| Радиотелескоп обсерватории "Зеленчукская"  (Изображение с Web-камеры можно увидеть, используя программы Netscape, Firefox или Mozilla) |
Радиоастрономическая обсерватория "Зеленчукская" |
| Заведующий Зеленчукским отделом |
Радиоастрономическая обсерватория "Зеленчукская" - второй из трех наблюдательных пунктов радиоинтерферометрической сети "Квазар-КВО", который был в 2001г. принят в опытную, а в 2002г. - введен в штатную эксплуатацию.
Радиоастрономическая обсерватория "Зеленчукская" расположена в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесской Республики
( φ=43°47′, λ=41°34′, h=1175m )
Основным элементом радиоастрономической обсерватории является полноповоротный прецизионный радиотелескоп с диаметром главного зеркала 32м., который во многих отношениях является оптимальным при осуществлении астрометрических и геодинамических наблюдательных программ.
Антенна радиотелескопа построена по модифицированной схеме Кассегрена с главным квазипараболическим зеркалом с фокусным расстоянием 11,4 м и вторичным зеркалом - контррефлектором, представляющим собой модифицированный гиперболоид диаметром 4м и имеющим одну плоскость симметрии. В отличие от радиотелескопа радиоастрономической обсерватории "Светлое" радиотелескоп обсерватории "Зеленчукская" не имеет азимутальной кабины.
Вторичная система с контррефлектором1. Вторичное зеркало-контррефлектор. 2. Подвеска контррефлектора.
Подвеска контррефлектора дает возможность перемещать его по трем осям - двум в плоскости симметрии, параллельной раскрыву зеркала, одной - вдоль оси главного зеркала, а также вращать его вокруг фокальной оси. Несимметричное вторичное зеркало фокусирует принимаемое излучение в стороне от электрической оси антенны, и при его вращении фокальная точка описывает окружность. На этой окружности располагаются рупорные облучатели для разных длин волн, и, таким образом, быстрый переход с одной волны на другую осуществляется простым поворотом вторичного зеркала на заданный угол.
Рупора герметизированы радиопрозрачной пленкой и внутри них поддерживается небольшое избыточное давление сухого воздуха, подаваемого устройством воздухонаполнения, размещенном в надзеркальной кабине радиотелескопа.
Раскрывы рупорных облучателей 1. 6.2 см, 2.6 см, 1.35 см 2. 18-21 см 3. 13/3.5 смЭлектропривод контррефлектора
со шкафом автоматики системы наведения контррефлектораСтойка воздухонаполнения
БР5.833.015
Движение антенны по азимуту осуществляется по рельсовому кольцевому пути диаметром 40 метров. В соответствии с этим ходовая часть азимутального привода выполнена в виде дискретно-фрикционной многоприводной системы, состоящей из четырех спаренных ходовых тележек. Движение антенны по углу места осуществляется с помощью зубчатого венца.
 |  |
| Зубчатый венец | Ходовая тележка азимутального вращения |
Движение антенны по азимуту и углу места обеспечивается двумя группами приводов - приводом большой скорости, предназначенным для быстрого переброса антенны с одного радиоисточника на другой, а также для наблюдений быстро движущихся радиоисточников и приводом малой скорости, который позволяет осуществлять программное сопровождение радиоисточников с высокой точностью. Приводы расположены в специальной кабине, расположенной в помещении кабельной петли.
Помещение кабельной петли Электроприводы азимутального и угломестного вращения
1. Шкаф защиты двигателей 2. Стойки тиристорных преобразователей 3. Стойка возбуждения двигателей
4. Автоматика системы наведения 5. Автоматика системы наведения контррефлектора
| Диапазон скоростей: | |
| по углу места | от 0º до 1º в секунду |
| по азимуту | от 0º до 1.6º в секунду |
| Диапазон ускорений: | |
| по углу места | не более 0.8º/сек2 |
| по азимуту | не более 0.8º/сек2 |
| Пределы поворота: | |
| по углу места | от -1.5º до +91º |
| по азимуту | от +270º до - 270º |
| Рабочее состояние при скорости ветра | до 20 м/сек |
Отсчетными устройствами угловых координат при наведении антенны являются индуктосины, размещенные на валах подшипников угломестного и азимутального вращения. Соосно с колонной азимутальных индуктосинов находится оголовок закрепленной в земле сваи, фиксирующий центр вращения радиотелескопа - его геодезический центр.
"Блок" отсчетных устройств азимутального вращения1. Колонна индуктосина 2-3. Индуктосины - рабочий и резервный 4. Оголовок центральной сваи Цифровая система контроля и управления радиотелескопом, разработанная на базе компьютерных плат Octagon и Fastwell с программным обеспечением в операционной среде Linux, обеспечивает наблюдения медленных (естественных) и быстрых (искусственных) радиоисточников с точностью не хуже 2 секунд дуги. Цифровая система реализует алгоритм управления ("ПИД-алгоритм"), благодаря которому радиотелескоп с массой более 700 тонн движется энергично и без заметных автоколебаний системы.
