedte van die balk nie.

Selfs 'n groot skottel soos die van Green Bank word nie baie gebruik vir beeldvorming nie (sy beelde het op sy beste 'n resolusie van baie boogminute), maar om die bron se tydvariasie op verskillende golflengtes te meet. En hiervoor moet die bron net naby die middel van die balk wees.

Dus, vir hierdie soort teleskoop, moet u die akkuraatheid van verskillende grade tot tien boogminute wys. Iewers in die stelsel is daar 'n ratkas en motors wat die skottel aandryf, en daar is aanwysers wat hul posisie aandui. Sodra dit gekalibreer is - waarskynlik deur akkurate metings te maak van die skottel se werklike posisie as 'n funksie van die ratkaslesings - kan hierdie akkuraatheid van die skottel gedoen word deur die skottel na die gewenste posisie te ry.

As u interferometrie doen, is dinge baie ingewikkelder! Die VLA werk in sentimeter golflengtes met skottels van 25 meter, dus die balkwydte van 'n individuele skottel is ongeveer 'n minuut boog. Die mik van 'n individuele gereg word op dieselfde manier gedoen as enige ander individuele gereg, alhoewel die meganismes gewoonlik meer presies is.

Maar die resolusie van 'n skikking soos die VLA is veel beter as die resolusie van die individuele geregte. (Die Wikipedia-artikel oor die onderwerp is middelmatig, maar om sommige van die verwysings op te spoor, sal baie help.) Eintlik word 'n enkele baie groot gereg wiskundig saamgestel deur die seine wat by elke gereg ontvang word, saam te voeg (sowel intensiteit as tyd) en die presies plek van elke gereg (maar nie soseer waar elkeen gewys is nie!).

Die ultra-presiese aanwysing wat moontlik is vanaf 'n interferometer, kom van die wiskundige verwerking van die data, nie van die meganika van die aanwysing van die individuele skottelgoed nie. (In werklikheid is daar 'n aantal handige interferometers - LOFAR in Nederland is 'n goeie voorbeeld - wat glad nie wys nie, maar basies bestaan ​​uit omnidirectionele antennas.)

Bottom line: Individuele geregte wys met behulp van meganika; Interferometriese skikkings wys met behulp van wiskunde.


Radiosterrekunde! Die Itty Bitty-radioteleskoopstel is HIER! - IBT

DIE STELLE BITTY RADIO TELESCOPE KIT IS HIER!

Hierdie radioteleskoop word voorsien van Radio-SkyPipe II sagteware. Op die CD is instruksies oor hoe om meer IBT's te maak, asook 'n volledige lesplan vir onderwysers om u te wys hoe u die beste uit u nuwe IBT kan haal!

Haak die rekenaar aan en gebruik die SkyPipe-sagteware om galaktiese geluide van die son te hoor!
Die Itty Bitty Telescope (IBT): wenke vir die bou en gebruik van 'n eenvoudige radioteleskoop


Radioteleskoop-teiken - Sterrekunde

Beeldkrediet: Natasha Hurley-Walker

Beskrywing

Die MWA bestaan ​​uit 4096 dubbelpolarisasie dipool-antennas wat geoptimaliseer is vir die 70-300 MHz frekwensiebereik, gerangskik as 'teëls', elk 'n 4x4-reeks dipole. 'N Volledige tegniese beskrywing van die fase I-teleskoop word in die tydskrifartikel gegee: The Murchison Widefield Array: The SKA Low Frequency Precursor deur Tingay et al. (2013), en 'n Fase II-beskrywing kan gevind word in die artikel The Fase II Murchison Widefield Array: Design Overview deur Wayth et al (2018).

Die skikking het geen bewegende dele nie, en alle teleskoopfunksies, insluitend aanwysing, word uitgevoer deur elektroniese manipulasie van dipole-seine, wat elk inligting bevat van byna vier steradiane in die hemel sentraal. Elke teël voer 'n analoog balkvormingsbewerking uit, wat die gesigsveld verklein tot 'n volledig stuurbare 25 grade by 150 MHz.

