Як можна сфокусувати радіотелескопи на зірці, коли земля крутиться?

Читаючи про Star KIC 8462852, було сказано, що проект SETI повернув свої радіотелескопи в бік зірки для пошуку зайвих наземних радіосигналів, оскільки зірка мала дивні коливання світла. Як ми можемо вказати з землі радіотелескоп на зірку, яка знаходиться в 1480 світлових роках, поки земля крутиться зі швидкістю 1675 км / год, і тримати її зосередженою, або, у випадку радіотелескопа, вирівняною для того, щоб спробувати отримати радіо хвилі ??

Частина відповіді, яка, як я підозрюю, потребує оригінального запитувача, полягає в тому, що хоча Земля справді крутиться дуже швидко, кількість поверхні Землі рухається відносно астрономічного об'єкта невелика.

Тож ви ставите мотори в основу телескопа, щоб він повільно повертався, щоб подивитися на той самий проміжок неба. Не потрібно переорієнтовуватися, оскільки телескопи дивляться на об'єкти настільки далеко, що фокус не має значення. Вам не потрібно нічого робити, тому що рух Землі плавний і безперервний, і справа не в тому, як швидко ви рухаєтесь, а в тому, як швидко ви повертаєтеся. У нашому випадку одне повне коло кожні 24 години, яке відбувається досить повільно.

Фокус на нескінченності просто означає, що ви встановите фокус телескопа так, щоб об’єкт, який знаходиться нескінченно далеко, знаходився в ідеальному фокусі. Це залежить від якості телескопа, але практична різниця між фокусом у нескінченності та фокусом на фактичній відстані зникає через кілька миль або близько того. На відстані зірок, по суті, різниці взагалі немає.

Спочатку ви говорите про те, щоб вказувати телескоп на джерело, а не фокусувати його на джерелі. Телескопи, як правило, зосереджені на нескінченності, і немає необхідності компенсувати обертання Землі у фокусуванні.

Швидкість руху розташування телескопів на Землі також не має прямого значення, а релевантне - очевидне обертання неба навколо проекції осі Землі на небо. Тобто (у Північній півкулі) обертання неба навколо полюсної зірки.

Існує ряд способів боротьби з обертанням землі.

1. Насправді використовуйте його для сканування джерел

2. Приводьте телескоп, щоб він вказував у напрямку, що цікавить

3. Відстежуйте джерело (використовуйте кілька каналів, щоб виміряти похибку джерела від бореса і підвести телескоп до нуля помилки).

:

тощо

Це насправді не має нічого спільного з радіотелескопами, але є загальним для всіх телескопів, включаючи оптичні.

Оскільки швидкість світла настільки швидша, ніж швидкість телескопа, зірка виглядає так, що стоїть нерухомо на небі, тому телескопу потрібно лише відстежувати його, коли він рухається по небі зі швидкістю 15 градусів на годину.

Однак швидкість світла не нескінченна, і там є вимірюваний ефект. Коли ви їдете в машині, поки йде дощ, і дощ переважно сприймає ваше лобове скло, вам здається, що дощ іде з якогось місця перед вами, навіть якщо він падає прямо вниз, і через це, коли ви спробуйте дивитися прямо на джерело дощу, ви дивитесь нахилити голову вперед, а не дивитесь прямо вгору. Те саме відбувається зі світлом від зірок. Оскільки Земля рухається навколо своєї орбіти і крутиться на своїй осі, світло, що падає «прямо вниз» на нас, схоже, що воно йде з положення трохи вперед. Це називається зоряною аберацією. Це не великий ефект, але він досить великий, що якщо ви намагаєтеся точно зрозуміти, де знаходяться зірки, то вам потрібно це виправити.

Для управління цим є два процеси:

По-перше, телескопи (справді великі антени) спрямовані механічно і рухаються, щоб вони могли підтримувати прийом певного місця зірки / джерела / неба у часі.

