Spørsmål:
Hvordan kan vi fokusere radioteleskoper på en stjerne når jorden snurrer?
Fabrizio Mazzoni
2015-11-23 14:31:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink
Når man leser om Star KIC 8462852, har det blitt sagt at SETI-prosjektet vendte radioteleskopene mot stjernen for å lete etter ekstra jordbaserte radiosignaler ettersom stjernen hadde rare svingninger i lyset. Hvordan kan vi peke fra radioen et radioteleskop mot en stjerne som er 1480 lysår unna mens jorden snurrer i 1675 km / t og holde den fokusert eller, i tilfelle et radioteleskop, justeres for å prøve å motta radio bølger ??
Om natten, se mot himmelen, se en fin lys stjerne, se den. I lang tid. Ta nå det du gjorde, og implementer det i en eller annen maskin.
1675 km / t = 15 grader / time = 1/4 grader / minutt = 4 milli-grader / sek = 72 mikroRadianer / sekund. Man trenger bare å vri teleskopet i denne hastigheten for å oppveie effekten av jordens rotasjon. Mer interessant er hvordan du "snur" et stort radioteleskop-array: Det gjøres i programvare ved å korrelere signalene til forskjellige tidsforsinkelser.
@DaveX: Du forvirrer kanskje moderne programvareteleskoper med gammeldags oppvaskantenner. De har en følsomhetslapp og må fortsatt følge gjenstanden på himmelen.
Kanskje jeg er det. Maskinvaren må faktisk sikte mot objektet, men for å kombinere flere radioteleskoper som VLA eller VLBA, må du redegjøre for rotasjonen av grunnlinjene mellom teleskopene.
(Når det gjelder PlasmaHHs kommentar) [Denne wikipedia-siden] (https://en.wikipedia.org/wiki/Clock_drive) diskuterer de første slike maskinene.
@DaveX Alternativt formulert som "15 bueminutter / minutt" eller "15 buesekunder / sekund" (hvis jeg ikke gjør en dum matematisk feil her).
Syv svar:
James Cane
2015-11-23 21:14:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En del av svaret som jeg mistenker at den opprinnelige spørgeren trenger, er at selv om jorden faktisk spinner veldig fort, er mengden overflaten på jorden beveger seg i forhold til et astronomisk objekt liten.

Så du sett motorer i bunnen av teleskopet, slik at det sakte snur for å se på den samme plassen av himmelen. Du trenger ikke å fokusere på nytt fordi teleskoper ser på gjenstander så langt unna at fokus ikke betyr noe. Du trenger ikke gjøre noe annet fordi jordens bevegelse er jevn og kontinuerlig, og det handler ikke om hvor fort du beveger deg, det handler om hvor raskt du snur. I vårt tilfelle er en komplett sirkel hver 24. time som er ganske langsom.

Fokus ved uendelig betyr bare at du setter fokuset på teleskopet slik at et objekt som er uendelig langt unna ville være i perfekt fokus. Det avhenger av teleskopets kvalitet, men den praktiske forskjellen mellom fokus ved uendelig og fokus på den faktiske avstanden forsvinner etter noen miles eller så. På avstand fra stjerner er det i det vesentlige ingen forskjell i det hele tatt.

Radioteleskoper har heller ikke egentlig konseptet med fokus i utgangspunktet.
Faktisk. Fokus handler om å danne et bilde; radioteleskoper danner et bilde ved å skanne himmelen.
Conrad Turner
2015-11-23 17:32:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Først snakker du om å rette teleskopet mot kilden og ikke fokusere det på kilden. Teleskoper er generelt fokusert i det uendelige, og det er ikke behov for å kompensere for jordens rotasjon i fokuseringen.

Bevegelseshastigheten til teleskopets plassering på jorden er heller ikke direkte relevant, det som er relevant er den tilsynelatende rotasjonen av himmelen rundt projeksjonen av jordaksen mot himmelen. Det er (på den nordlige halvkule) himmelens rotasjon rundt polstjernen.

Det er flere måter å håndtere jordrotasjonen på.

  1. Bruk den faktisk til å skanne over kildene

  2. Kjør teleskopet slik at det peker i retning av interesse

  3. Spor kilden (bruk flere kanaler for å måle kildefeil fra boresight og kjør teleskopet til for å nullstille feilen).

:

etc

Dette har egentlig ikke noe med radioteleskoper i seg selv å gjøre, men er vanlig for alle teleskoper inkludert optisk.

OK. Fokuser på uendelig. Hvordan kan jeg holde et objekt innenfor driftsområdet til instrumentet mitt hvis jeg snurrer i 1675 km / t?
@FabrizioMazzoni, det er hva resten av innlegget forklarer
@FabrizioMazzoni: du nevner det tallet for å prøve å få det til å høres "raskt" ut. Som andre har nevnt, uansett hastighet er det ** en sving per dag **. Prøv å stå og snu med en hastighet på 15 grader i timen, og fortell oss så "fort" du svingte.
@MartinArgerami Du har rett. Jeg har ikke tenkt på det.
Dave
2015-11-23 19:02:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fordi lysets hastighet er så mye raskere enn teleskopets hastighet, ser stjernen ut som om den står stille på himmelen, så teleskopet trenger bare å spore den når den beveger seg over himmelen med 15 grader i timen .

