Радиотелескопическая обсерватория в Новом Южном Уэльсе, Австралия
Обсерватория
Обсерватория Паркса — радиоастрономическая обсерватория, расположенная в 20 километрах (12 милях) к северу от города Паркс, Новый Южный Уэльс , Австралия. Здесь находится Murriyang , 64-метровый радиотелескоп CSIRO Parkes, также известный как « Тарелка », [1] а также два меньших радиотелескопа . 64-метровая тарелка была одной из нескольких радиоантенн, используемых для приема прямых телевизионных изображений посадки Аполлона-11 на Луну. Ее научный вклад на протяжении десятилетий привел к тому, что ABC описала ее как «самый успешный научный инструмент, когда-либо созданный в Австралии» после 50 лет эксплуатации. [1]
Радиотелескоп Паркса , завершенный в 1961 году, был детищем Э. Г. «Тэффи» Боуэна , руководителя Радиофизической лаборатории CSIRO. Во время Второй мировой войны он работал над разработкой радаров в Соединенных Штатах и наладил связи в их научном сообществе. Обратившись к этой старой сети друзей , он убедил две благотворительные организации, Корпорацию Карнеги и Фонд Рокфеллера , профинансировать половину стоимости телескопа. Именно это признание и ключевая финансовая поддержка со стороны Соединенных Штатов убедили премьер-министра Австралии Роберта Мензиса согласиться профинансировать остальную часть проекта. [3]
Место в Парксе было выбрано в 1956 году, поскольку оно было доступно, но достаточно далеко от Сиднея, чтобы небо было ясным. Кроме того, мэр Сес Мун и землевладелец Австралия Джеймс Хелм оба были в восторге от проекта. [4]
Телескоп продолжает совершенствоваться, и по состоянию на 2018 год он стал в 10 000 раз чувствительнее своей первоначальной конфигурации. [6]
Радиотелескоп
Аппаратное обеспечение
Основным инструментом для наблюдений является 64-метровый (210 футов) подвижный телескоп с тарелкой, второй по величине в Южном полушарии и один из первых больших подвижных телескопов в мире ( DSS-43 в Тидбинбилле был увеличен с 64 метров (210 футов) до 70 метров (230 футов) в 1987 году, превзойдя Паркса). [7]
Внутренняя часть тарелки выполнена из цельного алюминия , а внешняя часть — из мелкой алюминиевой сетки [8] , что придает ей характерный двухцветный вид.
В начале 1970-х внешние сетчатые панели были заменены перфорированными алюминиевыми панелями. Внутренняя гладкая металлизированная поверхность была модернизирована в 1975 году, что обеспечило возможность фокусировки микроволн сантиметрового и миллиметрового диапазона . [9]
В 2003 году внутренняя алюминиевая обшивка была расширена до диаметра 55 метров (180 футов), что улучшило сигналы на 1 дБ . [10]
Телескоп имеет альтазимутальную монтировку . Он управляется небольшим макетом телескопа, размещенным внутри конструкции на тех же осях вращения, что и тарелка, но с экваториальной монтировкой . Они оба динамически блокируются при отслеживании астрономического объекта лазерной системой наведения. Этот первично-вторичный подход был разработан Барнсом Уоллисом .
Приемники
Фокусная кабина расположена в фокусе параболической тарелки, поддерживаемой тремя стойками на высоте 27 метров (89 футов) над тарелкой. Кабина содержит несколько радио- и микроволновых детекторов, которые могут быть включены в фокусный луч для различных научных наблюдений.
