Radiotelescopio gigante ucraniano
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| Nombres alternativos | GURT |
|---|---|
| Ubicación(es) | Óblast de Járkov , Ucrania |
| Coordenadas | 49°38′10″N 36°56′29″E / 49.6361, -36.9414 |
| Organización | Instituto de Radioastronomía de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania |
| Longitud de onda | 4,3 m (70 MHz)–37 m (8,1 MHz) |
| Estilo telescopio | Radiotelescopio de matriz en fase |
 Medios relacionados en Commons | |
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El radiotelescopio gigante ucraniano ( GURT , en ucraniano : Гігантський Український Радіотелескоп , ГУРТ ) es un radiotelescopio de baja frecuencia (8-80 MНz) que está siendo desarrollado, construido y operado por el Instituto de Radioastronomía de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania (IRA NASU). Está ubicado en el observatorio radioastronómico SY Braude en la región de Járkov de Ucrania . El sistema GURT está diseñado para ser una extensión del radiotelescopio ucraniano en forma de T, segunda modificación ( UTR-2 ) en términos de dimensiones espaciales y rango de frecuencia . Los objetivos de la creación de este nuevo instrumento incluyen la mejora de las propiedades funcionales del UTR-2 y la contribución al progreso de la radioastronomía de baja frecuencia en sinergia con otros instrumentos distantes.
Descripción general del sistema
GURT es un gran conjunto en fase compuesto por subconjuntos idénticos que constan de 25 elementos de antena. Actualmente se están añadiendo subconjuntos, y se prevé que el conjunto terminado incorpore 100 subconjuntos para un total de 2500 elementos. El elemento de antena individual consta de dos dipolos de banda ancha de tubos de cobre en ángulo recto entre sí, a ±45° del meridiano de la Tierra, montados a 1,6 metros sobre el suelo. Los elementos de un subconjunto están espaciados 3,75 metros entre sí. Los elementos de antena de las dos polarizaciones ortogonales están conectados en conjuntos en fase idénticos separados.
Los dipolos cruzados se agrupan en subconjuntos cuadrados de 5×5. [1] [2] [3] El diseño del subconjunto proporciona una amplia cobertura de frecuencia de 8 a 80 MHz, alta sensibilidad (el nivel de fondo galáctico supera su propio ruido en más de 7 dB) y alta inmunidad a RFI (lograda debido al alto rango dinámico del amplificador dipolar: la entrada IP3 es de 30 dBm). El área efectiva en la frecuencia central es de aproximadamente 350 m 2 . [4]
La red de cambio de fase dentro de un subconjunto es analógica y consiste en diferentes longitudes de línea de retardo de cable coaxial conmutada en la ruta de la señal, mientras que la fase entre subconjuntos está planificada para ser digital. El ancho de haz (HPBW) de un solo haz de subconjunto a 40 MHz es de aproximadamente 20,4°. La estimación es consistente con las mediciones directas que dan 22 ± 2°. [5] La geometría del subconjunto GURT proporciona un alto factor de llenado que es importante para una serie de tareas de investigación.
En el IRA NASU se ha desarrollado un potente grabador digital dedicado al sistema GURT. Está diseñado para el análisis espectral de una banda de hasta 80 MHz (a una frecuencia de muestreo de 160 MHz), con altas resoluciones espectrales y temporales, alto rango dinámico y varios modos de operación que incluyen FFT en tiempo real , registro de formas de onda, mediciones espectrales de correlación automática y cruzada, régimen de suma y resta entre los dos canales de entrada, normalización y retardo de señal programable.
Estado actual
Ya se han instalado, equipado y están operativos cuatro subconjuntos GURT. [6] Por ahora, la mayoría de las veces, los subconjuntos se utilizan para observaciones radioastronómicas por separado debido a los recursos limitados para el sistema de fase digital. Se ha descubierto que, a pesar del área efectiva y la sensibilidad comparativamente pequeñas del subconjunto, es posible observar una serie de fenómenos astrofísicos importantes en un amplio rango de frecuencias (8-80 MHz). Han demostrado su capacidad para abordar muchos problemas radioastronómicos, por ejemplo, para observaciones de ráfagas solares, [7] radiación decamétrica relacionada con Ío joviano, centelleo ionosférico , apoyo terrestre para misiones espaciales, [8] emisión de púlsares , etc. La presencia de UTR-2 grande y bien estudiado en el mismo observatorio abre vastas oportunidades en las pruebas de antena en el rango de frecuencia compartido. [9] La sensibilidad y otros parámetros de la antena activa GURT y el subconjunto se estudian utilizando simulaciones por computadora y sus resultados se verifican con mediciones de ruido. [10] [11] [12]
Perspectivas futuras
El GURT, actualmente en construcción, constará de muchos subconjuntos idénticos (hasta 100). El área disponible del observatorio SY Braude supera el kilómetro cuadrado. La construcción de nuevos subconjuntos es sucesiva, y se extiende a lo largo de un período de tiempo, a medida que se disponga de recursos. Con el aumento del número de subconjuntos y del área efectiva , el número de problemas astrofísicos que resolverá el GURT aumentará significativamente. Las observaciones simultáneas conjuntas de fuentes radioastronómicas con muchos instrumentos en todo el mundo son muy importantes en las bajas frecuencias debido a muchos factores que las obstaculizan. Varias condiciones de RFI , diferentes impactos de la ionosfera en el sitio del radiotelescopio , varias configuraciones y parámetros de radiotelescopios distantes aumentan significativamente la informatividad de las señales recibidas.
