Gigante del telescopio de radio de Ucrania ( TRUG , Ucrania : Гігантський Український Радіотелескоп , ГУРТ ) es una frecuencia baja (8-80 MНz) radiotelescopio que está siendo desarrollado, construido y operado por el Instituto de Radioastronomía de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania ( IRA UCSI ). Se encuentra en el observatorio radioastronómico SY Braude en el oblast de Kharkiv de Ucrania . El sistema GURT está diseñado para ser una extensión del radiotelescopio en forma de T de Ucrania, segunda modificación ( UTR-2 ) en términos de dimensiones espaciales yrango de frecuencia . Los objetivos de la creación de este nuevo instrumento incluyen la mejora de las propiedades funcionales de UTR-2 y la contribución al progreso de la radioastronomía de baja frecuencia en sinergia con otros instrumentos distantes.
Nombres alternativos | TRUG |
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Ubicación (es) | Óblast de Járkov , Ucrania |
Coordenadas | 49 ° 38′10 ″ N 36 ° 56′29 ″ E / 49.6361 ° N 36.9414 ° ECoordenadas : 49 ° 38′10 ″ N 36 ° 56′29 ″ E / 49.6361 ° N 36.9414 ° E |
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 |
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Resumen del sistema
GURT es una gran matriz en fase compuesta de submatrices idénticas que consta de 25 elementos de antena. Actualmente se están agregando subarreglos, y se planea que el arreglo terminado incorpore 100 subarreglos para un total de 2500 elementos. El elemento de antena individual consta de dos dipolos de banda ancha de tubería 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 a 3,75 metros. Los elementos de antena de las dos polarizaciones ortogonales están conectados en conjuntos en fase idénticos separados.
Los dipolos cruzados se agrupan en subarreglos cuadrados de 5 × 5. [1] [2] [3] El diseño del subarreglo proporciona una amplia cobertura de frecuencia de 8 a 80 MHz, alta sensibilidad (el nivel de fondo galáctico excede su ruido propio en más de 7 dB) y alta inmunidad a RFI (lograda debido a alto rango dinámico del amplificador dipolo: la entrada IP3 es de 30 dBm). El área efectiva en la frecuencia central es de unos 350 m². [4]
La red de desplazamiento de fase dentro de un subarreglo es analógica, y consta de diferentes longitudes de línea de retardo de cable coaxial conmutada en la ruta de la señal, mientras que se planea que el escalonamiento entre subarreglos sea 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 subarreglo GURT proporciona un factor de llenado alto que es importante para una serie de tareas de investigación.
En la IRA NASU se ha desarrollado una potente grabadora digital dedicada para el 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 forma de onda, automático y cruzado. medidas espectrales de correlación, 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 operativo cuatro subconjuntos GURT. [6] Por ahora, la mayoría de las veces, los subarreglos 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 estallidos solares, [7] radiación decamétrica relacionada con Io joviano, centelleo ionosférico , emisión de púlsares , etc. La presencia de UTR-2 grandes y bien estudiados en el mismo observatorio abre grandes oportunidades en la prueba de antenas en el rango de frecuencia compartido. [8] La sensibilidad y otros parámetros de la antena activa y el subarreglo de GURT se estudian mediante simulaciones por computadora y sus resultados se verifican con mediciones de ruido. [9] [10] [11]
Perspectivas de futuro
GURT, actualmente en construcción, constará de muchos (hasta 100) subarreglos idénticos. El área disponible del observatorio SY Braude supera el kilómetro cuadrado. La construcción de nuevos subconjuntos es sucesiva, que abarca un período de tiempo, a medida que los recursos están disponibles. Con el aumento del número de subarreglos y el área efectiva, el número de problemas astrofísicos que debe resolver la TRUG aumentará significativamente. Las observaciones simultáneas conjuntas de fuentes radioastronómicas con muchos instrumentos en todo el mundo son muy importantes a bajas frecuencias debido a muchos factores que obstaculizan. Varias condiciones de RFI , diferente impacto de la ionosfera en el sitio del radiotelescopio , diversas 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 alta linealidad de banda ancha 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 a 164 (2005)
- ^ Konovalenko, AA, Falkovich, IS, Gridin, AA, et al .: UWB Active Antenna Array para radioastronomía de baja frecuencia. Proc. del VI-th Becario. Conf. sobre señales de impulso de banda ultraancha y ultracorta (UWBUSIS'12), Sebastopol, Ucrania, 17-21 de septiembre 39-43 (2012)
- ↑ Konovalenko, A., 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 (2016): 1-38.
- ^ Konovalenko, OO, Tokarsky, PL, Yerin, SN: Área efectiva de la matriz de antenas en fase del radiotelescopio GURT. Proc. del VII-th Becario. Conf. sobre señales de impulso de banda ultraancha y ultracorta (UWBUSIS'14), Kharkiv, Ucrania, del 15 al 19 de septiembre del 25 al 29 (2014)
- ^ Stanislavsky, AA, Bubnov, IN, Konovalenko, AA et al .: Primer examen de radioastronomía del subconjunto de antenas activas de banda ancha de baja frecuencia. Avances en astronomía. ID 517058. 5 p. (2014)
- ^ VN Melnik, AA Konovalenko, SM Yerin, IM Bubnov, AI Brazhenko, AV Frantsuzenko, VV Dorovskyy, MV Shevchuk y HO Rucker, "Primera observación de la descomposición por ráfagas de tipo III solar y su interpretación", Astrophysical Journal. vol. 885, no. 1 de enero de 2019. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab46aa
- ^ Zakharenko, V., Yerin, S., Bubnov, I., Vasilieva, I. y Kravtsov, I., 2016, octubre. Utilización del catálogo de espectros de púlsar a frecuencias inferiores a 80 MHz para la calibración astronómica de conjuntos de antenas en fase. En Física e Ingeniería Aplicadas (YSF), 2016 II Foro Internacional de Jóvenes Científicos en (págs. 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", Transacciones de IEEE sobre antenas y propagación, vol. 65, es. 9, pág. 4636–4644, 2017. DOI: 10.1109 / TAP.2017.2730238
- ^ PL Tokarsky, AA Konovalenko, SN Yerin e IN Bubnov, “Un subarreglo de antena activo para el radiotelescopio de baja frecuencia GURT – Parte I: Diseño y modelo teórico”, Transacciones de IEEE sobre antenas y propagación, vol. 67, es. 12, pág. 7304–7311, 2019. DOI: 10.1109 / TAP.2019.2927841
- ^ PL Tokarsky, AA Konovalenko, SN Yerin e IN Bubnov, "Un subarreglo de antena activo para el radiotelescopio de baja frecuencia GURT - Parte II: Análisis numérico y experimento", IEEE Transacciones sobre antenas y propagación, vol. 67, es. 12, pág. 7312–7319, 2019. DOI: 10.1109 / TAP.2019.2929322