К ним относятся: [11]
Приемник длиной 1050 см (34,4 фута) (теперь заменен на UWL)
Многолучевой приемник – 13-роговый приемник, охлаждаемый до −200 °C (−328,0 °F; 73,1 K) для 21-сантиметровой (8,3 дюйма) линии водорода. [12] [13]
Приемник H-OH (теперь заменен на UWL)
Приемник GALILEO (теперь заменен на UWL)
Многодиапазонные приемники AT, охватывающие диапазоны 2,2-2,5,4,5-5,1 и 8,1-8,7 ГГц
Сверхширокополосный низкочастотный (UWL) приемник – установленный в 2018 году, он может одновременно принимать сигналы от 700 МГц до 4 ГГц. [14] Он охлаждается до −255 °C (−427,0 °F; 18,1 K) для минимизации шума и позволит астрономам работать над несколькими проектами одновременно. [6] [15]
18-метровая антенна «Блюдо Кеннеди»
18-метровая (59 футов) антенна «Блюдо Кеннеди» была перенесена из обсерватории Флер (где она была частью телескопа Миллс-Кросс ) в 1963 году. Установленная на рельсах и приводимая в действие двигателем трактора, чтобы можно было легко изменять расстояние между антенной и главным зеркалом, она использовалась в качестве интерферометра с главным зеркалом. Фазовая нестабильность из-за открытого кабеля привела к тому, что ее способность наведения была уменьшена, но ее можно было использовать для определения размеров и распределения яркости. В 1968 году она успешно доказала, что доли радиогалактики не расширяются, и в ту же эпоху внесла вклад в исследования линий водорода и OH . В качестве автономной антенны она использовалась при изучении Магелланова потока . [16]
Он использовался в качестве антенны восходящей линии связи в программе «Аполлон», поскольку более крупный телескоп Паркса предназначен только для приема. [17] Он сохраняется в Австралийском национальном телескопическом фонде. [18]
Построен в 1961 году и был полностью введен в эксплуатацию в 1963 году.
Серия лунных покрытий радиоисточника 3C 273, наблюдавшихся телескопом Паркса в 1962 году, была использована для определения его точного положения, что позволило астрономам найти и изучить его визуальный компонент. Вскоре его назовут «квазизвездными радиоисточниками» ( квазарами ), и наблюдение Паркса стало первым случаем, когда этот тип объекта был связан с оптическим аналогом. [19]
С 1964 по 1966 год проводится и публикуется обзор всего неба на частоте 408 МГц южного неба (первая версия Каталога радиоисточников Паркса ), в ходе которого обнаружено более 2000 радиоисточников, включая множество новых квазаров. [20]
Второй обзор всего неба на частоте 2700 МГц начался в 1968 году (завершен в 1980 году). [20]
Быстрые радиовсплески были обнаружены в 2007 году, когда Дункан Лоример из Университета Западной Вирджинии поручил своему студенту Дэвиду Наркевичу просмотреть архивные данные, записанные в 2001 году радиотарелкой Паркса. [23]
Анализ данных исследования обнаружил 30- янский рассеянный всплеск , который произошел 24 июля 2001 года, [24] длительностью менее 5 миллисекунд, расположенный в 3° от Малого Магелланова Облака . [25] В то время предполагалось, что FRB могут быть сигналами из другой галактики, выбросами нейтронных звезд или черных дыр. [26] Более поздние результаты подтверждают, что магнетары , разновидность сильно намагниченной нейтронной звезды, могут быть одним из источников быстрых радиовсплесков. [27]
Открытие Перитона
В 1998 году телескоп Паркса начал обнаруживать быстрые радиовсплески и похожие сигналы, названные перитонами . Считалось, что перитоны имеют земное происхождение, например, помехи от ударов молнии. [28] [29] [30] [31] В 2015 году было установлено, что перитоны были вызваны сотрудниками, открывающими дверцу микроволновой печи учреждения во время ее цикла. [32] [33] [34] Когда дверца микроволновой печи была открыта, микроволны 1,4 ГГц из фазы выключения магнетрона могли вырваться наружу. [35] Последующие испытания показали, что перитон может быть сгенерирован на частоте 1,4 ГГц, когда дверца микроволновой печи открывается преждевременно, а телескоп находится под соответствующим относительным углом. [36]
Прорыв Слушать
Телескоп был заключён контракт на использование в поиске радиосигналов от внеземных технологий для щедро финансируемого проекта Breakthrough Listen . [37] [38] Основная роль телескопа Паркса в программе будет заключаться в проведении обзора галактической плоскости Млечного Пути в диапазоне частот от 1,2 до 1,5 ГГц и целевом поиске приблизительно 1000 близлежащих звёзд в диапазоне частот от 0,7 до 4 ГГц.
