Радиоастрономические идеальные условия.

[Folko]

Про оптические условия погоды и климата говорилось много, а вот про то где лучше всего строить радиотелескоп я вот не слышал... Так где лучше всего строить и какие важные критерии при строительстве должны учитываться.

[Самодуров Владимир]

Про оптические условия погоды и климата говорилось много, а вот про то где лучше всего строить радиотелескоп я вот не слышал... Так где лучше всего строить и какие важные критерии при строительстве должны учитываться.

В горной котловине, подальше от людей.   У радиотелескопов только одна, но очень большая проблема - техногенные помехи (она гораздо покруче по поражающему действию, чем оптическая засветка). На длинных волнах (десятки мегагерц и до чуть больше сотни) - тв, укв, fm-станции. На сотнях мегагерц - радиолокаторы, системы мобильной связи, военной и почтовой связи, снова мобильники, радирелейная связь, GPS, Глонасс... Есть окна относительно чистых частот, в них и ютимся. Только начиная с частот в гигагерцы начинаются относительно протяженные чистые окна частот. Но и там...   3G, 4G и прочая супер-пупер-современная связь не за горами - она-то и точит зубы на самые высокие частоты, вплоть до миллиметровой длины (т.е. десятков гигагерц)...  

То есть главное - не место, а окна чистых от помех частот. На длинных волнах это, например: от 10 МГЦ до 40 (и даже, по-моему, до 60) сейчас относительно чисто, далее - все забито, и лишь около 111+-2 МГц чистое окошко (там - почтовая связь, но она работает редко), далее - 151 МГц+-1  - частота, зарезервированная для радиоастрономов. Есть и далее по сетке частот - карты резерваций для радиоастрономов, но я как-то все забываю откуда-нибудь стянуть эту официальную инфу...

В принципе, если быть совсем точным - то место все же влияет. Как раз с целью понижения помех радиотелескопы "в людных местах" (раз уж до гор или диких пустынь не добраться) сейчас стараются прятать в низины, и совсем хорошо - в низины около водоемов - там помехи гораздо слабее (примерно на порядок).

Ну и - узкая диаграмма самого инструмента (причем круто спадающая к горизонту - если речь о длинноволновом инструменте) вам в помощь, конечно - опять же, чтобы помехи с горизонта "не хватать".

[Folko]

В принципе, если быть совсем точным - то место все же влияет. Как раз с целью понижения помех радиотелескопы "в людных местах" (раз уж до гор или диких пустынь не добраться) сейчас стараются прятать в низины, и совсем хорошо - в низины около водоемов - там помехи гораздо слабее (примерно на порядок).

А низина насколь должна быть... низкой? И водоём по размер какой уже будет помехи нейтрализовывать?

[Самодуров Владимир]

В принципе, если быть совсем точным - то место все же влияет. Как раз с целью понижения помех радиотелескопы "в людных местах" (раз уж до гор или диких пустынь не добраться) сейчас стараются прятать в низины, и совсем хорошо - в низины около водоемов - там помехи гораздо слабее (примерно на порядок).

А низина насколь должна быть... низкой? И водоём по размер какой уже будет помехи нейтрализовывать?

М-м-м... Насколько мне известно, прудик в пару сотен метров, и низина в пару десятков метров уже работают. Но это все примерно, "на глазок".  Потом - полностью нейтраизации все же не будет, будет понижение уровня помех.

[Borislаv]

Про оптические условия погоды и климата говорилось много, а вот про то где лучше всего строить радиотелескоп я вот не слышал... Так где лучше всего строить и какие важные критерии при строительстве должны учитываться.

В горной котловине, подальше от людей.   У радиотелескопов только одна, но очень большая проблема - техногенные помехи (она гораздо покруче по поражающему действию, чем оптическая засветка). На длинных волнах (десятки мегагерц и до чуть больше сотни) - тв, укв, fm-станции. На сотнях мегагерц - радиолокаторы, системы мобильной связи, военной и почтовой связи, снова мобильники, радирелейная связь, GPS, Глонасс... Есть окна относительно чистых частот, в них и ютимся. Только начиная с частот в гигагерцы начинаются относительно протяженные чистые окна частот. Но и там...   3G, 4G и прочая супер-пупер-современная связь не за горами - она-то и точит зубы на самые высокие частоты, вплоть до миллиметровой длины (т.е. десятков гигагерц)...  

