Matrice de kilometri pătrați

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără surse!
Această intrare sau secțiune despre subiectul observatoarele astronomice nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .
Matrice de kilometri pătrați (SKA)
SKA overview.jpg
Stat Australia , Africa de Sud
Locație Australia / Africa de Sud
Coordonatele 30 ° 43'16.07 "S 21 ° 24'40.06" E / 30.72113 ° S ° E 21.411128 -30.72113; 21.411128 Coordonate : 30 ° 43'16.07 "S 21 ° 24'40.06" E / 30.72113 ° S ° E 21.411128 -30.72113; 21.411128
Incorporat Faza 1 2018-2023
Faza 2 2023-2030
[1]
Prima lumină în 2020 (așteptat)
Caracteristici tehnice
Tip Aparate cu antene cu fază
Zonă 1 000 000 m²
Site-ul oficial
Editați datele pe Wikidata · Manual

Square Kilometer Array (SKA) este un proiect internațional [2] pentru detectarea undelor radio folosind un radiotelescop aflat în construcție în Australia și Africa de Sud pentru a testa spațiul adânc. SKA va avea o deschidere totală de un kilometru pătrat, va funcționa pe un spectru larg de frecvențe, iar dimensiunea sa îl va face de 50 de ori mai sensibil decât orice alt radiotelescop. Va necesita un centru de procesare foarte performant și legături pe distanțe lungi cu o capacitate mai mare decât tot traficul global de internet din 2015. Telescopul va fi capabil să analizeze cerul de zece mii de ori mai repede decât oricând.

Datorită stațiilor de recepție care se extind pe o distanță de cel puțin 3.000 de kilometri de un nucleu central, va testa capacitatea radioastronomilor oferind imagini de cea mai înaltă rezoluție din întreaga istorie a astronomiei . SKA va fi construit atât în ​​emisfera sudică, cât și în statele subsahariene, cu două centre principale în Africa de Sud și Australia, unde vederea asupra Căii Lactee este cea mai bună și unde interferențele radio sunt cele mai mici. [3]

La 28 aprilie 2017 a fost oficializat începerea lucrărilor [4], iar în decembrie 2017 a fost finalizată platforma de testare AAVS1 [5] , formată din 256 de prototipuri ale celor 130.000 de antene care vor constitui LFAA (Low Frequency Far Array). [6]

Sediu

Sediul proiectului a fost situat la Observatorul Jodrell Bank din Marea Britanie . Acest loc a prevalat asupra celuilalt candidat, Castelul Carrarese din Padova , la sfârșitul unui proces decizional condiționat, în etapele sale finale, de ingerința politică opacă și presiunea externă grea exercitată de premierul britanic David Cameron [7] .

Organizare

SKA, un proiect global cu treisprezece state membre, își propune să răspundă la câteva întrebări fundamentale referitoare la originea și evoluția Universului . În noiembrie 2011, am trecut de la o colaborare internațională la o companie independentă și non-profit, „Organizația SKA”, ai cărei membri, în 2019 sunt:

Descriere

SKA va combina semnalele primite de la mii de antene mici răspândite pe o distanță de peste 3000 km pentru a simula un radiotelescop gigant capabil de o sensibilitate extrem de ridicată și rezoluție unghiulară. SKA va avea, de asemenea, un câmp vizual foarte mare, atingând vârful la 200 de grade pătrate la frecvențe sub 1 GHz și un câmp de mai mult de un grad pătrat (aproximativ 5 luni pline) la frecvențe mai mari. O idee inovatoare este utilizarea matricilor de plan focal folosind antene cu etape pentru a obține mai multe puncte de vedere. Acest lucru va crește foarte mult viteza de analiză a SKA și va permite mai multor utilizatori să observe simultan diferite părți ale cerului. Combinarea unui câmp vizual foarte larg cu o sensibilitate ridicată sugerează că SKA va transforma studiul Universului.

SKA va oferi acoperire continuă pe frecvențe cuprinse între 50 MHz și 14 GHz în primele două faze ale construcției sale. O a treia fază va extinde gama de frecvențe până la 30 GHZ.

Gama de frecvență de la 50 MHz la 14 GHz nu poate fi acoperită folosind un singur tip de antenă, deoarece variază cu mai mult de două ordine de mărime. Prin urmare, SKA va include aparate formate din trei tipuri de antenă, SKA-low, SKA-mid și grupările de vase.