Die meerderheid van die teëls is verspreid oor 'n kernstreek van ongeveer 1,5 km, wat 'n reeks vorm met 'n baie hoë beeldkwaliteit en 'n gesigsveld van honderde vierkante grade met 'n resolusie van verskeie boogminute. Die oorblywende teëls word op plekke buite die kern geplaas en lewer basisafstand af tot 6 km om hoër hoekoplossing moontlik te maak, bv. vir sonkragmetings.

Die Murchison

Die MWA is geleë in die Murchison Radio-astronomy Observatory (MRO) in die Shire of Murchison in Wes-Australië (WA).

Die MWA-terrein is meer as 200 km binnelands vanaf die westelike Australiese kus en ongeveer 300 km vanaf die klein kusstad Geraldton, wat 'n paar honderd kilometer noord van Perth lê. Die teikenstreek is uiters yl bevolk en word gekenmerk deur redelik plat, yl begroeide, halfdroë terrein wat deur kruiswater en waterlope kruis.

Spesiale sterkpunte van die Murchison-gebied vir die ligging van die MWA sluit in uitstekende lugtoegang, met die Galactic Centre en die Magellanic Clouds wat hoë hoogtes bereik, en uiters lae vlakke van radiofrekwensie-interferensie (RFI). Aangesien ACMA-wetgewing as 'n beskermde radio-stil sone is, is daar streng beheer van radiosenders op verskillende afstande vanaf die MRO.

Tot in die 1980's is hierdie grond hoofsaaklik vir skape gebruik, met 'n beduidende wolproduksie en geleidelike oorgang na beeste, maar is sedert 2016 beset. Die naaste akkommodasie is by die Boolardy-stasie, 40 km suid van die terrein, dan die Wooleen-stasie, ongeveer 70 km van die werf af.

Die grond word verhuur deur die Commonwealth Scientifc and Industrial Research Organization (CSIRO). Behalwe die MWA, is die MRO die tuiste van CSIRO se Australiese SKA Pathfinder (ASKAP) -teleskoop, en sal die internasionale lae-frekwensie-teleskoop Square Kilometer Array (SKA) plaasvind.

Breedtegraad: -26.70331940 °, Lengtegraad: 116.67081524 °

Ons erken die mense van Wajarri-Yamatji as die tradisionele eienaars van die MRO-webwerf.

Die skep van 'n instrument van wêreldgehalte

Die MWA sou oorspronklik by die Mileura-stasie geleë wees, waar aanvanklike toetse gedoen is, voordat dit suidwes na die Boolardy-stasie in die buiteland van Wes-Australië verskuif is. Hierdie ligging bied 'n stil radio-omgewing en stabiele klimaat vir waarnemings. Die MRO is ook die tuiste van CSIRO se Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) en een van twee geselekteerde terreine vir die Square Kilometer Array (SKA). Benewens die geografiese skakel, is die MWA een van vier amptelike SKA-voorgangerteleskope - instrumente wat instrumentale, wetenskaplike en operasionele inligting verskaf om SKA-ontwikkeling te help rig.

Die MWA is aanvanklik beskou as 'n 512-teëlinstrument (512T) wat in fases gebou moet word, sien Lonsdale et al. (2009). Die eerste fase was 'n 32-teël prototipe (MWA-32T), wat in die tydperk 2007–2011 met toenemende vermoëns gebou en bedryf is, wat die teleskoop-hardeware getoets het en voorlopige wetenskaplike waarnemings gedoen het, insluitend die eerste waarnemings van EoR-velde. Dit is onder toesig van die eerste MWA-direkteur, dr Colin Lonsdale.