То есть главное - не место, а окна чистых от помех частот. На длинных волнах это, например: от 10 МГЦ до 40 (и даже, по-моему, до 60) сейчас относительно чисто, далее - все забито, и лишь около 111+-2 МГц чистое окошко (там - почтовая связь, но она работает редко), далее - 151 МГц+-1  - частота, зарезервированная для радиоастрономов. Есть и далее по сетке частот - карты резерваций для радиоастрономов, но я как-то все забываю откуда-нибудь стянуть эту официальную инфу...

В принципе, если быть совсем точным - то место все же влияет. Как раз с целью понижения помех радиотелескопы "в людных местах" (раз уж до гор или диких пустынь не добраться) сейчас стараются прятать в низины, и совсем хорошо - в низины около водоемов - там помехи гораздо слабее (примерно на порядок).

Ну и - узкая диаграмма самого инструмента (причем круто спадающая к горизонту - если речь о длинноволновом инструменте) вам в помощь, конечно - опять же, чтобы помехи с горизонта "не хватать".

А я читал, что еще на низких частотах сильное влияние оказывают ионосферные условия атмосферы. Вроде бы это была основная причина отказа Аргентине в размещение SKA. Или напутал?

[Самодуров Владимир]

А я читал, что еще на низких частотах сильное влияние оказывают ионосферные условия атмосферы.

Это, разумеется, само собой. Ниже 10 МГц (30 метров длина) наблюдать из-за ионосферы становится невозможно - ионосфера становится непрозрачной. Но и от 10 до 150 (примерно) мегагерц ионосфера влияет на качество наблюдений довольно сильно. Чем ниже частота - тем сильнее мешает ионосфера (и вспышки на Солнце).

Вроде бы это была основная причина отказа Аргентине в размещение SKA. Или напутал?

Нет, ионосфера тут ни причем. SKA работать будет , если мне память не изменяет, от нескольких сотен мегагерц до 10 ГГц, там она слабо влияет. А вот помехи - очень даже, поэому искали место, где техногенные помехи малы. Хорошее место в этом плане - Африка и Австралия.
Ну, по-моему, место еще вообще, кажется не выбрано (год назад, по крайней мере, еще выбирали между ЮАР и Австралией).

[Самодуров Владимир]

Мне тут ценнейшую ссылку указали (огромное спасибо!) - на нормативный документ - какие частоты и для чего используются на территории России (она, в свою очередь, в целом подчиняется правилам международного комитета радиочастот):

для России вроде только это:
http://www.dforadio.ru/rreglament/index.shtml

Там, как отметил CTPAHHNK, порядка 50 частот для радиоастрономов

Но, увы, беда в том, что:
1) окна зарезервированных радиоастрономам частот достаточно узкие
2) часто они перескаются с другими службами, например, системами связи со спутниками  
3) даже там, где они не пересекаются - вполне могут наползти на якобы "чистую" полосу гармоники с кратной частоты от сильного искуственного сигнала  

[Borislаv]

Вроде бы это была основная причина отказа Аргентине в размещение SKA. Или напутал?

Нет, ионосфера тут ни причем. SKA работать будет , если мне память не изменяет, от нескольких сотен мегагерц до 10 ГГц, там она слабо влияет. А вот помехи - очень даже, поэому искали место, где техногенные помехи малы. Хорошее место в этом плане - Африка и Австралия.
Ну, по-моему, место еще вообще, кажется не выбрано (год назад, по крайней мере, еще выбирали между ЮАР и Австралией).

Нашел ту ссылку

http://www.astrogorizont.com/content/read-75

Китай и Аргентина/Бразилия также предлагали разместить у себя SKA. Обе площадки были также оценены как исключительно подходящие для радио астрономии, но не смогли ответить как минимум на широкий спектр уточняющих требований по Square Kilometre Array. Предложенная китайская площадка разместилась бы на неприемлемо ограниченной территории центральных элементов SKA, а совместная аргентинско-бразильское предложение было исключено, поскольку ионосферные условия над Южной Америкой ограничили бы возможности работы SKA на низких частотах.

А так действительно пишут, что пока между ЮАР и Западной Австралией выбор в размещение не сделан.

[Самодуров Владимир]

Мне тут ценнейшую ссылку указали (огромное спасибо!) - на нормативный документ - какие частоты и для чего используются на территории России (она, в свою очередь, в целом подчиняется правилам международного комитета радиочастот):

Если не возражаете, в качестве иллюстрации наглядная схема для частот США.

Конечно, не возражаем!   Спасибо!

