RIP Arecibo

Veiko Tamm
01.02.2021

Eelmise aasta 1. detsembril varises kokku Puerto Ricos asuva Arecibo raadioteleskoobi 900tonnine instrumendiplatvorm. Varing tekitas platvormi all asuvale 305meetrise läbimõõduga paraboolantennile selliseid kahjustusi, et teleskoopi haldav USA Rahvuslik Teadusfond (NSF, National Science Foundation) ei pea enam võimalikuks selle niigi palju kahjustatud teleskoobi taastamist, sest rahaliselt läheks see maksma üüratuid summasid.

Kui optiliste teleskoopide ajalugu ulatub sajandite taha, siis raadiospektris tegutsemist alustati alles hiljaaegu. Kosmilised raadiosignaalid tuvastati esmakordselt Karl Guthe Jansky poolt Belli laboratooriumis New Jerseys aastal 1932. Ta tuvastas oma dipoolmaatriksiga, et kummaline signaal pärineb väljastpoolt Päikesesüsteemi. Esimese spetsiaalselt selleks otstarbeks mõeldud 9meetrise paraboolantenni ehitas viis aastat hiljem raadioamatöör Grote Reber Illinoisis. Tema uuringuid selles vallas loetaksegi raadioastronoomia alguseks. Reber kordas Jansky katseid ning näitas, et tugevaim signaal tuleb Kaljukitse tähtkogu suunast Linnutee tsentrist.

Radarisüsteemide tormiline areng Teise maailmasõja ajal andis juurde palju teadmisi, mida hakati pärast sõda kiirelt rakendama ka astronoomia vallas. Antenni ehitus sõltub uuritavast raadiospektrist – lainepikkuste 30 m kuni 3 m (10–100 MHz) jaoks kasutatakse suundantenne, kõrgema sagedusega raadiolainete püüdmiseks on juba vaja paraboolantenne. Lainepikkustel 3 m kuni 30 cm (100 MHz kuni 1 GHz) kasutatakse üle 100 m läbimõõduga „raadiopeegleid“, mis on tavaliselt suhteliselt peenest traatvõrgust ja mille fookuses on vastuvõtuseadmed (raadiokiirguste tajur ehk raadiomeeter). Kuna möödunud sajandi teises pooles kasvas raadiospektris plahvatuslikult „infosaaste“, siis asuti rajama tõsiseid seadmeid asustatud kohtadest eemal.

Arecibo teleskoop

Arecibo Observatoorium, mida tuntakse ka nime all NAIC (National Astronomy and Ionospere Center) paikneb USA haldusalal Puerto Ricos. Ta ehitati looduslikult paraboolse kujuga karstikraatrisse ning kujutab endast tuhandejalase (305 m) läbimõõduga paraboolantenni, mille kohal asuvad 150 m kõrgusel vastuvõtuseadmed. Teleskoop valmis aastal 1963 ning jäi maailma suurimaks järgnevaks 53 aastaks. Oma tegevusajal osales teleskoop ka kuulsas maavälise elu otsinguprogrammis SETI ning teda kasutati ka mitmetes NASA Maa-lähedaste uuringuprogrammide läbiviimisel. Teleskoop sai mitmeid orkaanikahjustusi ning tema olukord aina halvenes. Samas vähendati järjest investeeringuid teleskoobi ülalpidamiseks. Eelmise aasta novembris purunesid vastuvõtumooduli kaks toestustrossi ning NSF otsustas vanakese maha kanda. Kontrollitud lõhkamisteni aga ei jõutud, sest nagu ülalpool mainitud, varises kogu moodul 1. detsembril kokku. Puerto Rico kuberner eraldas 8 miljonit dollarit jäänuste likvideerimiseks ning uue observatooriumi ja külastuskeskuse ehitamiseks.