Die eerste fase van die teleskoop, die sogenaamde 'Fase I MWA', het einde 2012 'n volledige praktiese voltooiing gehad en die ingebruikneming op 20 Junie 2013 voltooi, voordat dit weer in werking getree het. Die fase I MWA was die eerste sogenaamde groot-N-skikking, wat volledig gekruiskorreleer het van 128 gefaseerde teëls, wat elk bestaan ​​uit 16 gekruisde dipole wat in 'n vierkante vierx4-reeks gerangskik is. As deel van 'n beplande toekomstige uitrolinfrastruktuur by die MRO is gedurende fase I geïnstalleer om uiteindelik 256 teëls uit te bou. Die totale koste van die eerste fase van die projek beloop A $ 51 miljoen. Die Fase I-reeks is hoofsaaklik bestuur deur die tweede MWA-direkteur, professor Steven Tingay.

In 2017 ontvang die teleskoop die beplande aansienlike opgradering, wat die aantal antennas en die resolusie van die instrument verdubbel, wat die sensitiwiteit met ongeveer 10 verhoog. Hierdie opgegradeerde instrument staan ​​bekend as die 'Fase II MWA'. Fase II is feitlik in Oktober 2017 voltooi en amptelik op 23 April 2018 van stapel gestuur. Die instelling van die bykomende antennas en inbedryfstelling van die skikking is gelei deur die derde MWA-direkteur, medeprofessor Randall Wayth.

Curtin-navorsingsingenieurs is besig om 'n verbeterde seinpad vir fase III van die teleskoop te ontwikkel, waarin al 256 teëls gekorreleer kan word in plaas van 'n substel van 128. Dit is die doel van die vierde MWA-direkteur, professor Melanie Johnston-Hollitt.

Die MWA is finansieel ondersteun deur die Australiese regering onder die National Collaborative Research Infrastructure Strategy (NCRIS), Education Investment Fund en ander programme vir navorsingsinfrastruktuur. Bedryfsbetrokkenheid was van kritieke belang vir die konstruksie van die teleskoop en deurlopende instandhouding. Die vraag van die MWA na gevorderde vaardighede in die hantering van data, seinverwerking, rekenaars en netwerke, het dus bedryfsvennote op die voorgrond geplaas van tegniese innovasie in radiosterrekunde.


Ham Radio Astronomy for Beginners

Amateur of ham radio sterrekunde is wanneer stokperdjies die lug bestudeer deur na geluide van voorwerpe uit die hemel te luister. In plaas daarvan om net tevrede te wees met die visuele waarneming van beelde van hemelliggame, luister hierdie liefhebbers van sterrekunde eerder na "geluide" uit verre sterrestelsels, wat nie deur die menslike oog gesien kan word nie.

Radio-astronomie is 'n vertakking van die sterrekunde en gebruik gehoorapparate om na geluide te luister wat deur sterre, planete, swart gate, komete, sterrestelsels en ander elemente wat uit die diep ruimte kom, geskep word.

Wat is sterrekunde?

Sterrekunde het waarskynlik begin toe die voorouers van die mens na die hemel gekyk en gesoek het om orde en betekenis aan die heelal wat hulle omring, te plaas. Aanvanklik is geglo dat die son, maan, sterre en komete instrumente van gode is wat gebruik is om te besluit hoe elkeen moet lewe. Later het die antieke man opgemerk dat die sterre op voorspelbare tye van die jaar verskyn en sodoende vir hom patrone gegee het wanneer hy gewasse moes plant, sou jag of na verafgeleë plekke moes reis.

Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) beskryf sterrekunde as 'die studie van sterre, planete en ruimte'. Dit bestaan ​​uit twee velde - die teoretiese en die waarneming. Die teoretiese berus op aannames en wiskundige konsepte gebaseer op modelle om waarnemings te interpreteer en te voorsien wat kan gebeur. Die waarnemingsgedeelte van sterrekunde konsentreer op direkte studie van nie-aardse liggame wat teleskope, kameras, satelliete en ander toestelle gebruik.

Die waarnemingsveld is waar radiosterrekunde hoort.

Wat is radiosterrekunde?