  1. SKA-low array: o grupare pe etape de antene dipol și amplificatoare, pentru a acoperi spectrul de frecvență inferior la care operează radiotelescoapele SKA, de la 50 la 350 MHz. Acestea vor fi grupate în stații de 100 metri diametru conținând aproximativ 90 de elemente fiecare. Rețeaua va fi formată din peste 250.000 de antene de bandă largă care vor fi poziționate în Australia conform unui anumit tipar: aproximativ 75% din antene vor fi amplasate într-o zonă cu diametrul mai mic de 2 km, iar restul vor fi poziționate într-un spirală, care se întinde pe aproximativ 50 km. [12]
  2. SKA-mid array: un aparat format din mai multe antene parabolice pentru a acoperi frecvențe de la 350 MHz la 14 GHz. Este de așteptat ca designul antenei să urmeze cel al matricei telescopice Allen , utilizând o antenă offset gregoriană cu o înălțime de 15 metri și o lățime de 12 metri.
  3. Matrice de sondaj SKA: o matrice compactă de antene parabolice cu diametrul de 12-15 metri fiecare pentru frecvențe cu interval mediu, fiecare echipată cu sisteme inovatoare cu fază multiplă cu un punct de vedere foarte larg.

Obiectivele principale

Potențialul SKA va servi pentru a căuta răspunsuri la multe întrebări din astrofizică , fizică fundamentală , cosmologie și astrofizică a particulelor , precum și pentru a lărgi orizontul universului observabil. Un număr de proiecte cheie care au fost selectate pentru implementare prin SKA sunt enumerate mai jos.

Dovezi extreme ale relativității generale

Timp de cel puțin o sută de ani, teoria relativității generale a lui Albert Einstein a prezis cu exactitate rezultatul oricărui experiment conceput să o testeze . Multe dintre aceste experimente, inclusiv cele mai stricte, au fost efectuate prin măsurători radioastronomice. Utilizând pulsarii ca detectoare de unde gravitaționale cosmice sau pulsari periodici descoperiți în orbita găurilor negre , astronomii vor putea examina limitele relativității generale, cum ar fi comportamentul spațiului-timp în regiunile spațiului cu curburi extreme. Scopul este de a detecta dacă teoria lui Einstein este o descriere corectă a spațiului-timp și a gravitației sau dacă sunt necesare teorii alternative la relativitatea generală pentru a explica fenomenele observate.

Galaxii, cosmologie, materie întunecată și energie întunecată

Sensibilitatea SKA în linia de 21 cm de hidrogen neutru va permite cartarea unui miliard de galaxii dincolo de granițele Universului observabil . Detectarea structurii pe scară largă a cosmosului va oferi constrângeri pentru determinarea proceselor care au ca rezultat formarea și evoluția galaxiilor. Vizualizarea hidrogenului în Univers va oferi un desen tridimensional al undulațiilor timpurii ale structurilor care au format galaxiile și grupurile individuale. Acest lucru poate permite, de asemenea, măsurarea efectelor cauzate de energia întunecată care determină creșterea ratei de expansiune a universului.

Măsurătorile cosmologice permise de analizele SKA asupra galaxiei includ modele de testare a energiei întunecate, a gravitației, a universului timpuriu și a cosmologiei fundamentale. Aceste experimente sunt rezumate într-o serie de articole disponibile online.

Era reionizării

SKA este conceput pentru a oferi date de observație referitoare la Epoca Întunecată (în termen de 300.000 de ani de la Big Bang , când se termină radiația și universul se răcește), și la momentul primei lumini (un miliard de ani mai târziu, când se observă tinere galaxii) pentru prima dată). Observând distribuția primordială a gazului, SKA ar trebui să poată vedea cum Universul s-a luminat treptat pe măsură ce stelele și galaxiile s-au format și au evoluat. Perioada dintre Epoca Întunecată și Prima Lumină este considerată primul capitol din istoria cosmică a creației și importanța vizualizării acestui eveniment este principalul motiv pentru care a fost conceput SKA. Pentru a reveni la prima lumină, aveți nevoie de un telescop care este de 100 de ori mai puternic decât cel mai mare radiotelescop actual din lume.

Magnetismul cosmic

Nu este încă posibil să răspundem la întrebările fundamentale referitoare la originea și evoluția câmpurilor magnetice cosmice , dar este clar că acestea sunt componente foarte importante în spațiul interstelar și intergalactic. Prin cartarea efectului magnetismului asupra radiației galaxiilor foarte îndepărtate, SKA va analiza forma magnetismului cosmic și rolul pe care l-a jucat în evoluția Universului.

