Есть такой населенный пункт неподалеку от Москвы – Долгое Ледово. Его окружают с одной стороны – восточный край парка “Лосиный остров”, с другой стороны – знаменитые Медвежьи Озера – излюбленное место отдыха и купания местных жителей и даже гостей из столицы. В Долгом Ледово расположен крупнейший советский радиотелескоп РТ-64, который видно с Щелковского шоссе, а в хорошую погоду – из Москвы. Гигантская тарелка возвышается над лесом, как инопланетный космический корабль. Недалекие люди думают, что это такая адски большая тарелка НТВ+, однако на самом деле это радиотелескоп, благодаря которому в свое время люди в прямом эфире видели Леонова, вперые в истории человечества выходящего в открытый космос. Именно этот телескоп когда-то принимал сигналы с космических кораблей, посланных на Венеру. Также достоверно известно, что телескоп участвовал в обмене данными между советскими подводными лодками. Диаметр тарелки телескопа – ни много ни мало 64 метра. Для сравнения, это не намного меньше размеров стадиона. Причем телескоп полноповоротный, то есть может быть развернут в абсолютно любую сторону.
История наших взаимоотношений с этим радиотелескопом началась еще в прошлом году, зимой. Тогда мы пытались добраться к РТ-64 через какое-то село, в котором концетрация собак на один квадратный метр превышала все допустимые пределы. Именно в тот раз на нас напал кавказец, от которого пришлось обороняться штативом. Но нас остановило не это. После драки с кавказцем нас ждало пустое заснеженное поле. Пройдя по нему пару сотен метров по пояс в снегу, мы быстро утомились, к тому же nanonatalya сильно замерзла (был жестокий мороз). Поэтому мы повернули обратно и, топая по своим следам, вернулись в село. Попытка закончилась неудачей, так как издалека РТ-64 было не разглядеть из-за падавшего снега (видимость была почти нулевой).
В этот раз мы подготовились гораздо лучше – захватили с собой подробную карту, бутерброды и нож против собак. По счастью, нож нам так и не пригодился, потому что в этот раз мы обошли деревню стороной по заросшему травой полю. Светило солнце, очень здорово было идти по зеленой равнине, когда во все стороны вокруг тебя – на много километров только зеленая травка. Как будто в огромной чаше.
Так постепенно мы дошли до небольшого озерца, где устроили мини-стоянку, перекусили и отправились дальше по направлению к гигантской махине, которая была уже совсем рядом (как нам казалось).
По пути нам повстречалось еще одно сооружение – такой же РТ-64, но только недостроенный. Он стоял за высоким железным забором с колючей проволокой. Надо сказать, что оба сооружения стоят на территории особо охраняемого военного объекта. Подбираясь к недострою, мы впервые познакомились с торфяниками – это такие подлые болота, по которым можно пройти, только прыгая с одной кочки на другую. Делать это можно, только если обладаешь хорошим равновесием, так как удовольствия искупаться в торфяном болоте мало. Так вот, прыгая с кочки на кочку мы добрались до неприступного забора. Недострой стоял совсем рядом, и грех было не залезть на него. Он представлял собой круглое здание, на котором был установлен мощный поворотный механизм. Буквой П над зданием возвышался мостовой кран высотой с двадцатиэтажный дом. Помня о собаках на территории, я взял с собой нож, перемахнул через забор и как можно тише пополз через березовую рощу.
За рощей стоял еще один забор, бетонный, но к нему нельзя было подступиться из-за рва, наполненного водой. Поэтому я перебежками пошел вдоль рва и перелез через него по сваленному дереву. Укрылся за забором и наблюдал. Из вестибюля вышел один охранник, затем второй. Когда они ушли, я перелез через забор и… опустился ногой в хлюпающее болото.
Это было ошибкой, потому что забираться на вышку с ботинком полным воды было неудобно.