Однак, за винятком зірок, що знаходяться безпосередньо поблизу полюсних зірок, з часом зоря піде нижче обрію. Як тільки це станеться, телескоп / антена не зможе отримати більше, поки джерело знову не з’явиться над горизонтом.

У цей момент відбувається те, що у нас є багато телескопів / антен у всьому світі, які контролюються колективно. Задовго до того, як зірка / джерело / тощо опуститься нижче горизонту для одного телескопа, інший телескоп далі на захід вже вказував на нього і отримує той самий сигнал. Після того, як цей перехід відбувся, попередній телескоп може вибрати іншу ціль - щось інше з іншого боку планети, яке буде падати нижче горизонту для телескопа далі на схід.

Таким чином:

• Телескопи постійно користуються, вказуючи на цікаві речі
• Речі, які потребують постійного моніторингу, можна контролювати безперебійно, незважаючи на поворот світу
• Ми можемо спостерігати будь-що в будь-який час, доки в радіотелескопній мережі є час
• Обмін ресурсами дозволяє вченим вести науку більш повно та недорого
• Маючи одразу 2 або більше телескопів, які вказують на один і той же об’єкт, ми можемо ефективно збільшити співвідношення сигнал / шум і отримати кращі дані - технічно це дуже схоже на наявність однієї земної антени, а не двох крихітних (відносно) антен.
• За допомогою центрального управління цілою всесвітньою мережею, що бере участь, вчені можуть в будь-який час реагувати на раптові явища, як сплески, незалежно від положення землі

Те, як працюють телескопи, майже однакові в оптичній і радіохвильовій довжині - телескопи збирають електромагнітне випромінювання, а не фокусуються в точці. Причин цьому є кілька, головна з яких - кількість фотонів, що досягають телескопа з цікавого регіону, досить низька.

Для того, щоб зібрати більше фотонів, телескоп (або масив телескопів) повинен "заглянути" в цікаву зону протягом тривалого часу - це досягається у випадку наземних телескопів шляхом механічного керування антенами, щоб вони були спрямовані на той самий напрямок протягом тривалого часу. Принцип майже однаковий у просторі .

Для перегляду KIC 8462852 SETI використовував телескоп Arlen , який в основному являє собою набір з 42 антен, що сканують небо в радіохвиль. Проблема обертання Землі в основному вирішується в два етапи (радіо) телескопами.

• Керуючи антеною (e), як це було визначено програмним забезпеченням, щоб антена вказувала на однакове положення неба. Для зірки в ~ 1500 світлових років необхідна кутова швидкість досить мала і її можна легко забезпечити сучасними телескопами.

• Навіть якщо зірка (або будь-який інший об’єкт, що цікавить) проходить під горизонтом, телескоп може просто продовжити свою роботу на наступний день, зібравши більше фотонів. Звичайно, інші телескопи можуть взяти на себе цей телескоп, але кінцевий результат такий же - збір більше фотонів.

Скажімо, ви виходите в теплий літній день, лягаєте і дивитесь на зірки. Чомусь вам вдається не заснути, тоді як ви дивитесь на одну зірку цілу ніч. У вас не буде проблем із вказівкою на цю зірку (за винятком падаючих повік), як би не було проблемою навести телескоп на одну зірку.

Редагувати: допитливий прав, я не пояснив, як. Я зроблю це зараз: Є машина, яка називається мотор, або привід двигуна, або двигун, який перетворює електричну енергію в енергію руху. Трохи інженерно ви можете використовувати цю енергію руху, щоб повернути телескоп.

Інтелектуальні антени вже працюють, а формування програмного керування променями також зараз дуже використовується.

Тому навіть при цій дуже високій швидкості обертання землі відстеження зірок на великих відстанях не так вже й складно.

Тут також можуть допомогти високошвидкісні алгоритми збору та стиснення даних. Так що за допомогою контрольної техніки вдалося вказати на конкретний небесний об'єкт.