Основным аппаратным средством радиотелескопа, обеспечивающим его чувствительность по потоку, является высокочувствительный криогенный приемный СВЧ-комплекс. Он представляет из себя пять двухканальных (правой и левой поляризаций) приемных устройств на волны 1.35см., 3.5см., 6.2см., 13см. и 18-21см. Для высокоточных позиционных наблюдений в радиоинтерферометрическом режиме используются приемники на волны 3.5см и 13см (X- и S-диапазоны). В этих диапазонах осуществляется одновременный прием с помощью совмещенного облучателя в виде синфазного биконического рупора.
 Приемники на волны 6.2 см и 1.35 см и рупор на волну 2.6 см | ||
|
Для реализации низких шумовых температур системы "радиотелескоп-радиометр" усилительные устройства приемников всех диапазонов располагаются в криостате и охлаждаются до температуры 20 К ("водородный уровень"). Для криостатирования усилителей используются двухступенчатые микрокриогенные системы замкнутого цикла, расположенные в кабине компрессорных установок. В вакуумной полости криостата, помимо собственно усилителей, выполненных на НЕМТ-транзисторах, расположена часть входных трактов (поляризаторы, анализаторы и вентили), что позволяет снизить шумовую температуру приемников практически до предельно низкого уровня. Шумовые температуры приемных устройств на фланцах криоблока составляют от 8 К на волнах 21/18 см и 6 см до 20 К на волне 1.35 см.
 Газораспределительные панели МКС |
 Компрессор МКС |
 Кабина компрессорных установок |
В надзеркальной кабине размещена коммутационная матрица, на входе которой подключены 10 радиочастотных кабелей промежуточной частоты от 5 приемников (с левой и правой поляризациями), а на выходе - 4 канала промежуточной частоты, позволяющие передавать сигналы X- и S-диапазонов или других диапазонов в двух поляризациях через коммутационный шкаф в пультовой обсерватории.
Коммутационная матрица Коммутационный шкаф
Система частотно-временной синхронизации разработана как единая интегрированная система и состоит из:Шкала времени обсерватории формируется при помощи прибора Ч7-37, который синхронизируется высокостабильным сигналом 5 МГц от водородного стандарта частоты. Для контроля расхождения местной шкалы времени (T обсерватории) и UTC используется GPS/ГЛОНАСС приемник типа ПС161 (производства РИРВ).
- формирователя шкалы времени на базе водородных стандартов частоты;
- аппаратуры привязки шкал времени по сигналам спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС с точностью не хуже 50нс;
- буферных усилителей опорных сигналов 5МГц и фазостабильных линий их передачи;
- аппаратуры контроля и измерения параметров высокостабильных сигналов;
- комплекта синхронизируемых СВЧ-гетеродинов с частотами 1.26, 2.02, 4.5, 8.08 и 22.92 ГГц;
- генератора пикосекундных импульсов с длительностью 25-50 пс, амплитудой около 1В и частотой следования 1МГц.
 |
 |
| Помещение эталона времени и частоты | 1. Буферные усилители опорных сигналов 5 МГц
2. Водородные стандарты времени и частоты |
|
 Приемный СВЧ комплекс диапазона 13/3.5 см 1. Совмещенный гетеродин 2.02/8.08 ГГц 2. Термостат с пикосекундным генератором |
Коаксиальные кабели для передачи сигналов промежуточной частоты, опорных сигналов времени и частоты, а также кабели сигналов управления расположены в кабельном канале.
 |
| Кабельный канал |
Кабельный канал соединяет радиотелескоп с помещением стандарта времени и частоты и пультовой обсерватории, которые расположены в лабораторном корпусе.Система преобразования, форматирования и регистрации радиометрических и радиоинтерферометрических сигналов работает в базовой полосе промежуточных частот 100-1000 МГц.Радиометрический модуль, содержащий четыре измерительных канала, соединенных через многоканальный аналого-цифровой преобразователь напряжения с процессором управления, дает возможность проводить точные радиометрические измерения одновременно в двух диапазонах частот по двум поляризациям радиоизлучения. Модуль работает как в модуляционном радиометрическом режиме, так и в режиме компенсационной радиометрии, совместимом с радиоинтерферометрическими наблюдениями.
