| Radioteleskop ADU-1000 | |
|---|---|
| Anténa vysílače poblíž vesnice Zaozernoe | |
| Typ | radioteleskop, planetární radar |
| Umístění | Evpatoria , Krym |
| Souřadnice | 45°13′14″ severní šířky sh. 33°10′17″ palců. e. |
| Vlnové délky | rádiové vlny λ=8 cm, λ=30…40 cm |
| datum otevření | září 1960 |
| Průměr | 8 zrcadel o průměru 16m |
| Kupole | Ne |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
ADU-1000 (antény vzdáleného úseku s účinnou plochou 1000 m 2 [1] ) je komplex přijímacích a vysílacích antén, součást přijímacího komplexu Plutonu Centra pro komunikaci v hlubokém vesmíru .
Tyto antény, postavené za pouhý jeden rok, podporovaly všechny programy SSSR pro průzkum hlubokého vesmíru až do konce 70. let , kdy byla postavena anténa RT-70 , která je nahradila . Na základě těchto antén vznikl první sovětský planetární lokátor o rozsahu decimetrových vln , byly provedeny první radarové studie Venuše , Marsu a Merkuru na světě a zpřesněny modely jejich pohybu.
Komplex Pluton se skládal ze tří samostatných přijímacích a vysílacích antén ADU-1000. Vysílač (K1 - 45°10′13″ N 33°15′11″ E ) byl umístěn na 2. místě Centra pro komunikaci v hlubokém vesmíru poblíž vesnice Zaozernoye , nyní zničené. Jsou umístěny dvě přijímací místnosti (K2 - 45°13′14″ N 33°10′17″ E a K3 - 45°13′14″ N 33°09′55″ E e. ) na 1. místě Centra pro komunikaci v hlubokém vesmíru.
Vzdálenost antén 8,5 km byla způsobena potřebou izolovat citlivé přijímací zařízení na 1. stanovišti od silného záření vysílacích antén na 2. stanovišti.
Anténa ADU-1000 pracuje v rozsahu decimetrových vln (λ=30…40 cm).
Účinná plocha antény je 900 m², teplota šumu v zenitu antény je 25 K. Šířka anténního obrazce na přijímací frekvenci v horizontální rovině je 16 obloukových minut , ve vertikální - 36 obloukových minut. Při vysílací frekvenci je šířka vyzařovacího diagramu rovna 19 a 40 obloukovým minutám [3] .
Výkon pocházející z vysílače byl v roce 1960 rovný 10 kW v režimu kontinuálního vyzařování. Poté byl výkon zvýšen na 40 kW. V současné době je výkon vysílače v trvalém režimu 100 kW . V pulzním režimu dosahuje výkon 250 MW na steradián [4] .
Anténa má softwarové navádění s přesností 1 obloukové minuty.
V roce 1962 bylo Pluto modernizováno. Byl vybaven zařízením pro příjem vědeckých informací v rozsahu centimetrů. Byly použity nízkošumové kvantové zesilovače na bázi paramagnetických krystalů chlazených kapalným heliem . Po upgradu byla efektivní plocha antény ve vlnovém pásmu DM 650 m², v SM - 450 m². Velikost paprsku je 2500×1250 obloukových sekund.
Komunikační dosah je 300 milionů km [4] [5] .
Přenosová rychlost vědeckých informací byla až 3 kbps při příjmu telemetrie a až 6 kbps při příjmu obrázků.
Anténa ADU-1000 je mřížka osmi 16metrových duralových parabolických zrcadel uspořádaných ve dvou řadách po čtyřech zrcadlech na společném otočném zařízení.
Rošt je umístěn na dvou silných trupech dieselových ponorek svařeno a upevněno na příhradovém nosníku železničního mostu , který je instalován na otočném zařízení 305mm dělových věží hlavní ráže zachráněných křižníků typu Stalingrad [4] [5] [6 ] [7] . Rotační zařízení dělových věží osobně vybírali S. P. Korolev a M. V. Keldysh [5] . Celá anténa spočívá na vysoce přesné betonové základně. Použití hotových konstrukcí umožnilo postavit antény ve zrychleném časovém rámci. Všechny otočné části každé antény váží 1500 tun [5] .