Исторические неастрономические исследования
Во время миссий «Аполлон» на Луну обсерватория Паркса использовалась для передачи сигналов связи и телеметрии в НАСА , обеспечивая покрытие, когда Луна находилась на австралийской стороне Земли. [39]
Телескоп также сыграл роль в передаче данных с миссии NASA Galileo на Юпитер, для которой требовалась поддержка радиотелескопа из-за использования его резервной телеметрической подсистемы в качестве основного средства передачи научных данных.
Обсерватория по сей день продолжает отслеживать многочисленные космические миссии, в том числе:
Миссии «Вояджер» (но больше не из-за расстояния между зондами, только 70-метровая (230-футовая) антенна в CDSCC все еще может связываться с двумя зондами «Вояджер», «Вояджером-1» и «Вояджером-2» .) [40]
CSIRO сняла несколько документальных фильмов об этой обсерватории, некоторые из которых размещены на YouTube. [41]
Трансляция Аполлона-11
Когда Базз Олдрин включил телекамеру на Лунном модуле , три антенны слежения одновременно приняли сигналы. Это были 64-метровая (210 футов) антенна Голдстоуна в Калифорнии, 26-метровая (85 футов) антенна в Ханисакл-Крик около Канберры в Австралии и 64-метровая (210 футов) тарелка в Парксе.
Поскольку они начали выход в открытый космос рано, Луна была только немного выше горизонта и ниже видимости основного приемника Parkes. Хотя они смогли поймать качественный сигнал от внеосевого приемника, международная трансляция чередовалась между сигналами из Goldstone и Honeysuckle Creek, последний из которых в конечном итоге транслировал первые шаги Нила Армстронга на Луне по всему миру. [42] [39]
Чуть меньше, чем через девять минут трансляции, Луна поднялась достаточно высоко, чтобы ее могла уловить главная антенна, и международная трансляция переключилась на сигнал Паркса. Качество телевизионных изображений от Паркса было настолько превосходным, что НАСА продолжало использовать Паркса в качестве источника телевидения на оставшуюся часть 2,5-часовой трансляции. [43] [39] : 287–288
В преддверии посадки порывы ветра, превышающие 100 км/ч (62 мили в час), обрушивались на телескоп Паркса, и телескоп работал за пределами безопасных пределов во время всей прогулки по Луне. [39] : 300–301
Марсоходы
В 2012 году обсерватория получила специальные сигналы от марсохода Opportunity (MER-B), чтобы имитировать радиосвязь марсохода Curiosity в диапазоне УКВ. [44] Это помогло подготовиться к предстоящей посадке Curiosity (MSL) в начале августа — он успешно приземлился 6 августа 2012 года. [44]
Центр посетителей
Центр посетителей обсерватории Паркса позволяет посетителям наблюдать за движением тарелки. Здесь есть экспонаты об истории телескопа, астрономии и космической науке, а также 3D-кинотеатр.
Наследие
В 1995 году радиотелескоп был объявлен Национальной инженерной достопримечательностью организацией Engineers Australia . [45] В номинации указывались его статус как крупнейшего радиотелескопа южного полушария, элегантная конструкция с функциями, скопированными у более поздних телескопов Deep Space Network , научные открытия и социальная значимость посредством «усиления имиджа [Австралии] как технологически развитой страны». [46]
В понедельник, 31 октября 2011 года, Google Australia заменила свой логотип на Google Doodle в честь 50-летия обсерватории Паркса. [47]
В 1964 году телескоп был показан в начальной сцене в фильме «Чужак» , первом австралийском научно-фантастическом телесериале местного производства. Некоторые сцены также снимались на месте у телескопа и внутри обсерватории. [49]
Обсерватория и телескоп были показаны в фильме 2000 года «Блюдо» , вымышленном рассказе об участии обсерватории в высадке на Луну миссии «Аполлон-11» . [50]
В ноябре 2020 года на Неделе NAIDOC трем телескопам обсерватории были даны имена Вираджури . Главный телескоп («Блюдо») — Мурриянг , в честь дома среди звезд Бийями, духа-творца. Меньшая 12-метровая антенна, построенная в 2008 году, — Гиялунг Миил , что означает «Умный глаз». Третья, выведенная из эксплуатации антенна — Гиялунг Гулуман , что означает «Умная антенна». [51]
^ ab Robertson, Peter (9 февраля 2010 г.). "40 Years of The Dish". ABC Science . ABC . Архивировано из оригинала 15 июля 2014 г. . Получено 16 июня 2014 г. .
