Медічинська радіообсерваторія

Медічинська радіообсерваторія

44°31′15″ пн. ш. 11°38′49″ сх. д.
Країна	Італія
Організація	Національний інститут астрофізики і Інститут радіоастрономії Болоньї
Сайт:	med.ira.inaf.it/index.html
Медічинська радіообсерваторія Медічинська радіообсерваторія (Італія)
Медічинська радіообсерваторія у Вікісховищі

Медічинська радіообсерваторія (англ. Medicina Radio Observatory) — астрономічна обсерваторія в Італії, розташована за 30 км від Болоньї. Управляється Інститутом радіоастрономії Національного інституту астрофізики.

В обсерваторії містяться:

• Параболічний радіотелескоп діаметром 32 м для спостереження на частотах від 1,4 до 23 ГГц. Він використовується як самостійний інструмент для астрофізичних спостережень (таких як мазерна спектроскопія води та метанолу), експериментів SETI та радіолокаційного моніторингу навколоземних об'єктів. В режимі радіоінтерферометра з наддовгою базою він працює як частина Європейської РНДБ-мережі[1].
• Багатоелементний циліндро-параболічний транзитний радіотелескоп «Північний Хрест» розміром 564 на 640 м (30000 м^2) для спостережень на частоті 408 МГц[2].

Радіотелескоп «Північний Хрест»

Радіотелескоп «Північний Хрест»[3] (італ. Croce del Nord) — один із найбільших транзитних радіотелескопів у світі. Спостереження зосереджені навколо частоти 408 МГц, що відповідає довжини хвилі 73,5 см. Старі приймачі телескопа працювали в діапазоні частот шириною 2,5 МГц, а нові мають ширину смуги пропускання 16 МГц[4]. Телескопом можна керувати лише за схиленням, тобто він може спостерігати лише об'єкти, які мають кульмінацію на місцевому небесному меридіані[2]. Телескоп має Т-подібну форму і складається з двох рукавів:

• Рукав схід-захід — один відбивач 560 м х 35 м (1536 диполів)
• Рукав північ-південь — масив із 64 відбивачів 640 м х 23,5 м (4096 диполів)

Телескоп має поле зору 55,47 градуса (схід-захід) на 1,8 градуса (північ-південь)[4]. Роздільна здатність становить приблизно 4–5 кутових мінут у напрямку північ–південь і 4 кутові мінути у напрямку схід–захід. Північний Хрест є найбільшою антеною УВЧ-діапазону в Північній півкулі з ефективністю апертури 60 %, що робить її другою у світі після радіотелескопа Аресібо[4]. Це дозволяє Північному Хресту ідентифікувати та вимірювати дуже слабкі джерела, що робить його особливо корисним для позагалактичних досліджень[2].

Існують плани модернізації східно-західного рукава телескопа до LOFAR SuperStation завдяки хорошим характеристикам циліндрично-параболічної антени в діапазоні частот 100—700 МГц. Оскільки LOFAR працює в діапазоні 120—240 МГц, а Північний Хрест, оптимізований на 408 МГц, то доведеться замінити деякі з його приймачів на широкосмугові. Ця установка матиме ефективну площу набагато більшу, ніж будь-яка інша віддалена станція LOFAR. Якщо поширити на всю площу 22 000 квадратних метрів східно-західного рукава, то це дасть таку ефективну площу, як 20 стандартних віддалених станцій LOFAR, і тим забезпечить значне підвищення чутливості спостережень[5].

Square Kilometre Array pathfinder

Фото роботи відомого італійського фотографа Паоло Монті

Зараз Північний Хрест використовується як технологічний тест (pathfinder) для Square Kilometre Array (SKA)[6]. Робота спрямована на дослідження підсилення та фільтрації сигналів між виходом низькошумового підсилювача та входом аналого-цифрового перетворювача для SKA. Медічинська радіообсерваторія вивчає всі проблеми, пов'язані з антенною решіткою, за допомогою прототипу установки під назвою MAD (англ. Medicina Array Demonstrator, Медічинський демонстратор масиву)[7].

Співробітники обсерваторії також побудували нові приймачі-демонстратори для SKA під назвою BEST (англ. Basic Element for SKA Training, базовий елемент для тренування SKA), що є частиною фінансованої ЄС програми SKADS (англ. SKA Design Studies, дослідження дизайну SKA)[8]. Проєкт стартував у 2005 році і завершився у 2009 році. Це передбачало встановлення нових приймачів на деяких рефлекторах північно-південної секції (а пізніше східно-західної секції) телескопа Північний Хрест[9]. Проєкт BEST поділявся на три частини[8]:

• BEST-1 — встановлено 4 нових приймачі на одному відбивачі північно-південного рукава[10].
• BEST-2 — встановлено 32 приймачі на 8 рефлекторах північно-південного рукава[11].
• BEST-3lo орієнтувався на низькі частоти — від 120 до 240 МГц. На частині східно-західного рукава були встановлені оптимізовані для 120—240 МГц логперіодичні антени^[en] та 18 приймачів[12].

