Войти
 Массив телескопов Аллена (ATA-42), 11 октября, 2007. | |
| Альтернативные названия | ATA  |
|---|---|
| Названы в честь | Пола Аллена |
| Часть | Радиообсерватории Хат-Крик |
| Местоположение (а) | Калифорния |
| Координаты | 40 ° 49'04 ″ N 121 ° 28'24 ″ W / 40,8178 ° N 121,4733 ° W / 40,8178; -121,4733 Координаты : 40 ° 49'04 ″ N 121 ° 28′24 ″ з.д. / 40,8178 ° N 121,4733 ° W / 40,8178; -121.4733 |
| Организация | Радиоастрономическая лаборатория. Институт SETI |
| Высота | 986 м (3235 футов) |
| Длина волны | 60, 2,7 см (500, 11100 МГц) |
| Построен | 2005 –2007 (2005 –2007 ) |
| Тип телескопа | Григорианский телескоп. радиоинтерферометр |
| Количество телескопов | 42 |
| Диаметр | 6,1 м (20 футов 0 дюймов) |
| Вторичный диаметр | 2,4 м (7 футов 10 дюймов) |
| Зона сбора | 1227 м (13210 кв. Футов) |
| Веб-сайт | www.seti.org / ata |
  Местоположение массива телескопов Аллена | |
 Связанные СМИ на Wikimedia Commons | |
Allen Telescope Array (ATA ), ранее известный как One Hectare Telescope (1hT ), представляет собой радиостанцию . телескоп массив, предназначенный для астрономических наблюдений и одновременного поиска внеземного разума (SETI). Массив расположен в радиообсерватории Хат-Крик в округ Шаста, 290 миль (470 км) к северо-востоку из Сан-Франциско, Калифорния.
Первоначально проект был разработан совместными усилиями Института SETI и Радиоастрономической лаборатории (RAL) в Калифорнийском университете в Беркли (Калифорнийский университет в Беркли) на средства, полученные от первоначального пожертвования долларов США в размере 11,5 миллионов долларов США от компании. Первый этап строительства был завершен, и 11 октября 2007 года ATA, наконец, вступила в строй с 42 антеннами (ATA-42) после того, как Пол Аллен (соучредитель Microsoft ) пообещал дополнительные 13,5 миллионов долларов на строительство первой и второй очереди.
Хотя в целом Аллен вложил в проект более 30 миллионов долларов, изначально ему не удалось построить 350 6,1 м (20 футов) антенн. была задумана, и в период с апреля по август 2011 года проект был приостановлен из-за нехватки финансирования, после чего наблюдения возобновились. Впоследствии Калифорнийский университет в Беркли вышел из проекта, завершив продажу активов в апреле 2012 года. В настоящее время предприятие управляется SRI International (ранее Стэнфордский исследовательский институт), независимым некоммерческим исследовательским институтом. По состоянию на 2016 год Институт SETI проводит наблюдения с помощью ATA с 18:00 до 6:00 ежедневно.
В августе 2014 года объекту угрожал лесной пожар в этом районе, и он был на короткое время отключен, но в конечном итоге остался практически невредимым.
Первоначально задуманная пионером SETI Фрэнком Дрейком, эта идея была мечтой Института SETI для лет. Однако исследования и разработки начались только в начале 2001 года после пожертвования 11,5 миллионов долларов США. В марте 2004 г., после успешного завершения трехлетней фазы исследований и разработок, Институт SETI представил трехуровневый план строительства телескопа. Строительство началось немедленно, благодаря обещанию Пола Аллена (соучредитель Microsoft ) в размере 13,5 миллионов долларов для поддержки строительства первой и второй фаз. Институт SETI назвал телескоп в честь Аллена. В целом Пол Аллен вложил в проект более 30 миллионов долларов.