Sedert antieke tye het die mens nog altyd sy sigsin gebruik om die hemelliggame waar te neem. Ongelukkig kon die menslike oog die kosmos net in sigbare lig sien, wat slegs 'n klein deel van die bestraling is wat uit die heelal opgespoor kan word. 'N Ander vorm van bestraling wat gebruik kan word om die hemel waar te neem, is deur na onsigbare radiogolwe te luister wat deur hemelse voorwerpe geproduseer word.

Met ander woorde, radiosterrekunde is die studie van nie-aardse of hemelliggame wat radiogolwe uitstraal. Die wetenskap gebruik die opsporing van klank wat uit die kosmos kom as 'n manier om astronomiese gebeure soos die oorsprong van neutronsterre, swart gate en supernova's te verstaan ​​en te sien.

Radiogolwe teenoor liggolwe

Die gebruik van radiogolwe om die hemel te bestudeer is effektiewer as die gebruik van sigbare lig vir radiogolwe wat deur die digte atmosfeer van die aarde en interstellêre gas en stof dring.

'N Groot voordeel van radio-sterrekunde van optiese sterrekunde is dat waarnemings gedoen kan word op voorwerpe of gebeure wat in die uithoeke van die heelal geleë is.

Sowel professionele as amateur-sterrekundiges gebruik verskillende soorte radioteleskope om die kosmos te bestudeer. Radioteleskope is baie gespesialiseerde antennas wat toegerus is met ontvangers wat die mate van intensiteit van 'n radioseine opspoor, verbeter en interpreteer. Radioteleskope ontvang seine uit die buitenste ruim wat nie van menslike oorsprong is nie, in vergelyking met TV- en satellietskottels wat seine versamel wat programme aan huise bied.

Radioteleskope kom in verskillende vorms en groottes voor - soos groot ronde geboë skyfies soos satellietskottels, as rame soos heinings of as 'n groep klein vertikale strukture.

Versterkte seine wat deur ontvangers opgespoor word, word aangeteken deur 'n eenvoudige kaartopnemer met grafiese papier of 'n rekenaar. Die aangetekende data word dan verwerk en geanaliseer.

Deur die jare heen het radio-astronomie belangrike ontdekkings opgelewer wat nie deur die oog of die optiese teleskope opgespoor kan word nie, soos:

- Die bestaan ​​van neutronsterre, buitesolêre planete en donker materie

- Gewelddadige heelal van kwasars en radiostelsels

- Teenwoordigheid van supermassiewe swart gate

- Kosmiese mikrogolfstraling van die oerknal

- Evolusie van kwasars en radiostelsels

Wat is Ham Radio Astronomy?

Ham radio sterrekunde was 'n produk van amateurradio ('ham'). Soos radioradio-stokperdjies, doen hamradio-sterrekundiges hul stokperdjie deur hul radioteleskope te bou, inligting met mede-amateurs wêreldwyd te deel en elektronika, rekenaars en radiogolfgedrag te bestudeer. Met ander woorde, amateurradio-sterrekundiges streef na geluide uit die ruimte as 'n aktiwiteit net daarvoor.

'N Amatoriese radiosterrekundige:

- Geniet die beeldvorming of waarneming van voorwerpe uit die ruimte

- Maak nie 'n bestaan ​​uit die beoefening van sterrekunde nie

- Het geen professionele graad in sterrekunde of verwante velde nie

- Is stokperdjies of beginners wat 'n gedetailleerde kennis van sterrekunde het of nie

- Mag saam met professionele sterrekundiges werk of help

Sommige amateurradio-sterrekundiges het selfs amateurs groot bydraes gelewer in die sterrekunde, soos om sonvlekke, asteroïdes en veranderlike sterre dop te hou en kosmiese gebeure soos supernovas of galaktiese novae in ander sterrestelsels te ontdek.