Кстати, вышка мостового крана оказалась неприступнее чем я думал, так как первые три метра она представляет собой глухую железную стену. К счастью, сверху свисал трос, и можно было залезть держась за него. Я начал подниматься и тут вышел еще один охранник. Я замер, вися на тросе на руках, пытаясь не шевелиться. Висел около минуты, прижимаясь как можно ближе к вышке, пока он не ушел. Наверху меня ждало разочарование – вышка оказалось ржавой, одна из ступенек, за которую я схватился, рассыпалась у меня в руках, поэтому рисковать жизнью я не стал и спустился вниз, не забыв сфотографировать лежащий на земле остов тарелки.
Так же, перебежками, перепрыгнул через один забор, затем через второй. После небольшого отдыха мы продолжили наш путь вдоль бетонного забора.
Лес в тех местах очень красивый, много маленьких симпатичных зеленых елочек растет. Там водятся пятнистые олени, лоси и кабаны. К сожалению, самих оленей мы не видели, зато вляпаться в их “следы” там проще простого – через каждые двадцать метров лежат кучки.
Так мы подошли к действующему радиотелескопу. Его размеры действительно поражают – как будто целый стадион подняли на такую недостижимую высоту.
Рядом с телескопом вырыт котлован 6-метровой глубины – в этом котловане на дне установлены приемники, чтобы проверять, как подводные лодки будут ловить сигнал.
Дырки в заборе сейчас все залатаны, правда нам удалось отодвинуть фанерный лист в одной из дырок и посмотреть на телескоп.
Были порывы пролезть на территорию, но смысла в этом не было, так как его было видно замечательно и снаружи. Тем более, везде стоят камеры видеонаблюдения, укрытые маскировочной сеткой. В следующий раз надо будет обязательно залезть на само зеркало, если такое вообще возможно.
Большие радиотелескопы диаметром 64м (ТНА-1500) были созданы для поддержки научных программ. Один (ТНА-1500Мо) расположен в Медвежьих озерах на филиале ОКБ МЭИ в 17км от Москвы с координатами 37 градусов 57 минут восточной долготы и 55 градусов 52 минуты северной широты. Аналогичный радиотелескоп (ТНА-1500К) расположен на филиале ОКБ МЭИ "Калязин" (180 км на север от Москвы) с координатами 37 градусов 53 минуты восточной долготы и 57 градусов 13 минут северной широты. Оба радиотелескопа связаны между собой геодезически, информационно, и организационно могут представлять собой единый комплекс, оптимальным образом обеспечивающий решение ряда задач в интересах различных потребителей.
Радиотелескоп ТНА-1500 (РТ-64)
Многоцелевые радиотелескопы микроволнового диапазона, диаметром 64 м предназначены для:
Фундаментальных астрономических исследований,
Исследования космоса,
Приема информационных сигналов с КА из дальнего космоса,
Управления КА в дальнем космосе.
Функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» в диапазонах частот 0,327; 1,66; 4,85 ГГц и 22 ГГц (90 см, 18 см, 6 см и 1,35 см) для проведения работ по проекту «Радиоастрон».
Характеристики антенной системы радиотелескопа:
Система отражателя – квази-параболическая Грегорианская система (“Медвежьи озера”), система Кассегрена (“Калязин”) с твердой поверхностью;
Отражатель – гомологичный проект с коррекцией фокуса по контр-рефлектору;
Апертура – диаметр 64 м;
Эффективная поверхность (в зависимости от диапазона) – около 2000 м2;
Тип подающего механизма - рупорный;
Точность системы отражения – 0.5 мм
Диапазон волн – 1 м…1см
Вес - 800 т
Система управления:
Тип системы осей вращения – азимут – угол места;
Сектор обзора:
По азимуту ±2950
По углу места от 0 до 900
Скорости вращения – не менее 1.50/сек;
Суммарная точность программируемого слежения
В рамках этих направлении выполнялись и выполняются следующие работы:
Прием данных радио-картографирования поверхности Венеры, полученных с помощью системы радаров с синтезированной апертурой, установленной на советских - межпланетных станциях «VENERA - 15, 16»;
Прием научной информации и участие в управлении траекторией межпланетных станций «VEGA - 1, 2» и «FOBOS - 1»;
Участие в управлении движением зондов-аэростатов в атмосфере Венеры;
Прием телевизионных сигналов изображений кометы Галлея;
Прием телевизионных изображений спутника Марса - Фобос;
Изучение и контроль радио-излучения Солнца и окружающего его пространства;
Прием научной и служебной информации с ИСЗ “GRANAT”;
Управление, прием информации и измерение траектории межпланетных зондов по проекту «Космическая регата»;
Прием научной и служебной информации, а также участие в управлении траекторией спутника «SPEKTR - Р»;
Изучение радио-излучения пульсаров по VLBI вместе с Центром космических исследований Kashima (Япония) и Algonquin Park (Канада);
Проект VSOP (VLBI Space Observatory Program) вместе со спутником “HALCA” (Япония);
Проект “RadioAstron”;
Сеансы VLBI как в российской, так и в мировойVLBI-сетях.