^ Ферлонг, Кейтлин; Вудберн, Джоанн (10 августа 2020 г.). «Радиотелескоп CSIRO Parkes – The Dish – добавлен в список национального наследия». ABC News . Australian Broadcasting Corporation . Получено 11 августа 2020 г. .
^ Робертсон, Питер. "40 лет The Dish". Australian Broadcasting Corporation. Архивировано из оригинала 7 марта 2007 года . Получено 10 февраля 2007 года .
^ "Строительство радиотелескопа Паркса". CSIROpedia. 11 февраля 2011 г. Архивировано из оригинала 15 июля 2019 г. Получено 15 июля 2019 г.
^ Goss, WM; Hooker, C.; Ekers, RD (2023). «Размышления о науке GRT, после 1961 г.». Joe Pawsey и основание австралийской радиоастрономии . Историческая и культурная астрономия. Springer, Cham. стр. 493–517. doi :10.1007/978-3-031-07916-0_32. ISBN978-3-031-07915-3. Получено 19 марта 2023 г. . Телескоп Паркса также оказался своевременным для космической программы США. Боуэн получил грант НАСА для Миннетта на участие в исследованиях в Лаборатории реактивного движения… для проектирования 210-футового инструмента [в итоге было построено три таких инструмента] для связи с очень далекими космическими зондами. Многие из особенностей Паркса, включая концепции привода и управления, были приняты.
^ ab Little, Christine (15 мая 2018 г.). «Многомиллионный приемник, который произведет революцию в науке на радиотелескопе Паркса». Parkes Champion Post . Архивировано из оригинала 17 июля 2019 г. Получено 17 июля 2019 г.
^ "Комплекс дальней космической связи Канберра". Лаборатория реактивного движения НАСА. Архивировано из оригинала 7 августа 2011 года.
^ Леверингтон, Дэвид (2017). Обсерватории и телескопы современности (PDF) . Cambridge University Press. стр. 285. ISBN978-0-521-89993-2. LCCN 2016026406. Архивировано (PDF) из оригинала 17 июля 2019 г. . Получено 17 июля 2019 г. .
^ "CSIRO's Parkes Telescope Surface Upgrade March 2003". Australia Telescope National Facility. Архивировано из оригинала 5 апреля 2019 года . Получено 15 июля 2019 года .
^ "Receivers and Correlators". Australia Telescope National Facility. Архивировано из оригинала 19 марта 2019 года . Получено 17 июля 2019 года .
^ Ломб, Ник (25 сентября 2012 г.). «Многолучевой приемник Паркса составил карту галактик по всему южному небу». Музей прикладных искусств и наук. Архивировано из оригинала 17 июля 2019 г. . Получено 17 июля 2019 г. .
^ Staveley-Smith, Lister (27 мая 1997 г.). "Описание многолучевого приемника". Australia Telescope National Facility. Архивировано из оригинала 19 марта 2019 г. Получено 17 июля 2019 г.
^ "Parkes radio-telescope gets an upgrade". Блог журнала Cosmos. 21 мая 2018 г. Архивировано из оригинала 15 июля 2019 г. Получено 15 июля 2019 г.
^ "Сверхширокополосный приемник в Парксе". Australia Telescope National Facility. Архивировано из оригинала 23 марта 2019 года . Получено 17 июля 2019 года .
^ Орчистон, Уэйн (июль 2012 г.). «18-метровая антенна Паркса: краткая историческая оценка». Журнал астрономической истории и наследия . 15 (2): 96–99. Bibcode : 2012JAHH...15...96O. doi : 10.3724/SP.J.1440-2807.2012.02.02. S2CID 220743447.
^ Кент Герман (13 декабря 2011 г.). «Внизу, „тарелка“ смотрит в небеса (фото): и большие, и маленькие». cnet. Архивировано из оригинала 16 июля 2019 г. Получено 16 июля 2019 г.