ATA - это массив сантиметровых волн , который является пионером концепции большого числа и малого диаметра для построения радиотелескопов. По сравнению с большой тарелочной антенной , большое количество тарелок меньшего размера дешевле для той же зоны сбора. Чтобы получить одинаковую чувствительность, необходимо объединить сигналы от всех телескопов. Для этого требуется высокопроизводительная электроника, которая была непомерно дорогой. Из-за снижения стоимости электронных компонентов, необходимая электроника стала практически доступной, что привело к значительной экономии по сравнению с телескопами более традиционной конструкции. Это неофициально называется «заменой стали кремнием».
ATA обладает четырьмя основными техническими возможностями, которые делают его подходящим для ряда научных исследований: очень широкое поле зрения (2,45 ° при λ = 21 см), полная мгновенная частота покрытие от 0,5 до 11,2 гигагерц (ГГц), одновременное использование нескольких серверных модулей и активное подавление помех. Область неба, которую можно получить мгновенно, в 17 раз больше, чем можно получить с помощью телескопа Very Large Array. Мгновенный охват частот более четырех октав является беспрецедентным в радиоастрономии и является результатом уникальной конструкции источника питания, входного усилителя и пути прохождения сигнала. Активное подавление помех позволит вести наблюдения даже на частотах многих наземных радиоизлучателей.
Обзоры всего неба являются важной частью научной программы, и ATA будет иметь повышенную эффективность благодаря своей способности проводить внеземной разум ведет поиск (SETI) и другие радиоастрономические наблюдения одновременно. Телескоп может делать это путем разделения записанных сигналов в диспетчерской перед окончательной обработкой. Возможны одновременные наблюдения, поскольку для SETI, куда бы телескоп ни направлен, несколько звезд-мишеней будут находиться в большом поле зрения, обеспечиваемом 6-метровыми антеннами. По соглашению между Калифорнийским университетом в Беркли Радиоастрономической лабораторией (RAL) и Институтом SETI, потребности традиционной радиоастрономии определяли наведение антенны до 2012 года.
Планируется, что АТА будет включать 350 антенн диаметром 6 м и позволит проводить большие и глубокие радиоразведки, которые ранее были невозможны. Конструкция телескопа включает в себя множество новых функций, включая гидроформованные поверхности антенн, логопериодическое излучение, охватывающее весь диапазон частот от 500 мегагерц (МГц) до 11,2. ГГц, и малошумящие, широкополосные усилители с ровным откликом во всем диапазоне, что позволяет напрямую усиливать небесный сигнал. Этот усиленный сигнал, содержащий всю принятую полосу пропускания, передается от каждой антенны в комнату обработки по оптоволоконным кабелям . Это означает, что по мере совершенствования электроники и получения более широкой полосы пропускания необходимо менять только центральный процессор, а не антенны или каналы.
Прибор эксплуатировался и обслуживался RAL до тех пор, пока разработка массива не была приостановлена в 2011 году. RAL работала рука об руку с Институтом SETI во время проектирования и создания прототипов и была основным разработчиком фидерных поверхностей и поверхностей антенн., формирование луча, коррелятор и система формирования изображений для радиоастрономических наблюдений.
Комиссия по Десятилетнему обзору астрономии и астрофизики в своем отчете Астрономия и астрофизика в новом тысячелетии одобрила SETI и признала ATA (тогда называлась 1 - Hectare Telescope) в качестве важной ступеньки к созданию телескопа Square Kilometer Array (SKA). В последнем отчете Decadal рекомендуется прекратить финансовую поддержку SKA США, хотя участие США в прекурсорах SKA, таких как MeerKAT, Hydrogen Epoch of Reionization Array и Murchison Widefield Массив.
