Már épül a világ legnagyobb rádiótávcsöve

Kínában elkezdték építeni a világ legnagyobb rádiótávcsövét, melynek 500 méteres átmérője jócskán meghaladja majd a jelenlegi csúcstartó, az arecibói 305 méteres antenna méretét. Kína délnyugati Guizhou tartományának Dawodang karsztmélyedésében elkezdték a FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) elnevezésű antenna építését, amelyet 2016-ra fejeznek be, és a világ legnagyobb egytányéros rádiótávcsöve lesz: fél kilométeres átmérője több mint másfélszerese a jelenlegi rekorder, 305 méteres arecibói teleszkópnak.

A katlan mélysége nemcsak a fél kilométeres átmérőt teszi elérhetővé, hanem a szférikus alakot, ezen keresztül pedig mintegy 40 fokos zenitszöget is. Az óriási, még a legnagyobb zenittávolságnál is 300 méteres effektív átmérőt biztosító tányér a mérete miatt természetesen az arecibói teleszkóphoz hasonlóan fixen fog állni, a felület maga azonban aktív lesz: több mint négyezer darab mozgatható panel alkotja, ami lehetővé teszi a szférikus aberráció korrigálását is.

A tányér fölé lógatott, az érzékelőknek helyet adó kabint hat kábel fogja tartani és mozgatni egy szervomechanizmus és egy robot segítségével. Az építők szerint a puerto rico-i antennával összehasonlítva a FAST tehát három előnnyel is rendelkezik majd: körülbelül kétszeres nagyságú effektív gyűjtőfelület, mintegy kétszeres nagyságú befogható égfelület, valamint könnyebb és kompaktabb fókuszkabin, ami sokkal kevésbé zavarja majd a leképezést.

Az antennával fogható sugárzás frekvenciájának felső határát az aktív panelek mérete határozza meg. A jelenlegi terveknek megfelelő felületi szegmentáció, a megvalósításhoz rendelkezésre álló idő és a költségkeret alapján reális cél a 3 GHz nagyfrekvenciás határ elérése. A projekt tudományos célkitűzéseinek megvalósítása szempontjából legfontosabb L sávban a nagy gyűjtőfelületnek és a legkorszerűbb érzékelő berendezéseknek köszönhetően a felbontás 2,9 ívperc lesz, az érzékenység pedig el fogja érni a 2000 m²/K-t. (Az érzékenység az effektív apertúra és az ún. zajhőmérséklet hányadosa. Ez utóbbi a rendszer által hozzáadott zajt jellemzi.) Az átállások maximális ideje 10 perc, a pozicionálás pontossága pedig 8 ívmásodperc lesz.

A karsztos mélyedés alakja közel van a gömbsüveghez, ennek ellenére körülbelül egy millió köbméter anyagot el kell távolítani a szükséges forma kialakításához, ami néhány százaléka az 500 méter átmérőjű félgömb térfogatának. Ez a munka 2012 szeptemberében már közel állt a befejezéshez.

Az aktív reflektor körülbelül 4400 darab háromszög alakú, 11 méteres oldalhosszúságú alumínium panelből fog állni, ezekből a felület 5 mm-es pontossággal előállítható. A fókuszkabin tartó- és mozgatórendszere hat toronyból, kábelekből és az azokat mozgató szervomotorokból fog állni. A fülke megfelelő pontosságú pozicionálását magában a kabinban egy további rendszer is fogja segíteni, melyet a darmstadti műszaki egyetemmel közösen fejlesztenek és segítségével az első, néhány cm-es pontosságú beállítás után a kabin néhány mm-es pontossággal a kívánt pozícióba állítható.

A tányér alakjának és a kabin helyzetének valós idejű mérését másodpercenként tíznél is több mintavételezés segíti, így a fülke pozicionálása 150 méteres távon két milliméter pontosságú lesz, a felület profilját pedig ezer pontjának helyzete alapján fogják kontrollálni.

A FAST kilenc vevőegységgel lesz felszerelve, melyek lefedik a 70 MHz-től a 3 GHz-es felső határig terjedő frekvencia-tartományt. A vevőegységek fejlesztése jelenleg egy háromoldalú kínai-amerikai-ausztrál együttműködés - NAOC, JBCA, CSIRO - keretében zajlik. A vezérlőközpont a tányér melletti kisebb bemélyedésben kap helyet, a tervek szerint az építőanyaga főként fa lesz.

A FAST tehát a 70 MHz és a 3 GHz közötti tartományban fogja észlelni többek között a neutrális hidrogén 21 centiméteres sugárzását, pulzárok emisszióját, rekombinációs vonalakat és molekuláris vonalakat, beleértve a mézerek sugárzását is.

Egyik fő célja a Tejútrendszerben található nagyon hideg atomos hidrogéngáz szisztematikus tanulmányozása lesz. Mintegy 4 ezer új pulzár felfedezése is várható a méréseiből, melyek közül körülbelül háromszáz lehet milliszekundumos. Tervezik továbbá exobolygók direkt rádiósugárzásának detektálását is a méteres hullámhosszakon.