Napájecí dráha přijímací antény je provedena na bázi vlnovodů 292 × 146 mm. Signály se sečtou nejprve z každého vertikálního páru zrcadel, poté ze dvou sousedních párů, zkombinují se do čtveřice a nakonec ze dvou čtveřic tvoří osmičku [3] .
"Kadr", první sovětský systém pro digitální programové řízení polohovacích antén ADU-1000, byl vytvořen v roce 1960 v Ústředním výzkumném ústavu "Agat" pod vedením Ya. A. Khetagurova . Vědecký výzkum a teoretické studie provedené Khetagurovem umožnily vytvořit programový řídicí a naváděcí systém s přesností, která plně vyhovuje požadavkům dálkové komunikace, vzhledem k technickým a technologickým úkolům systému. Vývoj systému „Kadr“ byl vládou vysoce oceněn: Ya. A. Khetagurov byl vyznamenán Leninovým řádem a medailí prezidia Akademie věd SSSR „Na památku první lidské vesmírné cesty na světě“. účastníkům vývoje byly uděleny řády a medaile [8] .
Elektrické pohony antén ADU-1000 byly vyvinuty a odladěny Výzkumným ústavem automatizace a hydrauliky (bývalý Ústřední výzkumný ústav-173 obranné techniky). Rádiové systémy komplexu Pluton byly vytvořeny SKB-567 . 16metrové parabolické antény byly vyrobeny v Gorkého strojírenském závodě obranného průmyslu, kovovou konstrukci pro jejich kombinaci montoval Výzkumný ústav těžkého strojírenství , elektroniku anténního naváděcího a řídicího systému vyvinul MNII-1 loďařského průmyslu [6] .
V roce 1961 byla vysílací anténa modernizována tak, aby poskytovala planetární radar. Planetární radarové systémy byly vyvinuty v Ústavu radiotechniky a elektroniky Akademie věd SSSR a vytvořeny ve formě maket. Poprvé byly použity nově vynalezené masery . Práce řídil A. V. Francesson .
V témže roce byl uskutečněn první radar Venuše na světě. V roce 1962 byly modernizovány i přijímací antény, aby byl zajištěn současný příjem v decimetrových a centimetrových (λ = 8 cm) vlnových pásmech. K tomu je zrcadlový systém prvku pole vyroben podle dvouzrcadlového Cassegrainova schématu [3] [9] a je instalován dvoufrekvenční posuv. Napájecí dráha centimetrového rozsahu je provedena na bázi kulatých vlnovodů o průměru 70 a 120 mm.
Komplex Pluton podporoval všechny sovětské programy průzkumu hlubokého vesmíru až do konce 70. let.
V 60. a 70. letech se pracovalo se sondou Venera .
V roce 1971 byly provedeny práce se sondami Mars-2 a Mars-3 .
V roce 1973 byla se sondami Mars -4, −5, −6 a −7 studována atmosféra a povrch Marsu a byly získány první barevné fotografie jeho povrchu.
1995-2000 - práce s Interball-1 [10 ] .
16. listopadu 1996 - práce se sondou Mars-96 [11] .
Ve dnech 18. a 26. dubna 1961 [12] byl uskutečněn první úspěšný radar planety Venuše na světě. Umístění Venuše zjistilo, že astronomická jednotka je (149 599 300 ± 2000) km .
V červnu 1962, po zvýšení citlivosti přijímacího zařízení, byl vyroben první radar Merkuru na světě . Potvrdila hodnotu astronomické jednotky získané lokalizací Venuše. Když byl Merkur lokalizován, koeficient odrazu od povrchu planety byl stanoven na 3-7%. O rok později se stejné místo konalo ve Spojených státech.