Ham Radio Astronomy for Beginners - Radiosterrekunde in die agterplaas

Om 'n hamsterradio-sterrekundige te wees, moet u:

- Benodig 'n radiostil plek of 'n plek waar die radiofrekwensie laag is

- Raak betrokke by die Society of Amateur Radio Astronomers (SARA)

- Wees bereid om praktiese soorte projekte te doen, soos om 'n radioteleskoop te bou

- Het kennis van radiobeginsels en elektronika

- Weet hoe om radio-interferensie te ondersoek deur middel van kommunikasie-ontvangers, skandeerders of spektrumanaliseerder

- Laat 'n vriend of groep hê wat kennis dra van elektronika en wat dit goed doen ham radio sterrekunde of amateurradio

- Streef daarna om 'n hamlisensie van hamradioklubs te bekom

- Begin met maklike take soos die bou van laer frekwensie radiobane

- Dokumenteer die resultate van u projek

Afgesien van passie, moet 'n hamradio-sterrekundige oor 'n beskeie kennis in elektronika beskik, wat nodig is wanneer 'n radioteleskoop saamgestel word.

Die volgende is voorstelle oor hoe u ordentlike vaardighede in elektronika kan opdoen sonder om kursusse te volg:

- Skryf in vir 'n handelskool of 'n volwasse nagklas

- Probeer 'n lisensie vir amateurradiooperateurs kry wat u stapsgewyse leer van elektronika en radioleermiddels sal bied

- Koop klein elektroniese kits met instruksies waarmee u 100 verskillende stroombane op 'n stroombaan kan bou

- Koop of leen boeke wat u bekend maak met die elektroniese teorieë en wat duidelike en spesifieke instruksies bied oor hoe om eenvoudige stroombane te bou.

- Ken die basiese beginsels van algebra van vriende, boeke of die internet

- Stel 'n paar eenvoudige toetsapparate saam of bou 'n toetssillator of 'n eenvoudige kragbron met behulp van die regte gereedskap en boeke

- Leer hoe om stukke draad saam te soldeer en leer om verbindings en kabels te monteer

Radioteleskope vir amateurs

'N Sekere bedrag geld is nodig om onderdele te kry om 'n persoonlike radioteleskoop te bou. In vergelyking met optiese teleskope, is die toerusting moeiliker te vind, benodig dit dikwels montering en benodig kennis oor die probleemoplossing van sagteware. Radioteleskope wat in die mark beskikbaar is, is ontwerp vir baie spesifieke waarnemings, daarom is dit moeilik om 'n 'one size fits all' radioteleskoop te vind.

Die volgende word radioteleskope voorgestel vir mense wat belangstel in agterplaas radio sterrekunde

1. Die Itty Bitty-teleskoop (IBT)

Die IBT is 'n klein TV-satellietskottel wat na verskillende plekke vervoer kan word en ideaal is om die basiese beginsels van radiosterrekunde te demonstreer. Die toerusting kan gekoppel word aan 'n kaartopnemer of 'n rekenaar wat met Sky Pipe-sagteware geïnstalleer is.

2. Die SuperSID-monitor (skielike ionosferiese versteuring)

Die monitor is ideaal vir die radiosterrekundige met beperkte ruimte en gebruik 'n voorversterker om VLF-radioseine met baie lae frekwensie te verbeter. Die toerusting het 'n draagbare, kompakte lusantenne van 1 meter wat buite en binne gebruik kan word.

3. Die SkyScan Bewusmakingsprojek

Die projek beveel aan dat die Chrysler digitale motorradio van die 1970's tot 1990's of ander radiofrekwensies (FM) gebruik word. Die Chrysler FM-radio word aanbeveel, want dit is goedkoop, goed beskerm teen radiostoornisse en met 'n bietjie elektroniese vaardigheid om meteore op te spoor.

Instruksies oor hoe om 'n meteoor-opsporingseenheid van 'n FM-radio te maak, is beskikbaar op die SkyScan Awareness Project-webwerf.

Die radioteleskoop van die projek is beskikbaar as 'n volledig geboude toestel of bestel as 'n kit om te bou. Die Radio Jove-projek bespeur sonaktiwiteit, die storms van Jupiter en agtergrond galaktiese geraas.