^ Уэйн Орчистон, ред. (2005). Новая астрономия: открытие электромагнитного окна и расширение нашего взгляда на планету Земля. Springer. стр. 163. ISBN1-4020-3724-4.
^ Паркс и 3C273, Идентификация первого квазара, parkes.atnf.csiro.au
^ Обзоры Parkes-MIT-NRAO (PMN), радиотелескоп Parkes 64m расположен в Парксе, Новый Южный Уэльс, virtualobservatory.org
^ "Parkes Pulsar Timing Array". Австралийский телескоп National Facility Wiki. Архивировано из оригинала 5 июля 2016 года . Получено 10 августа 2016 года .
^ Макки, Мэгги (27 сентября 2007 г.). «Внегалактические радиовсплески озадачивают астрономов». New Scientist . Получено 18 сентября 2015 г.
^ Д. Р. Лоример; М. Бейлс; М. А. Маклафлин; DJ Наркевич; и др. (27 сентября 2007 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск внегалактического происхождения». Наука . 318 (5851): 777–780. arXiv : 0709.4301 . Бибкод : 2007Sci...318..777L. дои : 10.1126/science.1147532. hdl : 1959.3/42649. PMID 17901298. S2CID 15321890 . Проверено 23 июня 2010 г.
^ Chiao, May (2013). «Без вспышки на сковороде». Nature Physics . 9 (8): 454. Bibcode : 2013NatPh...9..454C. doi : 10.1038/nphys2724 .
^ Девлин, Ханна (10 января 2018 г.). «Астрономы, возможно, приближаются к источнику загадочных быстрых радиовсплесков». The Guardian .
^ Андерсен, Б.; и др. (4 ноября 2020 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск от галактического магнетара». Nature . 587 (7832): 54–58. arXiv : 2005.10324 . Bibcode :2020Natur.587...54C. doi :10.1038/s41586-020-2863-y. PMID 33149292. S2CID 218763435 . Получено 5 ноября 2020 г. .
^ Перлман, Джонатан (5 мая 2015 г.). «Странный сигнал из «внешнего космоса», озадачивший австралийских ученых, оказался микроволновой печью». The Telegraph . Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Получено 4 апреля 2018 г.
↑ Моника Тан (5 мая 2015 г.). «Микроволновая печь виновата в загадочном сигнале, который поставил астрономов в тупик». The Guardian . Архивировано из оригинала 3 марта 2017 г. Получено 16 декабря 2016 г.
^ Хейслер, Йони (5 мая 2015 г.). «Загадочные радиосигналы телескопа Паркса исходили не от инопланетян, а от микроволновки — BGR». BGR . Архивировано из оригинала 7 мая 2015 г. . Получено 7 мая 2015 г. .
^ Джордж, Хани (6 мая 2015 г.). «Ученые, работающие на телескопе Паркса, обнаружили, что сигналы из внешнего космоса исходили не от инопланетян, а от их микроволновой печи». International Business Times . Архивировано из оригинала 29 мая 2016 г. Получено 7 мая 2015 г.
^ "Ученые телескопа Паркса обнаружили «странные сигналы» от кухонной микроволновки". ABC News . 5 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 7 мая 2015 г. Получено 7 мая 2015 г.
^ "Микроволновая печь десятилетиями ставила в тупик астрономов". Wired UK . Архивировано из оригинала 19 мая 2016 года . Получено 7 сентября 2017 года .
^ «Ученые, работающие на телескопе в Парксе, обнаружили, что странные «космические сигналы» на самом деле исходили из кухонной микроволновки». MSN. 5 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 8 мая 2015 г. Получено 7 мая 2015 г.
^ «Астрономическая загадка решена: это космические сигналы, но не такие, какими мы их знаем». The Sydney Morning Herald . 5 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 6 мая 2015 г. Получено 7 мая 2015 г.