Галерея:
Модернизированная антенная система ТНА-1500К
Целью модернизации АС ТНА-1500К являлось расширение функциональных возможностей, улучшение технических характеристик ТНА-1500К, обеспечение соответствия характеристик требованиям КД (в том числе ЭД), ТЗ и готовности СЧ МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации.
Основными задачами являлись:
Разработки методов, технологий и оснастки для выполнения работ в соответствии с перечнем объектов для модернизации, не разрушающих остальные системы и конструктивно-механические элементы ТНА-1500К;
Создание, отработка и проверка функционирования отдельных модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К и заданных режимов работы;
Выявление и устранение ненадежных изделий, комплектующих элементов МАС ТНА-1500К для оценки остаточного технического ресурса и разработки мероприятий по его продлению, выявление критичных элементов, разработка и проведение мероприятий по повышению уровня их качества и надежности МАС ТНА-1500К;
Оценка соответствия характеристик МАС ТНА-1500К требованиям ТЗ на составную часть опытно-конструкторской работы «Спектр-Р», совместная с АКЦ ФИАН отработка модернизированных составных частей МАС ТНА-1500К с их ПО и проверка их взаимного функционирования в реальных условиях наблюдений космических радиоисточников;
Обеспечение технической готовности МАС ТНА-1500К к опытной эксплуатации в составе ЗРТ-64 ННК проекта «Радиоастрон», в том числе обеспечение готовности сооружений и коммуникаций, обеспечения условий обитаемости МАС ТНА-1500К и безопасности выполнения работ, предусмотренных эксплуатационной документацией;
Перечень объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:
Новая надзеркальная кабина облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля;
Многодиапазонный рупорный облучатель диапазона 327 МГц - 26ГГц;
Центральный узел крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость;
Разработана, изготовлена, смонтирована и налажена уникальная система вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод;
Полностью модернизирована система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы;
Цифровая система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ плоскостей в диапазонах малых и больших скоростей;
Система наведения антенной системы;
Конструктивно-механическая часть ТНА-1500К модернизирована путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска);
Обеспечены климатические условия в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.
Этапы модернизации объектов АС ТНА-1500К, созданных в результате модернизации:
1. Подготовка рабочей площадки для производства демонтажных и монтажных работ.
2. Разработка, изготовление и монтаж новой надзеркальной кабины облегченной конструкции ОНК с узлом размещения многорупорного облучателя и системами энергоснабжения, термостатирования и климат-контроля.
3. Разработка, изготовление и монтаж центрального узла крепления (опорный каркас) системы подвеса контррефлектора с четырьмя усиленными опорами, заменившими старые конструкции, потерявшие механическую устойчивость.
4. Изготовление и монтаж многодиапазонного рупорный облучатель диапазона 327 МГц - 26ГГц.
5. Разработка, изготовление, монтаж и и наладка уникальной системы вторичного зеркала (контррефлектора) с механизмами фокусирования по 6-ти осям типа гексапод.