Die projek gebruik 'n eenheid wat baie draagbaar is en na afgeleë terreine verskuif kan word. Die toerusting word voorsien van 'n doen-dit-self-kit wat VLF-radioseine soos fluitjies, sferics, refrein en tweeks opneem en meet.

6. Enkele TV- of FM-antenne

'N Eenvoudige TV- of FM-antenne gekoppel aan 'n baie hoë frekwensie (VHF) hamrigger of 'n sagteware-gedefinieerde radio (SDR) kan as 'n radioteleskoop gebruik word. Onsigbare meteore kan 'gehoor' word deur die antenna na 'n stasie met 'n dooie sein te wys.

Die volgende is interessante take wat 'n beginnende radio-sterrekundige met sy of haar radioteleskoop kan doen:

- Teken sonfakkels op en voorspel geomagnetiese aktiwiteit

- Neem 'n neutronster of 'n wit dwerg waar met behulp van digitale seinverwerking (DSP)

- Monitor geraas van Jupiter se storms

- Ontdek sterker bronne van radioseine

- Verstaan ​​radiotegnologie

- Soek vir hoë-energie pulse (HEP's) vanuit die middel van die sterrestelsel

- Let op meteore wat nie deur die oog gesien kan word nie

- Kyk na radiokorrelasies met bars van gammastrale

- Monitor ionosferiese breking en skittering

- Soek na buitenaardse (ET)

Om 'n hamsterradio-sterrekundige te wees, verg geduld en deursettingsvermoë om die basiese beginsels van sterrekunde en elektronika te leer, om te weet hoe om 'n persoonlike radioteleskoop saam te stel, en om lang ure te wag totdat die resultate verskyn terwyl u die lug inskep.

'N Beginner in die sterrekunde in die agterplaas kan belangstelling verloor as die resultate leeg word ondanks die voortdurende soeke na radioseine. Daarom word die volgende voorgestelde projekte aangebied wat relatief maklik is om te begin vir radio-sterrekundiges:


OSRT DOELWITTE

1) Verskaf 'n samewerkende, open source versameling van idees en metodes vir opvoedkundige radioteleskoopkonstruksie.

2) Deel radiosterrekunde-kurrikula en ander materiaal wat toeganklik is vir almal van laerskool tot nagraadse skool en daarbuite!

3) Bevorder besprekings oor die maak van digitale seinverwerking en radio-astronomie-hardeware wyer toeganklik deur gebruik te maak van gratis GNU Radio-sagteware met on-the-shelf of maklik verkrygbare, goedkoop elektroniese komponente.


Woordelys

inmenging: proses waarin golwe saam meng sodat hul kruine en bakke mekaar afwisselend kan versterk en kanselleer

interferometer: instrument wat elektromagnetiese straling van een of meer teleskope kombineer om 'n resolusie te kry wat gelykstaande is aan wat met 'n enkele teleskoop verkry sou word met 'n deursnee gelyk aan die basislyn wat die afsonderlike teleskope skei

interferometer skikking: kombinasie van veelvuldige radioskottels om in werklikheid soos 'n groot aantal tweeskottel-interferometers te werk

radar: tegniek om radiogolwe na 'n voorwerp oor te dra en dan die bestraling wat die voorwerp weer weerspieël, op te spoor na die sender wat gebruik word om die afstand tot en beweging van 'n teikenvoorwerp te meet of om beelde daarvan te vorm


Die eerste pulsar en die soeke na buitenaardse intelligensie

Selfs in die 1960's het baie navorsers nog steeds rudimentêre hulpbronne gehad, byvoorbeeld aan die Universiteit van Cambridge het die sterrekundige Antony Hewish elke nuwe navorsingsstudent 'n gereedskapstel gegee, waaronder 'n tang en 'n skroewedraaier, sodat wetenskaplikes self oor twee jaar kon bou wat die Interplanetêr sou word. Scintillation Array, 'n komplekse bos houtpale wat 190 kilometer kabel bevat.