Обратите внимание на жёлтые светло-желтые прожилки Radio Astronomy:

 http://www.ntia.doc.gov/osmhome/allochrt.PDF

ага, а также на то, что и в этом документе она, опять же, то и дело делит полосу с кем-то....
Я у нас на экскурсиях всегда баю, что радиоастрономы - все равно что североамериканские индейцы, у которых отобрали огромный континент радиочастот, согнали в крохотные частотные резервации, да еще и там спокойно жить не дают...  

...Нашел ту ссылку

http://www.astrogorizont.com/content/read-75

Китай и Аргентина/Бразилия также предлагали разместить у себя SKA. Обе площадки были также оценены как исключительно подходящие для радио астрономии, но не смогли ответить как минимум на широкий спектр уточняющих требований по Square Kilometre Array. Предложенная китайская площадка разместилась бы на неприемлемо ограниченной территории центральных элементов SKA, а совместная аргентинско-бразильское предложение было исключено, поскольку ионосферные условия над Южной Америкой ограничили бы возможности работы SKA на низких частотах.

Гм... Ну-у-у, честно говоря, не знаю. Может, имели ввиду близость к южному полюсу?   К полюсам ионосфера действительно больше беснуется.
Вообще, ионосфера, конечно, штука странная. В частности, днем она насыщается, становится плотнее, и.... - условия наблюдений (на 100 мгц - конкретно - я там свой обзор снимал с неба) улучшаются. Поскольку она становится однородной, без особых сгущений, и радиоволны через нее проходят без искажений. Наступает ночь, и ионосфера начинает распадаться на фрагменты. И вот на этих-то фрагментах проходящий сигнал  начинает мерцать с характерным временем в десятки секунд. Под утро - иногда спасу просто нет. Плюс сезонность, плюс состояние Солца, плюс... В общем, это целая наука. Так что, кто его знает - может, и правда, в разных частях Земли оионосфера ведет себя по разному. Хотя я все равно совершенно не понимаю, чем и почему Африка может быть лучше Бразилии по состоянию ионосферы.  



P.S. Ага, понял. Залез на сайт SKA - http://www.skatelescope.org/pages/page_skares.htm , там говорится, что, якобы, частотная полоса наблюдений - прямо от 60 МГц до ажно 35 ГГц. Но: "хотеть-то он хочет, да кто ж ему даст"? (С). Это - концепция проекта по максимуму. Если ей верить, то вполне можно и порассуждать о достоинствах/недостатках ионосферы в определенной стране. Но фактически в кулуарах уже несколько лет говорят, что такую концепцию - никак не реализовать современной техникой за приемлемые деньги (все понимают, что более миллиарда долларов на такой инструмент никто не даст, и неявно закладывают это как предельную цену, которая ограничивает и технологии, которые будут применены).  И по факту происходящего проект в итоге тихо-мирно разделился на несколько ветвей - LOFAR (низковолновый проект, от десятков мегагерц до 200), SKA (примерно от 200 МГц до 10 ГГц) и ALMA (примерно, если не изменяет память - от 25 ГГц до 40 или 50). А в одном инструменте свести такую широкую полосу - нереально.
Так что, имхо, просто-напросто политическое решение прикрыли наукообразной мотивировкой. Ясно, как божий день - у кого построят телескоп, тот и выполнит львиную долю работы (заказов) и разживется технологиями. Поэтому за входной билет надо платить. ЮАР и Австралия недвусмысленно намекают, что они готовы понести определенные финансовые затраты, если телескоп будет на их территории.   Так что все проще.  

[Borislаv]

Спасибо за информацию Владимир. А вообще среди радиоастрономов ничего не слышно, когда будет сделан окончательный выбор площадки для строительства?

Так что, имхо, просто-напросто политическое решение прикрыли наукообразной мотивировкой. Ясно, как божий день - у кого построят телескоп, тот и выполнит львиную долю работы (заказов) и разживется технологиями. Поэтому за входной билет надо платить. ЮАР и Австралия недвусмысленно намекают, что они готовы понести определенные финансовые затраты, если телескоп будет на их территории.   Так что все проще.  

Ну Бразилия то с Аргентиной побогаче смотрятся, чем ЮАР. А так в принципе соглашусь, что по этой причине Австралия имеет шансы побольше, чем ЮАР в окончательном размещение SKA. Тем более пишут, что часть антенн готова разместить у себя и Новая Зеландия.

[Folko]

А высоковольтные линии и ретранслятор сильно будут мешать радиотелескопу?

[Самодуров Владимир]

Спасибо за информацию Владимир. А вообще среди радиоастрономов ничего не слышно, когда будет сделан окончательный выбор площадки для строительства?