Регистрация сигналов в радиоинтерферометрическом режиме обеспечивается системами записи S2-RT и Mark5A на канадский цифровой магнитофон (128 Мбит/с) и магнитные диски (1Гбит/c). Для этих систем регистрации используется американская система преобразования сигналов DAS VLBA, позволяющая регистрировать до 14 каналов с любой из полос - 0.25; 2; 8 и 16 МГц.
 |
| Пультовая обсерватории | 1. Приемные устройства 2. Консоль оператора наведения 3. Field System 4. Видеомонитор контроля территории. Метеопараметры |
Электроснабжение обсерватории осуществляется по двум независимым высоковольтным линиям 10 кВ. В качестве резервных источников электропитания для поддержки стандарта времени и частоты, компрессорных установок малощумящего приемного СВЧ-комплекса, информационно-телекоммуникационных систем и пожарно-охранной сигнализации используются:- источник бесперебойного питания (ИБП) GALAXY 3000 с батареей на 33 минуты автономной работы мощностью 20 кВА (Франция, фирма MGE);- дизель-генераторная установка мощностью 30 кВА (Италия, фирма Spark Energy).
ИБП GALAXY 3000 Дизель-генератор Для получения метеоданных в реальном масштабе времени используется автоматическая цифровая метеостанция WXT510 (Vaisala), содержащая каналы измерения скорости ветра V и его направления D, температуры воздуха t, относительной влажности воздуха Hu и атмосферного давления Р. Датчики метеостанции установлены на высоте 15м от земли, что позволяет избежать ошибок в измерении скорости ветра в связи с изменением температуры и влажности вблизи поверхности земли. Автоматическая метеостанция подключена к отдельному компьютеру, с помощью которого проводится автоматическая обработка измеряемых метеопараметров, выведение их на панель оператора и ведение базы метеоданных
Наружный блок автоматической метеостанции.
Диапазоны и погрешности измерений метеоданных
Характеристика V, м/с D, град t, град С Hu, % P,мм. рт. ст. Диапазон 0÷60 0÷360 -50÷+60 0÷100 450÷825 Погрешность ±0.3 ±2 ±0.3 ±3 ±0.4 На обсерватории в 1997г. был установлен геодезический GPS-приемник Rogue SNR-8000. С этого момента станция входит в состав европейской геодинамической сети EPN (Europian Permanent GPS Network) и в глобальную сеть IGS (International GPS Service) и носит название ZECK (по каталогам IGS и IERS - International Earth Rotation and Reference Systems Service). С 2001 г. по 2005 г. GPS-наблюдения проводились с помощью приемника AOA SNR-8000 ACT c антенной AOAD/M_T, а в 2006 г. на обсерватории был установлен более современный GPS-приемник ASHTECH Z-XII3 с антенной ASH700936D_M типа Dorne-Margolin/Choke Ring. Антенна расположена на геодезическом столбе типового проекта, установленном на крыше лабораторного корпуса. GPS-приемник обеспечивает фазовые и кодовые измерения на частотах L1 и L2 одновременно по 12 спутникам. Данные наблюдений за каждый час конвертируются в RINEX-формат и отправляются по ftp в центры сбора и обработки данных.
GPS - антенна
GPS - приемник и управляющий компьютерЛокальная геодезическая сеть (ЛГС) обсерватории предназначена для мониторинга смещения опорных точек радиотелескопа и GPS-антенны, вызываемых деформациями конструкций инструментов и местными грунтовыми подвижками. Геодезические столбы, на которых расположены GPS-антенны и основные наземные марки, снабжены унифицированными оголовками из нержавеющей стали с резьбовым элементом для принудительной центровки.
План ЛГС обсерватории "Зеленчукская"
Реперный столб 640x480>Обсерватория имеет локальную вычислительную сеть (ЛВС) в стандартах Fast Ethernet и Gigabit Ethernet с выделенным UNIX-сервером, объединяющую 15 рабочих станций.
Обсерватория соединена волоконно-оптической линией связи (ВОЛС) с магистральной линией связи Южной телекоммуникационной компании "ЮТК" в узле связи в станице Зеленчукская и далее через сеть Интернет с ИПА РАН в Санкт-Петербурге. В настоящее время пропускная способность ВОЛС - 2 Мбит/c.
Обсерватория с 2009 года участвует в регулярных наблюдениях (часовая сессия) по Российским программам (Ru-UT) для определения поправок Всемирного времени в режиме е-РСДБ. Передача данных наблюдений в этом режиме осуществляется по отдельному высокоскоростному каналу связи 1Гбит/с.
Установленное в обсерватории и в узле доступа "ЮТК" в станице Зеленчукская оборудование обеспечивают обмен данными, выход в Интернет, проведение видеоконференций, оперативную телефонную связь с ИПА РАН в Санкт-Петербурге и обсерваториями "Светлое" и "Бадары" в технологии VoIP, а также удаленное наблюдение за радиотелескопом в режиме реального времени.На обсерватории установлена приемно-передающая станция спутниковой связи для передачи цифровых данных (радиоастрономических, контрольных и информационных) по одному каналу со скоростью до 10 Мбит/c на частотах 11/14 ГГц.
Адрес: 197110, Санкт-Петербург, Ждановская ул., 8
Телефон: (812)230-7414
Факс: (812)230-7413
E-mail: ipazel@mail.svkchr.ru
