Pięć sposobów, w jakie pomagamy w budowie największych radioteleskopów na świecie

przez
Kirsten Frederiksen

14 marca 2024 r
6 minut czytania

Międzynarodowe Obserwatorium SKA (SKAO). Ambitne cele naukowe Wymaga to poważnej infrastruktury. Dlatego SKAO zbudowało dwa największe radioteleskopy na świecie – SKA-Mid w Republice Południowej AfrykiI SKA-niska Tutaj, w Australii.

Próbując czegoś tej wielkości i wymiarów, dobrze jest mieć pod ręką australijskie doświadczenie.

Dr Douglas Bok jest naszym dyrektorem ds. przestrzeni kosmicznej i astronomii oraz głównym australijskim przedstawicielem naukowym w SKAO. Postrzega teleskopy SKA jako ekscytujący krok naprzód.

„Era SKA będzie niesamowita dla radioastronomii. Te teleskopy pozwolą astronomom badać Wszechświat jak nigdy dotąd. Zyskamy wgląd w najwcześniejsze etapy powstawania pierwszych gwiazd i galaktyk „- powiedział Douglas.

„Społeczność astronomiczna mówi o budowie teleskopów takich jak SKA-Low i SKA-Mid od lat 90. Obecnie widzimy, że te dwa teleskopy stały się rzeczywistością.

Prowadzenie teleskopu SKA-Low to nie lada wyzwanie Korzyści dla Australii. Obejmie to inwestycje w lokalny przemysł i kontrakty dla lokalnych firm, a także miejsca pracy w zespole teleskopu, który będzie go obsługiwał i konserwował przez 50 lat jego istnienia.

Jak zatem możemy pomóc w urzeczywistnieniu teleskopów SKA?

Rozwiązywanie dużych wyzwań dzięki australijskim innowacjom

Australijczycy od początku byli liderami w radioastronomii. Pionierem eksploracji wszechświata radiowego w CSIRO był: Doktor Joseph Leed Pawsey I Ruby Payne Scott. Od tego czasu eksplodował w sferze globalnej.

W Australii znajdują się jedne z najlepszych radioteleskopów na świecie, w tym nasz radioteleskop ASKAP i Murriyang, nasz radioteleskop Parkes.

To długie doświadczenie w opracowywaniu nowych technologii oraz budowie i zarządzaniu obserwatoriami radiowymi w odległych lokalizacjach wnieśliśmy do stołu projektowego SKA. Odegraliśmy ważną rolę w planowaniu infrastruktury, działania teleskopów, oprogramowania i obliczeń dla teleskopów SKA.

Pomogliśmy także zapewnić Australii rolę gospodarza teleskopu SKA-Low. Współpracowaliśmy z ludnością Wajari Yamaji, tradycyjnymi właścicielami i posiadaczami rdzennych tytułów do obserwatorium oraz rządami Australii i Australii Zachodniej.

Nasze zdalne obserwatorium w WA

Jeśli szukasz lokalizacji pod budowę największych na świecie radioteleskopów, potrzebujesz najlepszych miejsc na Ziemi, z których będziesz mógł obserwować wszechświat.

Region Wagari w Australii Zachodniej został zidentyfikowany jako główny lider w poszukiwaniu australijskiej lokalizacji dla teleskopów SKA. Miał oczywiste zalety, takie jak niska gęstość zaludnienia i bardzo niski poziom sygnałów radiowych generowanych przez człowieka.

Badania te doprowadziły do ​​​​powstania Inyarrimanha Ilgari Bundara, Obserwatorium Radioastronomicznego Murchison. Dokonano tego we współpracy z Wajarri Yamaji i przy wsparciu rządów Australii i Australii Zachodniej.

W obserwatorium znajdują się obecnie dwa dawne teleskopy SKA: nasz radioteleskop ASKAP i Uniwersytet Curtina'S Macierz Murchisona-Widefielda. W tej światowej klasy lokalizacji znajduje się także m.in Uniwersytet Stanu Arizona'S Narzędzie Krawędzie.

Budowa teleskopu SKA-Low rozpoczęła się w grudniu 2022 roku.

W naszej roli menadżerów obserwatoriów ograniczamy emisję radiową generowaną przez technologię (w tym same radioteleskopy). Pomaga to zapewnić, że miejsce to pozostanie jednym z najlepszych miejsc na Ziemi dla radioastronomii.

Opiekujemy się także terenem obserwatorium. Współpracujemy z tradycyjnymi właścicielami w zakresie rewitalizacji i pielęgnacji gruntów oraz koordynujemy działania z sąsiadującymi stacjami pasterskimi.