6. Полная модернизация система энергоснабжения узлов, механизмов и комплексов антенной системы, замена кабельного оборудования икабельных каналов.
7. Разработка, изготовление и монтаж цифровой аппаратно-программной системы система управления приводами антенны, включая электроприводы АЗ и УМ в диапазонах малых и больших скоростей.
8. Разработка, изготовление и монтаж система наведения антенной системы.
9. Модернизация конструктивно-механической частиТНА-1500К путем восстановления механической прочности элементов, потерявших механическую устойчивость и обеспечение свето- и теплоотражающих свойств покрытий (покраска).
10. Обеспечение климатических условий в рабочих помещения технического здания ТНА-1500К.
11. Проведение комплексных монтажных, пуско-наладочных работ и испытаний МАС ТНА-1500К.
МАС ТНА-1500К обладает следующими новыми функциональными возможностями и техническими характеристиками:
1. Рабочий сантиметровый диапазон частот МАС ТНА-1500К увеличен в 5 раз от проектного значения 5 см до 1 см в результате следующей модернизации:
1.1. повышена точность следящей системы электропривода за счет применения оптических датчиков положения антенны по углу места и азимуту с 20 угловых секунд до 1 угловой секунды;
1.2. заменен штатный контррефлектор с точностью (СКО) отражающей поверхности 1,2.мм на высокоточный контррефлектор КРВ с точность поверхности 0,2 мм;
1.3. повышена точность отражающих поверхностей рефлектора с 1,95 мм до 0,7 мм в результате геодезической юстировки;
1.4. интегральная точность (СКО) поверхности антенной системы определяется только точностью рефлектора и составляет 0,7 мм, что соответствует требованиям для работы в Ка-диапазоне, при этом высокоточный контррефлектор не вносит вклада потери эффективности антенной системы;
1.5. впервые в России и СНГ разработана и применена 6-тиосная система подвеса контррефлектора с системой компенсации деформации с точностью 1 мм типа «Гексапод».
2. Рабочий дециметровый диапазон частот ТНА-1500К расширен в сторону низких рабочих частот с 50 см до 1 метра, таким образом создан единственный в мире уникальный радиотелескоп способный проводить радиоастрономические многочастотные одновременные наблюдения в диапазоне длин волн от 1 метра до 1 см.
3. Впервые разработана система климат-контроля замкнутого цикла для надзеркальной кабины всепогодная, всесезонная и круглосуточная со стабилизацией температуры в заданном рабочем диапазона температуры с погрешностью 1С.
4. Впервые применена новая технология восстановления свето- и теплоотражающих свойств конструктивно-механической части на основе латексных лако-красочных покрытий, не требующая предварительной очистки и грунтовки окрашиваемых поверхностей.
5. Цифровые приводы антенны совместно с разработанным программно-аппаратным комплексом расширяют возможности реализации различных режимов поиска и сопровождения воздушно-космических объектов.
6. Новая облегченная надзеркальная кабина МАС ТНА-1500К позволяет размещать приемо-передающие и научные приборы и комплексы с суммарным весом до 8 тонн.
7. МАС ТНА-1500К по своим техническим и эксплуатационным характеристикам превосходит ТНА-1500 и может быть использована в качестве резерва МАС ТНА-1500 НИИТЦ ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».
Галерея:
Проект "Радиоастрон"
Орбитальная астрофизическая обсерватория "Спектр-Р" образует совместно с земными радиотелескопами радиоинтерферометр со сверхбольшой базой и предназначена для проведения фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Цель международного проекта Радиоастрон состоит в том, чтобы создать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов единую систему наземно-космического интерферометра для получения изображений, координат и угловых перемещений различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением.
Орбита спутника Радиоастрон имеет радиус апогея до 350 тысяч километров. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1.35 см.
Разрешение интерферометра прямо пропорционально времени наблюдения и длине базы интерферометра. При наблюдении с Земли база интерферометра ограничена диаметром Земли, а время наблюдения измеряется часами и ограничивается вращением планеты и выходом одного из телескопов из поля зрения.