Хотя смета стоимости незавершенных проектов всегда сомнительна, а спецификации не идентичны (обычные телескопы имеют более низкую шумовую температуру, но ATA имеет большее поле зрения , например), ATA потенциально может стать гораздо более дешевой технологией радиотелескопов с заданной эффективной апертурой. Например, сумма, потраченная на первую фазу ATA-42, включая разработку технологии, составляет примерно одну треть стоимости новой копии Deep Space Network 34-метровой антенны с аналогичной зоной сбора. Аналогичным образом, сметная общая стоимость строительства остальных 308 тарелок была оценена (по состоянию на октябрь 2007 г.) примерно в 41 миллион долларов. Это примерно в два раза дешевле, чем стоимость последней большой радиоастрономической антенны, построенной в США, Green Bank Telescope, в аналогичной зоне сбора, составляет 85 миллионов долларов. Подрядчик подал заявку на перерасход 29 миллионов долларов, но из них было разрешено только 4 миллиона долларов.
ATA стремится стать одним из крупнейших и самых быстрых инструментов для наблюдений в мире и позволить астрономам одновременно искать множество разных звезд-целей. Если он будет завершен, как первоначально предполагалось, это будет один из самых больших и мощных телескопов в мире.
С момента своего создания АТА был инструментом разработки для технологии астрономического интерферометра (в частности, для массива квадратных километров ).
Изначально планировалось построить ATA в четыре этапа: ATA-42, ATA-98, ATA-206 и ATA-350, каждое число представляет количество тарелок в массиве в данный момент времени. (См. Таблицу 1). Планируется, что в АТА будет 350 тарелок диаметром 6 м каждая.
Регулярные операции с 42 антеннами начались 11 октября 2007 года. Финансирование строительства дополнительных антенн в настоящее время изыскивается Институтом SETI из различных источников, включая ВМС США, Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), Национальный научный фонд (NSF) и частные спонсоры.
Одновременные астрономические наблюдения и наблюдения SETI выполняются с помощью двух 32-входных двойных корреляторов поляризации изображений. Было опубликовано множество статей, сообщающих о традиционных радиоастрономических наблюдениях.
Трехфазные антенные решетки формирователи луча, использующие Berkeley Emulation Engine 2 (BEE2), были развернуты в июне 2007 года и были интегрированы в систему, чтобы позволить для одновременных астрономических наблюдений и наблюдений SETI. По состоянию на апрель 2008 г. первые наблюдения пульсара были проведены с использованием формирователя луча и специального пульсара спектрометра.
. Рабочая система поиска SETI (SETI на ATA или SonATA) выполняет полностью автоматизированные наблюдения SETI. SonATA отслеживает обнаруженные сигналы в режиме реального времени и продолжает отслеживать их до тех пор, пока 1) не будет показано, что сигнал был сгенерирован на Земле или, в редких случаях, 2) установлен источник, который запускает отслеживание на следующий день. По состоянию на 2016 год с помощью ATA было отслежено и классифицировано более двухсот миллионов сигналов. Ни один из этих сигналов не имел всех характеристик, ожидаемых от сигнала ETI. Результаты наблюдений Института SETI опубликованы в ряде статей.
В апреле 2011 года АТА был переведен в спящий режим из-за нехватки финансирования, что означает, что он больше не был доступен для использования. Работа ATA возобновилась 5 декабря 2011 года. В настоящее время усилия возглавляет Эндрю Симион.
В 2012 году ATA финансировалась благотворительным пожертвованием в размере 3,6 миллиона долларов, сделанным Франклином Антонио, соучредителем и руководителем. Ученый Qualcomm Incorporated. Этот подарок поддерживает модернизацию всех приемников на тарелках ATA, чтобы они имели значительно более высокую чувствительность (2–10 × от 1–8 ГГц), чем раньше, и поддержку чувствительных наблюдений в более широком диапазоне частот, от 1–15 ГГц, когда изначально радио Частота электроники ушла всего на 11 ГГц. К июлю 2016 года первые десять таких приемников были установлены и испытаны. Полная установка на все 42 антенны запланирована на июнь 2017 года.
В ноябре 2015 года ATA исследовала аномальную звезду KIC 8462852, а осенью 2017 года телескоп Аллена исследовал межзвездный астероид. 'Оумуамуа на наличие признаков технологии, но не обнаружил необычных радиоизлучений.