Відстеження космічного сміття

Тривають спроби використовувати 32-метрову антену як приймач для радіолокаційного відстеження штучних супутників і космічного сміття на орбіті Землі. Система функціонує як бістатичний радар, де випромінювач, розташований в іншому місці, посилає сигнал, який відбивається від об'єктів на орбіті, а відлуння вловлюється приймачем. 32-метрова антена виконує роль приймача, тоді як зазвичай український радіотелескоп РТ-70 в Євпаторії виконує функцію передавача. Системи можуть або активно відстежувати уламки, щоб точніше визначити їхню орбіту, або використовувати техніку, яка називається паркуванням променя, коли передавальні та приймальні антени залишаються зафіксованими в заданому положенні, а уламки приходять у спостережувану зону та виходять із неї. Вимірювання, отримані за допомогою такої системи, можна використовувати для визначення ефективної площі розсіювання об'єкта, часу появи піку, коефіцієнта поляризації, бістатичного доплерівського зсуву та обертання цілі. В одному з проведених випробувань система «Євпаторія-Медічина» змогла виявити об'єкт із орієнтовним радіолокаційним перерізом 0,0002 м^2, який утворився в результаті зіткнення супутників «Іридіум 33» і «Космос-2251». Система також може функціонувати як мультистатичний радар, використовуючи 32-метрові приймачі в Медічині і радіообсерваторії Ното в Італії та Вентспілському міжнародному радіоастрономічному центрі у Латвії[13].

Радіотелескоп Північний Хрест також був частиною досліджень відстеження космічного сміття, використовуючись як багатопроменевий приймач для бістатичної радіолокаційної системи. Перша випробувана конфігурація — це квазімоностатична радіолокаційна система з передавальною антеною розміром 3 м, розташована в Баньярі-ді-Романья — в 20 км від приймача. Друга конфігурація була імітацією справжньої бістатичної радіолокаційної системи з передавачем діаметром 7 м, розташованим на місці Сардинського радіотелескопа. Система має максимальне поле огляду приблизно 100 квадратних градусів і площу збору приблизно 27400 м^2 і здатна видавати до 22880 променів, кожен шириною 4 на 4 кутові хвилини. Відстеження послідовності освітлюваних променів дає змогу відстежувати цілі з вищим рівнем деталізації, ніж з однопроменеві системи[4]. Радіотелескоп Північний Хрест у бістатичній радарній конфігурації також є частиною сегменту програми ЄСА космічного спостереження та відстеження Space Situational Awareness Program^[en][14].

Примітки

1. Home page. Medicina Radio Observatory. Процитовано 30 квітня 2015.
2. Description. Medicina Radio Observatory. Архів оригіналу за 4 березня 2016. Процитовано 30 квітня 2015.
3. ATel #16130: Four new bursts from FRB 20220912A at 408 MHz. The Astronomer's Telegram.
4. A. Morselli and R. Armellin and P. Di Lizia and F. Bernelli-Zazzera and E. Salerno and G. Bianchi and S. Montebugnoli and A. Magro and K.Z. Adami (2014). Orbit determination of space debris using a bi-static radar configuration with a multiple-beam receiver (PDF). International Astronautical Congress, IAC 2014. Toronto, Canada. с. 1—11.
5. LOFAR SuperStation. Medicina Radio Observatory. Процитовано 2 травня 2015.
6. SKA Activities. Medicina Radio Observatory. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 квітня 2015.
7. Technology Developments. IRA-INAF. Процитовано 2 травня 2015.
8. BEST-X Project. IRA-INAF. Процитовано 22 травня 2015.
9. Receiver Design and Development. IRA-INAF. Процитовано 2 травня 2015.
10. BEST-1. IRA-INAF. Процитовано 22 травня 2015.
11. BEST-2. IRA-INAF. Процитовано 22 травня 2015.
12. BEST-3lo. IRA-INAF. Процитовано 22 травня 2015.
13. Pupillo, G. and Salerno, E. and Bartolini, M. and Di Martino, M. and Mattana, A. and Montebugnoli, S. and Portelli, C. and Pluchino, S. and Schilliro, F. and Konovalenko, A. and Nabatov, A. and Nechaeva, M. (2012). The INAF contribution to the ASI Space Debris program: observational activities (PDF). Memorie della Societa Astronomica Italiana Supplementi. Т. 20. с. 43. Bibcode:2012MSAIS..20...43P. Архів оригіналу (PDF) за 12 грудня 2023. Процитовано 12 грудня 2023.
14. Europe's Radar Space Surveillance and Tracking Sensors. ESA. Архів оригіналу за 18 червня 2015. Процитовано 4 травня 2015.

Посилання

• Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Медічинська радіообсерваторія
• Medicina Radio Astronomical Station website
• Older website
• Northern Cross website