^ Петрофф, Э.; Кин, Э.Ф.; Барр, Э.Д.; Рейнольдс, Дж.Э.; Саркиссян, Дж.; Эдвардс, ПГ; Стивенс, Дж.; Брем, К.; Джеймсон, А.; Берк-Сполаор, С.; Джонстон, С.; Бхат, Н.Д.Р.; Чандра, П.; Кудале, С.; Бхандари, С. (2015). «Определение источника перитонов на радиотелескопе Паркса». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 451 (4): 3933. arXiv : 1504.02165 . Bibcode : 2015MNRAS.451.3933P. doi : 10.1093/mnras/stv1242 .
^ Чжан, Сара (20 июля 2015 г.). «Российский магнат тратит 100 миллионов долларов на охоту за пришельцами». WIRED . Архивировано из оригинала 13 апреля 2016 г.
^ «Поиски внеземной жизни Стивеном Хокингом за 135 миллионов долларов: телескоп Паркса в Новом Южном Уэльсе проложит путь». NewsComAu . 12 августа 2015 г. Архивировано из оригинала 18 октября 2015 г. Получено 23 октября 2015 г.
^ abcd Саркисян, Джон (2001). «На крыльях орла: поддержка обсерваторией Паркса миссии Аполлон-11» (PDF) . Публикации Астрономического общества Австралии . 18 (3): 287–310. Bibcode :2001PASA...18..287S. doi : 10.1071/AS01038 . Архивировано (PDF) из оригинала 2 апреля 2019 г. . Получено 15 июля 2019 г. .
^ "Жизнь Вселенной". Australian Broadcasting Corporation. Архивировано из оригинала 12 марта 2017 года . Получено 23 марта 2017 года .
^ "CSIRO YouTube Channel". YouTube . Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 . Получено 26 ноября 2016 .
^ Эндрю Тинк (15 июля 2019 г.). «Honeysuckle Creek: малоизвестные герои трансляции прогулки по Луне». Australian Geographic. Архивировано из оригинала 15 июля 2019 г. Получено 15 июля 2019 г.
^ Фальк, Дэн (9 июля 2019 г.). «Штормовой ветер в Австралии почти прервал трансляцию высадки на Луну». Smithsonian Magazine. Архивировано из оригинала 14 июля 2019 г. Получено 14 июля 2019 г.
^ ab "Миссия марсохода Mars Exploration Rover: все обновления возможностей". Лаборатория реактивного движения NASA. Архивировано из оригинала 12 августа 2012 года . Получено 14 августа 2012 года .
^ "Radio Telescope, Parkes, 1961-". Engineers Australia. Архивировано из оригинала 14 сентября 2016 года . Получено 9 сентября 2016 года .
^ "Заявка в Институт инженеров Австралии на номинацию радиотелескопа Паркса в качестве национального инженерного памятника" (PDF) . Инженеры Австралии. 15 октября 1995 г.
^ Кидман, Алекс (31 октября 2011 г.). «Google Doodle празднует обсерваторию Паркса». Gizmodo. Архивировано из оригинала 5 ноября 2011 г. Получено 13 ноября 2011 г.
^ Ферлонг, Кейтлин; Вудберн, Джоанна (10 августа 2020 г.). «Радиотелескоп CSIRO Parkes – The Dish – добавлен в список национального наследия». ABC Central West . Получено 10 августа 2020 г. .
↑ Maguire, Dannielle (2 февраля 2020 г.). «The Stranger, австралийский ответ Doctor Who, премьера на ABC iview после десятилетий в хранилищах». ABC . Получено 11 февраля 2020 г.
^ Баркхэм, Патрик (25 мая 2001 г.). «Dishing up an Australian legend». The Guardian . Получено 1 октября 2018 г. .
↑ Хью Хоган (9 ноября 2020 г.). «Радиотелескоп CSIRO Parkes — The Dish — получил имя Wiradjuri в ознаменование начала недели NAIDOC». Australian Broadcasting Corporation . Получено 9 ноября 2020 г.
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Обсерватория Паркса» .
Официальный сайт
Факты обсерватории Паркса и информация о центре для посетителей
Экскурсия по радиотелескопу Паркса (1979)
ABC Science, 2001: 40 лет Dish
Посмотрите блюдо в действии
Наблюдение за Маринером IV с помощью 210-футового радиотелескопа Паркса
Звук поющей Вселенной - ABC Radio National радиодокументальный фильм об истории «тарелки» с момента ее создания