V říjnu až listopadu 1962 byl proveden druhý radarový průzkum Venuše . Opakovaný radar umožnil objasnit hodnotu astronomické jednotky: ukázalo se, že je to (149 598 100 ± 750) km . Při lokalizaci Venuše se zjišťoval i koeficient odrazu od povrchu této planety. Ukázalo se, že se rovná 12-18%. To znamenalo, že na povrchu Venuše jsou tvrdé horniny, které se svými vlastnostmi podobají horninám Země.
19. a 24. listopadu 1962 byla uskutečněna rádiová komunikace přes planetu Venuši. Iniciátorem tohoto vysílání byl O. N. Říha. Pro modulaci byla použita Morseova abeceda , délka tečky byla 10 sekund, pomlčka 30 sekund, nominální hodnota nosné frekvence (λ = 39 cm) byla vysílána v desetisekundových pauzách, při vysílání „teček“ a „ pomlčky“, vysílací frekvence se zvýšila o 62,5 Hz, celková doba rádiového přenosu byla 8 minut. 19. listopadu bylo telegrafickým kódem přeneseno slovo „MIR“, po 4 minutách 32,7 sekundách byl na Zemi přijat signál odražený od Venuše. 24. listopadu byla odeslána radiotelegrafická zpráva ze slov „LENIN“, „SSSR“ a signál odražený od povrchu Venuše byl přijat po 4 minutách 44,7 sekundách. Tyto zprávy jsou prvními vysíláními pro mimozemské civilizace v historii lidstva. Signál procházející kolem Venuše směřoval k hvězdě HD131336 ze souhvězdí Vah [13] .
V únoru 1963 byla provedena radiolokace Marsu. V té době byl Mars 100 milionů km od Země. Koeficient odrazu se ukázal být menší než u Venuše, ale občas dosahoval 15 %. To naznačovalo, že na Marsu byly ploché vodorovné skvrny větší než kilometr.
Další vylepšení planetárního lokátoru umožnilo v září až říjnu 1963 lokalizovat planetu Jupiter . Jupiter byl v tomto období 600 milionů km od Země. Rádiové vlny vyslané k Jupiteru se vrátily na Zemi po 1 hodině a 6 minutách a urazily 1 miliardu 200 milionů km. Koeficient odrazu povrchu Jupitera je více než 10 %. Experiment ukázal, že rádiová komunikace pomocí ADU-1000 je možná i na vzdálenost několika stovek milionů kilometrů.
Od roku 1962 začala pozorování na anténách ADU-1000 na 32 a 7 cm oddělením radioastronomie SAI [14] . Na konci 50. let byla ústředním problémem astronomie otázka zdrojů relativistických částic . Nejpravděpodobnějším zdrojem byla Krabí mlhovina . Pozorování 16. dubna 1964 pomocí RDA-1000 pokrývajícího měsíční mlhovinu odhalila difrakční obrazec odpovídající kompaktnímu rádiovému zdroji . Byla zaznamenána změna jasnosti kompaktní oblasti v jihovýchodní části Krabí mlhoviny , jejíž záření se následující den výrazně snížilo. Později se ukázalo, že tato vlastnost je určena oblakem relativistických elektronů procházejících v tangenciálním směru trubice magnetického pole. Studovány byly také rádiové zdroje v kupách galaxií, rádiové emise z normálních galaxií a planetárních mlhovin a dvojité rádiové zdroje. Z výsledků získaných v té době z historického hlediska je zvláště zajímavý objev G. B. Sholomitského o variabilitě toku rádiové emise STA-102 [15] .
Frekvenční rozsah používaný komplexem Pluto je nejreprezentativnější v radiové emisi Slunce, je optimální pro konstrukci trojrozměrných rádiových snímků Slunce a studium cirkumsolárního plazmatu, rádiových galaxií a kvasarů . Na slunečním disku je prostorové rozlišení radioteleskopu asi 1000 km [16] [17] .
V roce 2004 byl pomocí ADU-1000 studován vliv koronálních děr na geomanifestace [16] .