Referencias
- ^ Falkovich, IS, Konovalenko, AA, Gridin, AA, et al.: Dipolo activo de banda ancha y alta linealidad para radioastronomía de baja frecuencia. Exp. Astron. 32, 127–145 (2011)
- ^ Konovalenko, AA, Falkovich, IS, Kalinichenko, NN, et al.: Conjunto de antenas activas de treinta elementos como prototipo de un enorme radiotelescopio de baja frecuencia. Exp. Astron. 16(3), 149–164 (2005)
- ^ Konovalenko, AA, Falkovich, IS, Gridin, AA, et al.: Conjunto de antenas activas UWB para radioastronomía de baja frecuencia. Actas de la VI Conferencia Interna sobre señales de impulso de banda ultraancha y ultracorta (UWBUSIS'12), Sebastopol, Ucrania, 17-21 de septiembre de 2012.
- ^ A. Konovalenko, L. Sodin, V. Zakharenko, P. Zarka, O. Ulyanov, M. Sidorchuk, S. Stepkin et al. "La red de radioastronomía moderna en Ucrania: UTR-2, URAN y GURT". Astronomía experimental. vol. 42, 11-48 (2016). DOI: 10.1007/s10686-016-9498-x
- ^ Konovalenko, OO, Tokarsky, PL, Yerin, SN: Área efectiva del conjunto de antenas en fase del radiotelescopio GURT. Actas de la VII Conferencia Interna sobre señales de impulso de banda ultraancha y ultracorta (UWBUSIS'14), Járkov, Ucrania, 15-19 25-29 de septiembre (2014)
- ^ AA Stanislavsky, IN Bubnov, AA Konovalenko, VV Shevchenko, LA Stanislavsky, DV Mukha y AA Koval, "Primer examen de radioastronomía del subarreglo de antena activa de banda ancha de baja frecuencia". Advances in Astronomy, vol. 2014, ID 517058 (2014). DOI: 10.1155/2014/517058
- ^ VN Melnik, AA Konovalenko, SM Yerin, IM Bubnov, AI Brazhenko, AV Frantsuzenko, VV Dorovskyy, MV Shevchuk y HO Rucker, “Primera observación de la descomposición de la ráfaga solar de tipo III y su interpretación”, Astrophysical Journal, vol. 885, n.º 1, 2019. DOI: 10.3847/1538-4357/ab46aa
- ^ AA Stanislavsky, IN Bubnov, AA Koval y SN Yerin, "La sonda solar Parker detecta ráfagas de radio solares relacionadas con una región activa detrás del limbo", Astronomy and Astrophysics, vol. 657, A21 (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202141984
- ^ Zakharenko, V., Yerin, S., Bubnov, I., Vasilieva, I. y Kravtsov, I., 2016, octubre. Uso del catálogo de espectros de púlsares a frecuencias inferiores a 80 MHz para la calibración astronómica de conjuntos de antenas en fase. En Applied Physics and Engineering (YSF), 2016 II International Young Scientists Forum on (pp. 210-213). IEEE.
- ^ P. Tokarsky, A. Konovalenko, S. Yerin, “Sensibilidad de un elemento de matriz de antena activa para el radiotelescopio de baja frecuencia GURT”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, is. 9, p. 4636–4644, 2017. DOI: 10.1109/TAP.2017.2730238
- ^ PL Tokarsky, AA Konovalenko, SN Yerin e IN Bubnov, “Un subarreglo de antena activa para el radiotelescopio de baja frecuencia GURT – Parte I: Diseño y modelo teórico”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, is. 12, p. 7304–7311, 2019. DOI: 10.1109/TAP.2019.2927841
- ^ PL Tokarsky, AA Konovalenko, SN Yerin e IN Bubnov, “Un subarreglo de antena activa para el radiotelescopio de baja frecuencia GURT – Parte II: Análisis numérico y experimento”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, is. 12, p. 7312–7319, 2019. DOI: 10.1109/TAP.2019.2929322