Научные цели, перечисленные ниже, представляют собой наиболее важные проекты, которые должны быть выполнены с ATA. Каждая из этих целей связана с одним из четырех этапов развития, упомянутых ранее. (См. Таблицу 1). Также перечислены некоторые научные данные, которые, как ожидается, будут созданы каждым из них.
| Массив | Статус | Размер луча (угловые секунды) | Sсреднеквадратичное значение (мДжн) | Скорость (град²с) | Ключевая наука |
|---|---|---|---|---|---|
| ATA-42 | Сборка антенны завершена; ввод в эксплуатацию с 32 входами, коррелятор с двойной поляризацией (всего 64 входа) | 245 x 118 | 0,54 | 0,02 | FiGSS: 5 GHz Continuum Survey, Молекулярная спектроскопия в плоскости Галактики, Обследование Галактического центра SETI |
| ATA-98 | Ожидает результатов ATA-42 для финансирования | 120 x 80 | 0,2 | 0,11 | Пробные исследования ATHIXS †, исследование HI Stellar Outflows, целевое исследование SETI: 100 звезд |
| ATA-206 | Этап разработки не завершен | 75 x 65 | 0,11 | 0,44 | ATHIXS, карта намагниченного галактического ISM, синхронизирующая матрица пульсаров, глубокие исследования континуума и переходных процессов, целевые исследования SETI |
| ATA-350 | Этап разработки не завершен | 77 x 66 | 0,065 | 1,40 | ATHIXS, карта ISM намагниченной галактики, синхронизирующая матрица пульсаров Глубокий континуум и переходный процесс обследований, целевых обследований SETI |
| Примечание: размер луча и континуальная чувствительность (S среднеквадратичное оцениваются для 6-минутного наблюдения за моментальным снимком континуума 100 МГц Движение при пролете источника на склонении 40 ° на длине волны 21 см. Скорость дана для обзора на 21 см наблюдений с полосой пропускания 100 МГц, которая достигает 1. † ATHIXS - это внегалактический HI-обзор всего неба на глубине всего неба. | |||||
С тех пор, как началось построение массива , было предложено несколько научных целей, специально не сформулированных для него.
Например, телескоп Allen Telescope Array предложил предоставить нисходящую линию данных лунных прогнозов для всех участников Google Lunar X Prize. Это практично, поскольку массив без модификаций покрывает диапазоны связи (S-диапазон и X-диапазон). Единственным необходимым дополнением будет декодер телеметрии .
Кроме того, ATA упоминался как кандидат для поиска нового типа радио переходного процесса. Это отличный выбор благодаря большому полю зрения и широкой мгновенной полосе пропускания. Следуя этому предложению, Эндрю Симион и международная группа астрономов и инженеров разработали инструмент под названием «Fly's Eye», который позволил АТА искать яркие радиотранзиенты, и наблюдения проводились в период с февраля по апрель 2008 года.
Грегорианский дизайн смещения ATA Конфигурация ATA-42 обеспечит максимальную базовую линию 300 м (и, в конечном итоге, для ATA-350, 900 м). Охлаждаемый логопериодический источник питания на каждой антенне разработан для обеспечения температуры системы ~ 45K в диапазоне 1–10 ГГц с пониженной чувствительностью в диапазонах 0,5–1,0 ГГц и 10–11,2 ГГц. Доступны четыре отдельные настройки частоты (ПЧ) для получения 4 полос промежуточных частот по 100 МГц. Две IF поддерживают корреляторы для визуализации; два будут поддерживать наблюдение за SETI. Все настройки могут создавать четыре луча с двойной поляризацией с фазированной решеткой, которые можно независимо направлять внутри первичного луча и использовать с различными детекторами. Таким образом, ATA может синтезировать до 32 лучей с фазированной решеткой.