Lysets hastighet er imidlertid ikke uendelig, og det er en målbar effekt der. Når du kjører i en bil mens det regner og regnet fortrinnsvis treffer frontruten, ser det ut til at regnet kommer fra et sted foran deg selv om det faller rett ned, og på grunn av dette når du prøv å se direkte på kilden til regnet, du ser vippe hodet fremover i stedet for å se rett opp. Det samme skjer med lys fra stjerner. Fordi jorden går rundt i sin bane og spinner på sin akse, ser lys som faller "rett ned" på oss ut som om det kommer fra en posisjon litt foran. Dette kalles stjerneavvik. Det er ikke en stor effekt, men den er stor nok til at hvis du prøver å finne ut veldig nøyaktig hvor stjernene er, så må du korrigere for det.

Adam Davis
2015-11-23 20:05:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det er to prosesser for å håndtere dette:

For det første er teleskopene (virkelig store antenner) rettet mekanisk og beveger seg slik at de kan opprettholde mottakelsen av en bestemt stjerne / kilde / himmelplassering over tid .

Imidlertid, bortsett fra stjerner umiddelbart i nærheten av polstjernene, vil stjernen til slutt gå under horisonten. Når dette har skjedd, kan ikke teleskopet / antennen motta noe lenger før kilden vises over horisonten igjen. Lenge før en stjerne / kilde / etc faller under horisonten for ett teleskop, har et annet teleskop lenger vest allerede pekt mot det, og mottar det samme signalet. Når denne overgangen har skjedd, er det forrige teleskopet fritt til å velge et annet mål - noe annet på den andre siden av planeten som vil falle under horisonten for teleskop lenger øst.

På denne måten:

  • Teleskopene er under konstant bruk og peker på interessante ting
  • Ting som trenger kontinuerlig overvåking kan overvåkes uten avbrudd til tross for at verden snur
  • Vi kan observere hva som helst når som helst, så lenge det er ledig tid i radioteleskopnettverket
  • Deling av ressurser lar forskere lede vitenskap mer fullstendig og billig
  • Ved å ha 2 eller flere teleskoper som peker på det samme objekt på en gang, kan vi effektivt øke signal / støyforholdet og få bedre data - det er teknisk veldig likt å ha en jordstørrelse på en enkelt antenne i stedet for to små (relativt) antenner.
  • Med sentral kontroll av en hele deltakende verdensomspennende nettverk, kan forskere reagere veldig raskt t o plutselige fenomener, som sprekker, når som helst, uavhengig av jordens posisjon
Bounce
2015-11-23 19:33:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink
La oss si at du går ut på en varm sommerdag, legger deg ned og ser opp på stjernene. Av en eller annen grunn klarer du å ikke sovne, mens du bare ser på en stjerne hele natten. Du vil ikke ha noen problemer med å rette blikket mot denne stjernen (bortsett fra fallende øyelokk), som om det ikke er noe problem å rette et teleskop mot en stjerne.

Rediger: merkeligdannii har rett, jeg forklarte ikke hvordan . Jeg vil gjøre dette nå: Det er en maskin som heter motor, eller motordrift, eller motor, som konverterer elektrisk energi til bevegelsesenergi. Med litt konstruksjon kan du bruke denne bevegelsesenergien til å snu teleskopet.

Men du har ikke forklart ** hvordan ** teleskoper gjør dette.
aeroalias
2015-11-23 22:09:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Måten teleskoper fungerer på, er ganske likt i optiske og radiobølgelengder - teleskopene samler inn elektromagnetisk stråling, i stedet for å fokusere på et punkt. Det er flere grunner til dette, den viktigste er at mengden fotoner som når teleskopet fra regionen av interesse er ganske lav.

For å samle flere fotoner, må teleskopet (eller teleskopmatrisen) 'se' i interesseområdet i lang tid - dette oppnås i tilfelle jordbaserte teleskoper ved å styre antennene mekanisk, slik at de pekes i samme retning i lang tid. Prinsippet er stort sett det samme i rommet.

For å se på KIC 8462852, brukte SETI Allen Telescope Arry, som i utgangspunktet er et sett med 42 antenner skanner himmelen i radiobølgelengder. Problemet med jordrotasjon løses i grunn i to trinn av (radio) teleskoper.

  • Ved å styre antennen (e) som bestemt av programvaren, slik at antennen peker på det samme himmelens posisjon. For en stjerne på ~ 1500 lysår er den nødvendige vinkelhastigheten ganske liten og kan lett leveres av de moderne teleskopene.

  • Selv om stjernen (eller andre gjenstander til interesse) passerer under horisonten, kan teleskopet ganske enkelt fortsette arbeidet neste dag og samle flere fotoner. Selvfølgelig kan andre teleskoper ta over etter denne, men sluttresultatet er det samme - samle flere fotoner.

Charushila Patel
2015-11-27 13:56:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De smarte antennene er allerede i arbeid, og programvarestyrt stråledannelse er også ganske mye i bruk nå.

Derfor, selv med denne svært høye spinnhastigheten på jorden, er ikke sporingen av stjernene på store avstander så vanskelig.

Også høyhastighets datainnsamling og komprimeringsalgoritmer er der for å hjelpe. Så det har vært mulig å peke på et bestemt himmelobjekt ved hjelp av kontrollteknikk.



Denne spørsmålet ble automatisk oversatt fra engelsk.Det opprinnelige innholdet er tilgjengelig på stackexchange, som vi takker for cc by-sa 3.0-lisensen den distribueres under.
Loading...