22-метровый радиотелескоп Физического института им. П.Н.Лебедева

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:

(волны 13.5 мм, 5, 18 и 92 см) - первичный фокус

(волны 8 и 13.5 мм) - Кассегреновская система с двумя вынесенными из вторичного фокуса облучателями

Точность рефлектора (ср. кв. ошибка) - 0.66 мм.

Пределы вращения по азимуту - 180 град.

Пределы вращения по углу места - (5 - 95 град.) .

Вес всех вращающихся частей 413 т .

Максимальная скорость вращения в ручном режиме управления по азимуту 18 град/мин, по углу места - 25.5 град/мин .

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.