Боюсь соврать, но, по-моему, речь шла о ближайших 2-3 годах.
Насчет Астралии и ЮАР - там гарантии финансового обеспечения готовы дать правительства стран. А у Бразилии и Аргентины речь шла лишь о предоставлении территорий, но финансовых гарантий правительств - что-то о них никто ничего не слышал.  
Китай, кстати-то, тоже вначале участвовал, но настойчиво пробивал идею SKA в виде большой чаши. С ним никто не согласился (это неудобно с точки зрения научного выхода по ряду причин, главная из которых - относительно узкое поле зрения у такого телескопа), ну и - Китай просто-напросто пошел своей дорогой, и через несколько лет у них будет 500 м телескоп по аналогу 300-м телескопа в Аресибо.
Вообще там каждая страна толкала свою концепцию проекта (всего их - восемь было!), и - соотвественно, места под него. Там такие невидимые миру страсти кипят - нам и не снилось...  

А высоковольтные линии и ретранслятор сильно будут мешать радиотелескопу?

Отличный вопрос! Да, будут - особенно высоковольные линии - они "трещат" на изоляторах утечками на длинной полосе частот в десятки и сотни мегагерц. У нас на обсерватории один из инструмеентов так и не заработал по этой причине на полную мощь - в 5 км от нас линия, а диаграмма антенны (бывший РВК-151 - груда проволок за РТ-22 - может, обращал кто внимание...) была не очень удачная , без крутого спадения к горизонту - в итоге он ловил не только Солнце, для чего был построен, но и искры на высоковольтке.

Про радиорелейку - надо знать полосу ее излучения и в какой стороне расположена - и просто избегать того и того. И лучше - подальше от нее, а то в гармониках все равно вылезет. И вообще - хорошо бы ближе 20-30 км не было бы большого города! Антенна в Медвежьих озерах, например, очень страдает от Москвы - в отличие от своей сестры под Калязиным в Тверской области. При проходе вдоль азимута антенной четко видно сильное повышение уровня помех в зоне Москвы. Правда, она (антенна в медвежках) высокая - от этого ведь тоже многое зависит, как Вы понимаете. У нас на обсерватории, к примеру, качество сигнала от ДКР-1000 (антенны размахом 40 м на мачтах высотой 20 м) и от БСА (антенна расположена в 2.5 м над землей) - просто небо и земля! Причем - "небо" - у приземного телескопа, "земля" - у высокого.  
В общем, тонкостей, дествительно - много.
 

[Folko]

Отличный вопрос! Да, будут - особенно высоковольные линии - они "трещат" на изоляторах утечками на длинной полосе частот в десятки и сотни мегагерц. У нас на обсерватории один из инструмеентов так и не заработал по этой причине на полную мощь - в 5 км от нас линия, а диаграмма антенны (бывший РВК-151 - груда проволок за РТ-22 - может, обращал кто внимание...) была не очень удачная , без крутого спадения к горизонту - в итоге он ловил не только Солнце, для чего был построен, но и искры на высоковольтке.

а 15 километров-это достаточное удаление, чтобы линия не мешала? Но если в 15 киломсетрах еще и подстанция на 500 кВ, помехи буду существенные?

[Самодуров Владимир]

Отличный вопрос! Да, будут - особенно высоковольные линии - они "трещат" на изоляторах утечками на длинной полосе частот в десятки и сотни мегагерц. У нас на обсерватории один из инструмеентов так и не заработал по этой причине на полную мощь - в 5 км от нас линия, а диаграмма антенны (бывший РВК-151 - груда проволок за РТ-22 - может, обращал кто внимание...) была не очень удачная , без крутого спадения к горизонту - в итоге он ловил не только Солнце, для чего был построен, но и искры на высоковольтке.

а 15 километров-это достаточное удаление, чтобы линия не мешала? Но если в 15 киломсетрах еще и подстанция на 500 кВ, помехи буду существенные?

Гм. Подстанция-то, положим, должа быть относительно невысокой - значит, она спрятана за горизонтом. Вот линии...  Но все же 15 км - вроде достаточно далеко - в нашем-то случае было 5 км, и к тому же у нас антенна наверняка чувствительнее, чем можно на дачном участке соорудить.   

[Folko]

Гм. Подстанция-то, положим, должа быть относительно невысокой - значит, она спрятана за горизонтом. Вот линии...  Но все же 15 км - вроде достаточно далеко - в нашем-то случае было 5 км, и к тому же у нас антенна наверняка чувствительнее, чем можно на дачном участке соорудить.   

Я не о дачной думал, просто интересно, можно ли радио обсерваторию построить в моих краях.