Met hierdie handgemaakte instrument ontdek Hewish, Jocelyn Bell en andere die eerste pulsar, of die roterende neutronster, in 1968. Maar ongeveer dieselfde tyd het radiosterrekunde op 'n groot manier begin opstyg, met die konstruksie van Arecibo in 1963, waarvan die Die deursnee van 305 meter het dit die grootste skottel ter wêreld gemaak. 'N Ander eienaardige gebruik van radioteleskope begin ook in daardie tyd: die soeke na buiteaardse intelligensie (SETI), radiosignale met 'n moontlike tegnologiese oorsprong. In werklikheid, Hewish en Bell het aanvanklik gedink dat die sein wat hulle opgespoor het kunsmatig was. Hulle noem dit LGM-1, na Little Green Men.

Die spoor van die eerste geïdentifiseerde pulser. Krediet: Billthom

Sedertdien werk fiksie soos die film en roman Kontak deur die sterrekundige en wetenskapspopularis Carl Sagan, het radioteleskope in die gedagtes van die publiek met die SETI-projekte verbind. Dit geld veral vir Arecibo, vanwaar daar in 1974 ook 'n boodskap aan die Hercules-tros M13 gestuur is, ongeveer 25 000 ligjare weg.

However, astrophysicist Michael Garrett, director of the Jodrell Bank Centre for Astrophysics at the University of Manchester, explains to OpenMind that “radio telescopes were built to do astronomy, typically none of them will do any SETI, and if they do SETI it will represent a very small fraction of their time.” “Projects like Breakthrough Listen [a large SETI initiative founded by Russian-Israeli tycoon Yuri Milner] have bought time on two radio telescopes, the GBT [Green Bank Telescope, West Virginia, USA] and Parkes [Australia], which over the last few years have spent about one fifth of their time on SETI.”


Radio Telescopes and the Importance of Arrays

Arrays enable radio astronomy. These are sometimes situated on land away from the general public. This is ideal for the necessary radio waves mechanism. Radio telescopes are tasked with the objective of distinguishing the minute details in the sky.

In order to successfully to do this, one has to divide radio wavelength by the size of the antenna and since radio telescopes generally observe long wavelengths, a radio telescope needs an antenna that is very large in order to arrive at a resolution comparable optical telescope.

Presently, two of the largest radio dish telescopes is the Green Bank Telescope and the radio telescope in Arecibo, Puerto Rico.

The Green Bank Telescope measures 100 meters across and can be easily steered while the radio telescope in Arecibo, Puerto Rico is the 1000-foot bowl and while it cannot move it can use its receivers to point to the sky.

However, the latest innovation is quite remarkable in that it manages to group a number of antennas in a specific area and they function as an oversized telescope.

Interestingly, this is how it works: two radio telescopes are designed to observe the same radio source at the same time, however, they are located some distance apart and this will result in radio waves arriving at different times. The slight difference based on time delay is known as the phase of the wave.

When these two waves are combined they fail to perfectly overlap because of their phase shift and this creates what is known as interference fringes and this aids in tracking since the angles of observations change each time the earth rotates. This provides observers with a series of variations which enable observers to gain multiple perspectives on the object.

Some arrays make use of a device called a central local oscillator that transmits a lower frequency timing reference signal to fiber-optic cables encased in each antenna.

The information that the antenna receives is mixed with the local oscillator signal which is then sent back down to the fiber-optic cables and into the main computer also known as the correlator.

The computer then processes data from each telescope. However, arrays have to be frequently updated and have to technologically advanced in order to effectively process the information.

The role of the main computer (correlator) is to break down the information that is taken from the antennas at a remarkable rate of a few millionths of a second of each other. It then matches each antenna with another in the array, thereby creating multiple perspectives of the same object.

In order to keep up with the complexities of the job, the correlators are designed to be incredibly fast making calculations at a rate of femtosecond speeds – up to 16 quadrillion operations every second. This information is then mapped by radio astronomers and software engineers who provide accurate readings.