Căutați viață extraterestră

Acest program științific cheie, numit „Cradle of Life” (Cradle of Life) (Cradle of Life), se va concentra pe trei obiective: discuri protoplanetare în zonele locuibile , căutarea unui material chimic prebiotic și găsirea vieții inteligente extraterestre ( SETI ).

Istorie și evoluții viitoare

SKA a fost conceput în 1991 și organizat de un grup de lucru internațional în 1993, odată cu semnarea primului Memorandum de Acord în 2000. A urmat o dezvoltare considerabilă care a culminat cu începutul PrepSKA în 2008, care sa încheiat cu un proiect complet al SKA în 2012. Construcția fazei 1 va avea loc în perioada 2018-2020 și va furniza un aparat capabil să efectueze primele experimente. Faza a doua va fi finalizată în 2025, când se obține o sensibilitate completă în intervalul de frecvență până la cel puțin 14 GHZ. Costul estimat al proiectului SKA este de 2 miliarde de euro, care include cele 650 de milioane necesare pentru finalizarea fazei 1 în 2020.

Prelucrarea datelor produse

Începutul proiectului reprezintă o provocare considerabilă în ceea ce privește tehnologia și matematica aplicată [14] pentru prelucrarea cantității uriașe de date produse de senzori: vor fi necesare capacități enorme de stocare și utilizarea algoritmilor foarte eficienți pentru a obține un semnal. prelucrarea în timp real , pentru a reduce cantitatea de informații doar la datele relevante.

La jumătatea anului 2011, se estimează că setul de senzori poate genera aproximativ un exabyte pe zi de trafic de date brute, care ar putea fi comprimat la aproximativ 10 petabytes [15] .

Cerințe normative

  • Legea 14 august 2020, nr. 115 - Ratificarea și executarea Convenției de înființare a observatorului de kilometri pătrați, cu atașamente, făcută la Roma la 12 martie 2019.

Notă

  1. ^ SKA: întrebări frecvente , pe skatelescope.org , Organizația SKA. Adus la 28 octombrie 2017 .
  2. ^ (EN) Țările participante - colaborări pe skatelescope.org. Adus la 31 decembrie 2017 .
  3. ^ Amos, Jonathan (25 mai 2012), „Africa and Australasia to share Square Kilometer Array” .
  4. ^ Construcția începe la sediul central pentru cel mai mare radiotelescop din lume , pe skatelescope.org .
  5. ^ Călătorie prin antenele Ska , pe media.inaf.it .
  6. ^ Test nou pentru SKA cu o dronă cu ghidare italiană , pe italy.skatelescope.org . Adus pe 19 decembrie 2017 .
  7. ^ (EN) O serie de probleme , în Nature , vol. 519, nr. 129, 12 martie 2015, DOI : 10.1038 / 519129a . Adus la 26 iunie 2016 .
  8. ^ (RO) ȚĂRILE DE JOS VOR PARTENERA PENTRU A CONSTRUI CEL MAI MARE TELESCOP RADIO pe astron.nl, 28 ianuarie 2019. Accesat la 17 februarie 2019 (depus de „url original 18 februarie 2019).
  9. ^ Spania se alătură proiectului Ska , pe media.inaf.it , 20 iunie 2018.
  10. ^ Consorțiul francez se alătură organizației SKA , pe skatelescope.org . Adus la 26 iulie 2018 .
  11. ^ (EN) Societatea Max Planck din Germania devine cel mai nou membru al organizației SKA , pe skatelescope.org. Adus pe 9 mai 2019 .
  12. ^ (EN) Aperture Array cu frecvență redusă , pe skatelescope.org. Adus pe 19 decembrie 2017 .
  13. ^ a b c SKA: programul „Cradle of life” , pe skatelescope.org .
  14. ^ (EN) Telescopul monstru are nevoie de matematică minunată pentru a descoperi secretele universului , din Conversație, 24 noiembrie 2014. Adus 19 august 2016.
  15. ^ (EN) telescopul SKA până în prezent a generat mai mult decât întregul Internet în 2020 , al Computerworld, IDG Communications, 2011. Accesat la 2 aprilie 2015.

linkuri externe

Controlul autorității ISNI ( EN ) 0000 0004 0569 9009
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Square_Kilometre_Array&oldid=122247554 ”