V roce 2008 bylo navrženo vytvořit pulzní radar založený na stávajících radiotechnických systémech (ADU-1000 - přijímací anténa a P-400 - vysílací anténa) pro sledování asteroidů, katalogizaci vesmírného odpadu , studium sluneční koróny , cirkumsolární a meziplanetární plazmy . Takový radar na vlnové délce asi 30 cm ve výškách kolem 100 km detekuje objekty o minimální velikosti asi 0,7 cm [17] . Analýza však ukázala, že navrhovaný komplex je nevhodný pro astrometrii blízkozemních asteroidů a předpověď nebezpečí asteroidů. Za prvé, jeho energetický potenciál (EP) je více než 50krát nižší než EP rozmístěného systému v rozsahu 6 cm RT-70 - RT-100 (70m anténa a vysílač v Evpatoria - 100m anténa a přijímač v Effelsbergu, Německo ), který byl použit v radaru asteroidu (4179) Tautatis v roce 1992. Přitom i systém RT-70 - RT-100 byl schopen přijímat ozvěny od Tautatis jen proto, že asteroid prošel od Země ve vzdálenosti pouhých 0,024 astronomických jednotek, což se stává extrémně zřídka. Za druhé, systémy s odstupem jsou obecně nevhodné pro přesnou astrometrii kvůli velkým systematickým chybám v měření zpoždění echo signálů [18] .
Historie sovětských center pro komunikaci v hlubokém vesmíru začala v roce 1960 vytvořením komplexu Pluton na Krymu poblíž města Evpatoria .
Pro zajištění stabilní komunikace s kosmickou lodí uvnitř sluneční soustavy bylo nutné postavit parabolickou anténu o průměru asi 100 metrů. Stavba tohoto typu antény trvá 5-7 let [6] . Úplně první starty sovětských kosmických lodí na Mars byly plánovány na říjen 1960 . Hlavní konstruktér SKB-567 Evgeny Gubenko přijal původní návrh inženýra Efrema Korenberga na vybudování systému osmi standardních 16metrových paraboloidů namísto jedné velké parabolické antény. Kovové konstrukce mechanismů a pohonů byly použity připravené z točny dělových věží bitevních lodí.
Jevpatorijské centrum pro komunikaci v hlubokém vesmíru (NIP-16) bylo vybudováno armádou z Jevpatorijského ředitelství náčelníka děl (UNR) pod velením plukovníka V. Ya Levina. Stavba první etapy „MV zařízení“ („MV“ znamená „Mars-Venuše“) [19] začala v březnu 1960 [5] .
Krymský poloostrov byl velmi vhodný pro stavbu vědeckých a měřicích bodů ( NIP ) [5] [6] [11] :
Práce probíhaly rychlým tempem a již po 7 měsících, v září 1960, byla na 2. místě postavena přijímací věž ADU-1000 [6] . Starty se ale neuskutečnily kvůli nehodám nosných raket.
V prosinci 1960 byly antény kalibrovány pro kosmické rádiové zdroje. Praktická práce komplexu začala se stanicí Venera-1 , spuštěnou v únoru 1961. Poté došlo v listopadu 1962 ke startu stanice Mars-1 . V 70. letech 20. století byly úspěšně provedeny práce se sondami Venera a Mars . Později "objekt MV" začíná pracovat s pilotovanými kosmickými loděmi a je hlavním řídícím střediskem mise , až do vybudování řídícího střediska mise ve městě Koroljov , poté sloužil jako záložní řídící středisko mise. Před stavbou 64metrové antény v Goldstone (USA) v roce 1964 byl komplex Pluto nejvýkonnějším komunikačním systémem v hlubokém vesmíru.
V listopadu 2013 byla anténa na 2. stanovišti zlikvidována pro pokrytí finančního dluhu Národního centra pro kontrolu a testování vesmírných zařízení Ukrajiny.
V prosinci 2018 Andrei Tuchin, hlavní výzkumný pracovník Institutu aplikované matematiky Ruské akademie věd, poznamenal, že společnost Russian Space Systems by mohla používat antény ADU-1000 ve spojení s modernějším vybavením, čímž by se snížily náklady na budování nové komunikace. stanice [20] .