Dzielenie się niebem i gwiazdami z Wajarri Yamaji

Wajarri Yamaji obserwuje niebo z obserwatorium od dziesiątek tysięcy lat. Teraz dzielą się z nami swoim niebem i gwiazdami.

Pierwsza umowa dotycząca użytkowania gruntów przez rdzennych mieszkańców (ILUA) z Wajarri Yamaji została sfinalizowana w 2009 roku. Oznaczało to formalne utworzenie obserwatorium i rozpoczęcie budowy naszego radioteleskopu ASKAP.

Nowy projekt ILUA został ukończony w 2022 roku, co umożliwiło rozpoczęcie w tym miejscu budowy teleskopu SKA-Low. Nowa umowa rozszerzyła obserwatorium i objęła nazwę Wajari dla tego miejsca – Inarimanha Ilgari Pundara, co oznacza „dzielenie się niebem i gwiazdami”.

W ramach naszego zobowiązania do zapewnienia ochrony dziedzictwa Wajari w obserwatorium przemierzaliśmy kraj wraz z ludem Wajari. Wajarri, CSIRO i SKAO wspólnie opracowali projekt teleskopu SKA-Low. Zapewnia współistnienie interesujących miejsc i anten.

Z goszczenia obserwatorium wynika wiele międzypokoleniowych korzyści dla społeczności lokalnej. Należą do nich możliwości szkoleń i edukacji, a także miejsca pracy w kraju.

Współpraca teleskopu z Obserwatorium SKA

Współpracujemy z (Squaw) w Australii Budowa i obsługa teleskopu SKA-Low. Oznacza to, że większość zespołu SKA-Low w Australii należy również do naszego zespołu CSIRO.

Zespół SKA-Low intensywnie pracuje od rozpoczęcia prac budowlanych na miejscu 5 grudnia 2022 roku. Prace budowlane skupiały się początkowo na przygotowaniu infrastruktury oraz ułożeniu kabli energetycznych i światłowodowych pod instalację anten.

W marcu 2024 r. w obserwatorium SKA-Low zainstalowano pierwszą z ponad 130 000 anten. Oznaczało to kamień milowy na drodze do ostatecznego teleskopu. Montaż anten będzie kontynuowany w szybkim tempie, wraz z dalszą budową infrastruktury. Obejmuje to ułożenie większej liczby kabli zasilających i światłowodowych, dodanie większej części sieci, w której można umieścić anteny, oraz budowę budynków, w których znajdą się komputery potrzebne do integracji sygnałów z anten.

Dobrze razem

Współpracujemy z SKAO nie tylko przy budowie i obsłudze teleskopu SKA-Low. Współpracujemy również z SKAO wraz z organizacjami przemysłowymi i badawczymi w innych obszarach złożonego projektu SKA.

Współpracujemy z lokalną specjalistyczną wiedzą, aby zarządzać kontraktami na budowę infrastruktury terenowej w imieniu SKAO. Pomagamy również SKAO w zarządzaniu ważną rolą łączenia wszystkich poszczególnych systemów teleskopów i sprawdzania, czy prawidłowo ze sobą współpracują.

Ponadto współpracujemy z międzynarodowymi instytucjami badawczymi i partnerskimi uczelniami w celu opracowania „mózgu” teleskopu SKA-Low. Będzie łączyć sygnały danych otrzymane z zestawów antenowych.

Jesteśmy także częścią zespołu opracowującego oprogramowanie superkomputera, które pobierze te dane i utworzy obrazy, które astronomowie wykorzystają do badania Wszechświata.

Komputery znajdujące się poza terenem teleskopu SKA-Low będą hostowane w Centrum Badawczym Pawsey Supercomputing Research Center. Jesteśmy partnerem-założycielem w Australijskie Centrum SKAkanał danych pomiędzy Obserwatorium SKA a społecznością astronomiczną.

To ekscytujący czas dla Douglasa, który od trzydziestu lat pracuje nad projektem SKA.

„Jestem dumny z pionierskiej roli, jaką odegraliśmy dotychczas w projekcie SKA, a to dopiero początek” – powiedział Douglas.

„Budowa teleskopu nowej generacji to ekscytujący proces, którego pełna realizacja zajmuje lata, a czasem dziesięciolecia”.

„Nie mogę się doczekać wpływu, jaki ten skok technologiczny będzie miał na astronomię, a także szerszych korzyści płynących z projektu SKA”.

Uznajemy Wajarri Yamaji za tradycyjnych właścicieli i pierwotnych posiadaczy tytułu Inyarrimanha Ilgari Bundara, miejsca, w którym znajduje się Obserwatorium Radioastronomiczne CSIRO Murchison.