В проекте "Радиоастрон" применение радиотелескопа на высокоэллиптической орбите позволяет получить интерферометр у которого время наблюдения соизмеримо с периодом обращения, а длина базы интерферометра - с диаметром орбиты. Интерферометр при таких базах обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 33 микросекунд и даже до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1,35 см.
Состав ЗРТ-64 (Земной радиотелескоп)
1. Модернизированная антенная система ТНА-1500К (АО «ОКБ МЭИ»)
2. Аппаратура научного комплекса (АКЦ ФИАН)
Для функционального применения в составе наземного радиотелескопа ЗРТ-64 наземного плеча наземно-космического радиоинтерферометра проекта «Радиоастрон» МАС ТНА-1500К должна обеспечивать прием сигнала от внеземных источников в четырех частотных диапазонах: 0,327 ГГц с полосой частот ± 10 МГц,; 1,66 ГГц с полосой частот ± 100 МГц, 4,85 ГГц с полосой частот ± 250 МГц и 22 ГГц с полосой частот ±4 ГГц.
Для достижения необходимых параметров АО «ОКБ МЭИ» в рамках опытно-конструкторской работы «МАС ЗРТ-64» были проведены работы по модернизации антенной системы ТНА-1500К.
В настоящее время МАС ТНА-1500К находится в опытной эксплуатации и участвует в проведении радиоинтерферометрических сеансов по ПНИ проекта «Радиоастрон» в составе наземно-космического интерферометра.
Справочно
Управление космическим аппаратом «Спектр-Р» осуществляется специалистами ОКБ МЭИ с помощью наземной станции КИС «Кобальт-Р» (разработчик АО «ОКБ МЭИ»), расположенной в ЦКС ОКБ МЭИ «Медвежьи Озера».
КИС «КОБАЛЬТ-Р» с антенной системой ТНА-1500 МО – наземная станция управления С-диапазона. Она является составной частью наземного сегмента управления КА «Спектр-Р».
КИС «КОБАЛЬТ-Р» предназначена для обеспечения управления КА в ориентированном и неориентированном положении на геоцентрической эллиптической орбите.
Старт КА «Спектр-Р» проекта «Радиоастрон» состоялся 18 июля 2011 года в 05:31:17,91 (Декретное Московское Время) с космодрома «Байконур». Аппарат с помощью ракеты-носителя «Зенит 2SБ 80» и разгонного блока «Фрегат–СБ» был выведен на заданную орбиту и штатно реализовал циклограмму первого сеанса.
С этого момента и по настоящее время КИС «Кобальт-Р» ежедневно осуществляет сеансы управления КА «Спектр-Р» прерываясь лишь на техническое обслуживание предусмотренное ЭД. Средняя продолжительность сеанса управления около 4 часов.
Радиотелескоп с параболическим рефлектором диаметром 22 м вступил в строй в конце 1958 г. и был первым в мире крупным радиотелескопом, способным работать в миллиметровом диапазоне волн. Работа по созданию этого радиотелескопа проводилась в течение нескольких лет в Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР при участии ряда проектных организаций и промышленных предприятий. Научным руководителем работ по созданию радиотелескопа являлся лауреат Государственной премии СССР, д.ф.-м.н., А.Е. Саломонович, главным конструктором - д.т.н., П.Д. Калачев.
Для обеспечения большой жесткости рефлектора была осуществлена 4-х опорная подвеска его к опорно-поворотному устройству посредством двух больших цевочных секторов и горизонтальной трубы, являющейся осью вращения рефлектора по углу места. Максимальные расчетные упругие деформации на краю рефлектора от собственного веса при горизонтальном положении рефлектора 0.6 мм, при вертикальном 1.8 мм. Для создания отражающей поверхности высокой точности была разработана конструкция крепления к каркасу листов обшивки, образующих отражающую поверхность рефлектора, с помощью регулируемых нарезных шпилек. Среднеквадратичная ошибка изготовления отражающей поверхности получилась равной 0.3 мм, что и обеспечило возможность работы в миллиметровом диапазоне радиоволн.
