De SKA Layout

Hoe de SKA-telescoop over twee continenten verdeeld zal worden

Een enorme logistieke uitdaging

Het totale ontvangstoppervlak van de SKA wordt één vierkante kilometer, of 1.000.000 vierkante meter. Hierdoor wordt de SKA vrijwel de grootste radiotelescoop die ooit gebouwd is.

Om dit te bereiken, worden duizenden schotels gebruikt (hoge frequentie) en nog veel meer lage-frequentie en mid-frequentie ‘aperture array’-telescopen. De schotels zijn elk ongeveer vijftien meter in doorsnee.

De telescopen zullen niet op centrale plekken geplaatst worden, maar worden opgesteld in de vorm van spiraalarmen, waarbij de schotels op een enorme afstand van de centrale regio’s staan, en waardoor een zogenoemde ‘long baseline interferometer array’ ontstaat.

Bij het maken van hemelkaarten wordt gebruik gemaakt van de fysieke afstand tussen de telescopen. Samen met de richting waarin wordt gekeken kan dan de vertraging van de aankomsttijden van de signalen bij de diverse antennes/telescopen worden berekend.

Met deze ‘interferometrie’-techniek kunnen astronomen een telescoop simuleren die de grootte heeft van de maximale afstand tussen de schotels, of als dat nodig is, alleen de afstand tussen tussenliggende telescopen, of tussen meerdere subsets van de telescoop.

Op deze manier worden de mogelijkheden van één grote schotel overtroffen door de flexibiliteit van de interferometrie-opstelling. Het systeem kan fungeren als één gigantische telescoop of als meerdere kleinere telescopen en elke combinatie hiervan.

De antennes van de SKA zullen een heel continent beslaan. Copyright: SKA Organisatie.

Voor het het ontwerp met spiraalarmen is gekozen na gedetailleerd onderzoek naar de meest optimale opstelling van de telescoop waarbij de best mogelijke resultaten behaald kunnen worden.

Deze opstelling genereert veel verschillende lengtes (baselines) en hoeken tussen de antennes waardoor het mogelijk wordt beelden te maken met een hele hoge resolutie.

De perfecte opzet zou een willekeurige ordening van de antennes zijn die het aantal verschillende baselines en hoeken tussen de antennes maximaliseert. Echter, om de bouw van de telescoop te vergemakkelijken is de opzet met spiraalarmen de beste keus wat betreft de resolutie van de beelden en de kosten.

Low frequency aperture arrays

Lage frequentie ‘aperture arrays’, die zullen worden geplaatst in Australië. Copyright: SKA Organisatie

Terwijl de hoge frequentie-schotels verspreid worden over duizenden kilometers in Afrika, zullen de ‘aperture array’-antennes ongeveer 200 kilometer uitstrekken vanaf de centrale gebieden in Afrika en Australië.

Elke aparte antenne wordt verbonden met het centrale gebied waar de gegevens vervolgens gecombineerd worden in beter hanteerbare datapakketten. Deze worden dan over de hele wereld verzonden via hoge-snelheidsverbindingen naar de computerschermen van wetenschappers die de enorme hoeveelheden informatie verzamelen.

Interessante feiten

Also In this section