Maailma suurim raadioteleskoop

Hetkel on maailma suurimaks raadioteleskoobiks hiinlaste Tianyan (Taevasilm) ehk teaduslikumalt FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope), mille ehitamist alustati aastal 2011 ning oma esimesed tulemused andis ta septembris 2016. Pärast kolme aastat uuringuid ja häälestamist tunnistati Taevasilm täielikult funktsioneerivaks eelmise aasta jaanuaris. Ta asub Dawodangi nõos Edela-Hiinas Guizhous. Teleskoobi paraboolantenni läbimõõt on 500 m ning on suurim täisparabooliga antenn. Erinevalt jäigalt fikseeritud Arecibost saab tema metallpaneele suunata ja häälestada eri suundade peale. Taevasilmal on neid 11 m küljepikkusega kolmnurkseid paneelikesi kokku 4450. Teleskoobi uuritav lainepikkus jääb vahemikku 10 cm kuni 4,3 m (70 MHz kuni 3 GHz). Juba aastal 2017 avastas teleskoop kaks uut pulsarit – PSR J1859-01 ja PSR J1931-02, mis asuvad Maast vastavalt 16 000 ja 4 100 valgusaasta kaugusel. Aasta hiljem suurenes leitud pulsarite arv 44 võrra.

Teleskoobi algne maksumus oli plaanitud 700 miljoni jüaani peale, kuid see kasvas kuni 1,2 miljardi jüaanini (180 miljonit dollarit). Ehkki parabooli diameeter on 500 m, on tal aktiivses kasutuses 300 m 26,4 kraadise nurga all. Vaatenurga suurendamisel 40 kraadini väheneb efektiivne diameeter „vaid“ 200 meetrini.

Veel üks rekordimees

Teoreetiliselt on suurima diameetriga raadioteleskoop venelaste RATAN-600. Selle Karatšai-Tšerkessias Zelentšukis asuva teleskoobi läbimõõt on 576 m. Kuid ta ei ole n-ö täismaatriks – ta koosneb 895st 2 x 7,4 m reflektorist, mida saab suunata vastuvõtjasse. Uurib ta kosmost sagedustel 0,96– 21,72 GHz. Kuid tänu modulaarsele ehitusele on ta efektiivsus p hiinlaste Tianyan (Taevasilm) ehk teaduslikumalt FAST alju väiksem – nt lainepikkusel 8 cm (3,75 GHz) on ta 1000ruutmeetrise tegevusala efektiivsus vaid 0,33% võrreldes täismaatriksteleskoobiga.

 

Kui Maal jääb kitsaks

Kaasajal on Maal isegi kaugetes ja eraldatud kohtades raske leida kohta, kus poleks sellist massiivset raadiosaastet nagu tänapäeval on kõikjal tänu satelliitide võrgustikule ja ionosfäärilt peegelduvale raadiokiirgusele. NASA-l on Artemise programmi raames plaan rajada Kuu tagumisele varjuküljele looduslikku kraatrisse paraboolantenn. Projekt LCRT (Lunar Crater Radio Telescope) plaanib rajada traatvõrgustikust antenni sobivasse kraatrisse. Seal saaks läbi viia uuringuid üle 10 m lainepikkusega raadiolainete alas (alla 30 MHz), mis Maal on võimatu seoses nende lainete peegeldumisele Maa ionosfäärilt. Lisaks varjestab Kuu kogu Maalt lähtuva raadiosaaste. See oleks astronoomide jaoks täiesti uus Terra Inkognito.

Üks potentsiaalseid asukohti on 3,5 km diameetriga korrapärane kraater, kuhu plaanitakse rajada 1 km läbimõõduga traatvõrkudest paraboolantenn. Ehitamiseks on loodud mööda kaldseinu ronida suutvad DuAxel-robotid. Kui see teleskoop valmib, saab temast Päikesesüsteemi suurim täismaatriksteleskoop. Planeeritav uuritav lainepikkus jääb vahemikku 10 m kuni 50 m (6–30 MHz). Kasutades Very Long Baseline Interferometry tehnoloogiat, loodetakse saavutada nurgalahutust 1 m 0,53 kaaresekundi juures. Teleskoobi modifitseerimisel võidakse lahutusvõime viia juba 0,11 kaaresekundi peale.

Artikli märksõnad: 

Sarnased artiklid