Параболическое зеркало радиотелескопа смонтировано на азимутальном опорно-поворотном устройстве с кругом катания по азимуту равным 10 м. Механизмы привода по обеим осям сдвоенные, что обеспечивает плавность и точность поворота. Механизмы приводов по азимуту расположены внутри поворотной платформы (стола), а механизмы приводов по углу места расположены на верхней площадке опорной конструкции. На верхней площадке поворотного стола расположена нижняя кабина, в которой размещены силовой распределительный щит, станция управления и компрессоры криогенных систем замкнутого цикла. Внутри горизонтальной трубы, соединяющей цевочные секторы, расположена верхняя кабина, где размещаются облучатели и высокочастотная часть приемной аппаратуры вторичного фокуса.
В 1968 г на радиотелескопе была установлена многозеркальная система облучения. Вторичное зеркало гиперболической формы установлено так, что один из фокусов гиперболоида совмещен с фокусом параболоида. Другой фокус гиперболоида находится на расстоянии 100 мм от вершины параболоида, что позволяет иметь малые потери во входных волноводных тактах. Облучение вторичного зеркала производится парой симметрично смещенных в горизонтальной плоскости облучателей. Диаграммная модуляция позволяет существенно снизить влияние флуктуаций излучения атмосферы. Разнос между направлениями приема 23 на волне 8 мм и 10’ на волне 13,5 мм. В настоящее время во вторичном фокусе расположены приемники на волны 8 и 13,5 мм с транзисторными усилителями на входе, охлаждаемыми до 20 К с помощью микрокриогенных систем замкнутого цикла.
В первичном фокусе размещена высокочастотная часть приемной аппаратуры РСДБ на волны 13.5 мм, см, 18 см и 90 см. При работе из первичного фокуса вторичное зеркало снимается и вместо него устанавливается соответствующий облучатель.
В 1978 г. была осуществлена комплексная автоматизация радиоастрономических исследований на РТ-22. ЭВМ управляет движением радиотелескопа (наведение, слежение, сканирование), приемной и регистрирующей аппаратурой, производит обработку информации. В настоящее время система автоматизации РТ-22 выполнена на базе распределенной сети, состоящей из нескольких персональных компьютеров.
Современный уровень технической оснащенности РТ-22 позволяет проводить на нем радиоастрономические исследования как в спектральных радиолиниях различных атомов и межзвездных молекул, так и в непрерывном спектре. РТ-22 регулярно работает в качестве элемента радиоинтерферометров со сверхдлинными базами (РСДБ) вплоть до размеров земного шара.
Основные характеристики радиотелескопа РТ-22
Главное зеркало (параболоид): Диаметр 22 м
Фокусное расстояние 9.525 м
Вторичное зеркало (гиперболоид): Диаметр 1 м
Тип - полноповоротная параболическая антенна
Монтировка - азимутальная
Оптика:
Максимальная
скорость слежения за заданной точкой неба в автоматическом
режиме
| Длина волны, см | Эффективная площадь, м2 | Ширина диаграммы направленности, угл. мин. | Шумовая температура К | Примечание |
| 0,82
|
80 | 2
|
200
|
|
| 1,35
|
110
|
2,6 | 200
|
Вторичный фокус |
| 1,35
|
130
|
2,6 | 180
|
Первичный фокус |
| 6 | 170
|
12
|
160
|
|
| 18
|
200
|
36
|
105
|
|
| 92 | 210
|
160
|
300
|
Для спектральных исследований имеется 128-канальный фильтровой анализатор спектра, обеспечивающий разрешение по частоте 500, 125 и 7,5 кГц. Система единого гетеродина (СЕГ) обеспечивает стабильность частоты первого гетеродина порядка 10-8 и возможность перестройки в пределах нескольких ГГц.
Для РСДБ имеется водородный стандарт частоты, обеспечивающий стабильность частоты гетеродина 5x10^-15 и система регистрации S2 с полосой 32 мГц.