Radio telescope targeting - Astronomy

In a cooperative effort with New Mexico Institute of Mining and Technology, NRAO has built the N 2 I 2 : NRAO/NMT Instructional Interferometer. It is a 2-element adding interferometer located at the Etscorn Campus Observatory at New Mexico Tech. The dishes were purchased from CASSI, are 10' in diameter, 25 meters apart on an east/west baseline, and use the SRT pointing software. The 21cm receivers are from Radio Astronomy Supplies. Graduate student Danielle Lucero was in charge of putting it together and making it work. Her paper (pdf) gives more details.

  • The American Radio Relay League is the national association for amateur radio (hams). It publishes numerous technical books, including books on antennas, microwaves and VHF/UHF/microwave electronics.
  • The Radio Amateur Satellite Corporation has technical information on antennas and electronics applicable to amateur radio astronomy.

Copyright © 2009 Associated Universities, Inc.
The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.


Radio telescope targeting - Astronomy

The Robert C Byrd Green Bank Telescope (GBT) is the largest fully steerable radio telescope in the world a much-improved replacement for the former 100-meter radio telescope. Although it has an unusual off-axis design to improve sensitivity and reduce distortions, the basic principles are the same as described in the cartoon at left. This image shows the underside lattice supports of the main reflector dish. Select the image to bring up an enlargement of the image. A zoomed-in image of the GBT is also available at this link (ask for a full-res version of the zoom image). A photo tour of Green Bank NRAO is available by selecting the tour link.

The two images above show the author with one of the dishes of the Very Large Array described more fully in the Resolving Power section.

A radio telescope uses a large metal dish or wire mesh, usually parabolic-shaped, to reflect the radio waves to an antenna above the dish. An example of a mesh is shown at left. This was the mesh of the parabolic dish for the former 100-meter radio telescope at Green Bank, West Virginia (photo courtesy of National Radio Astronomy Observatory). Looking from underneath a radio telescope, a person can see the clouds in the sky overhead but to the much longer wavelength radio waves, the metal mesh is an excellent reflector. See also images from the Parkes Radio Telescope. Radio telescopes designed to also receive smaller wavelengths, such as the GBT pictured above, have solid metal dishes. The GBT's metal surface is made up of 2004 panels, each roughly the size of a queen-sized bed, mounted on actuators to fine-tune the shape as the telescope is tilted and wind speed and direction changes.

The signal from the antenna is sent to an amplifier to magnify the very faint signals. At the last step, the amplified signal is processed by a computer to turn the radio signals into an image that follows the shape of the radio emission. False colors are used to indicate the intensity of the radio emission at different locations. An example is shown below for Jupiter. Charged particles in its magnetic field produce a large amount of radio energy in donut-shaped regions around its center. A visible band image of Jupiter is shown below the radio image.

Radio telescopes are much larger than optical telescopes because radio wavelengths are much longer than optical wavelengths. The longer wavelengths means that the radio waves have lower energy than optical light waves. In order to collect enough radio photons to detect a signal, the radio dishes must be very large. Both optical and radio telescope reflectors use a parabolic shape to perfectly focus the light to a point. Increasing the size of the radio dish is also necessary in order to improve the clarity of the radio images. I will discuss the issue of image clarity further in the next two sections.

Radio telescopes detect the emission from cool clouds of hydrogen in the space between the stars. Hydrogen atoms are the most common type of atoms in the universe and much of the hydrogen gas is too far away from any star to produce emission in the optical wavelength band. In addition, there are cold clouds made of over a hundred different types of molecules including organic molecules. Stars and planetary systems form in these molecular clouds. Therefore, radio telescopes are a vital tool in understanding the universe. I will discuss further the use of radio waves to explore the material between the stars and the structure of our galaxy in the interstellar medium chapter.


Kyk die video: De Dwingeloo Radiotelescoop (Februarie 2023).