Широкое поле зрения ATA дает ему беспрецедентные возможности для больших съемок (рис. 4). Время, необходимое для сопоставления большой площади с заданной чувствительностью, пропорционально (ND), где N - количество элементов, а D - диаметр тарелки. Это приводит к удивительному результату: большой массив маленьких тарелок может превзойти массив с меньшим количеством элементов, но со значительно большей площадью сбора при выполнении больших съемок. Как следствие, даже ATA-42 может конкурировать с гораздо более крупными телескопами по своим возможностям как для съемки с яркостной температурой, так и с точки зрения точечного источника. Для съемки с точечными источниками ATA-42 сопоставим по скорости с Arecibo и Green Bank Telescope (GBT), но в три раза медленнее, чем Very Large Array (VLA). С другой стороны, ATA-350 будет на порядок быстрее, чем Very Large Array для съемок с точечными источниками, и сравним по скорости съемки с Expanded Very Large Array (EVLA). Для съемки с заданной яркостной температурной чувствительностью ATA-98 превысит скорость съемки даже в конфигурации VLA-D. ATA-206 должен соответствовать яркостной температурной чувствительности Arecibo и GBT. Однако ATA обеспечивает лучшее разрешение, чем любой из этих телескопов с одной тарелкой.
Антенны для ATA имеют размеры 6,1 x 7,0 метров (20,0 футов x 23,0 футов) гидроформованные выносные григорианские телескопы, каждая с дополнительным отражателем 2,4 метра с эффективное фокусное расстояние / отношение диаметра (f / D) 0,65. (См. DeBoer, 2001). Смещенная геометрия устраняет засорение, что увеличивает эффективность и уменьшает боковые лепестки . Это также позволяет использовать большой вспомогательный отражатель, обеспечивающий хорошие низкочастотные характеристики. Технология гидроформинга, используемая для изготовления этих поверхностей, такая же, как у Andersen Manufacturing из Айдахо-Фолс, штат Айдахо, для создания недорогих спутниковых отражателей. Уникальное компактное крепление с опорой на обод внутри рамы обеспечивает отличную производительность при невысокой стоимости. В системе привода используется подпружиненный пассивный азимутальный привод с защитой от люфта. Большинство компонентов, разработанных Мэтью Флемингом и изготовленных в Minex Engineering Corp. в Антиох, Калифорния.
Как и в случае с другими массивами, требуется огромное количество поступающей сенсорной информации. возможность обработки массива в реальном времени для уменьшения объема данных для хранения. Для ATA-256 средняя скорость передачи данных и общий объем данных для коррелятора оцениваются в 100 Мбайт / с и 15 Пбайт за пятилетний период исследования. Такие эксперименты, как переходные опросы, значительно превышают этот показатель. формирователи луча производят данные с гораздо большей скоростью (8 гигабайт в секунду (Гбит / с)), но только очень небольшая часть этих данных архивируется. В 2009 году аппаратное и программное обеспечение для обнаружения сигналов было названо Prelude, которое состояло из монтируемых в стойку ПК, дополненных двумя настраиваемыми ускорительными картами на основе цифровой обработки сигналов (DSP) и программируемой логической матрицы. (ПЛИС) микросхемы. Каждый программируемый модуль обнаружения (один из 28 ПК) может анализировать 2 МГц входных данных с двойной поляризацией для создания спектров со спектральным разрешением 0,7 Гц и временными отсчетами 1,4 секунды.
В 2009 году массив имел 40 Мбит / с подключение к Интернету, достаточное для удаленного доступа и передачи продуктов данных для ATA-256. Было запланировано обновление до 40 Гбит / с, что позволит напрямую распределять необработанные данные для внеплощадочных вычислений.
Как и другие системы массивов, ATA имеет вычислительную сложность и кросс-соединение, которое масштабируется как O (N) с количеством антенн 
, где 
 | Викискладе есть носители, относящиеся к Группа телескопов Аллена. |
= 44