Как мы можем сфокусировать радиотелескопы на звезде, когда Земля вращается?

Читая о Star KIC 8462852, было сказано, что проект SETI направил свои радиотелескопы к звезде для поиска внеземных радиосигналов, поскольку у звезды были странные колебания света. Как мы можем направить с Земли радиотелескоп на звезду, находящуюся на расстоянии 1480 световых лет, пока Земля вращается со скоростью 1675 км / ч, и удерживать ее в фокусе или, в случае радиотелескопа, выровнять, чтобы попытаться получить радио волны ??

Отчасти ответ, который, как я подозреваю, нужен первоначальному спрашивающему, состоит в том, что, хотя Земля действительно вращается очень быстро, величина, с которой поверхность Земли движется относительно астрономического объекта, крошечная.

Итак, вы положили моторы в основание телескопа, чтобы он медленно поворачивался, чтобы посмотреть на тот же участок неба. Вам не нужно перефокусироваться, потому что телескопы смотрят на объекты так далеко, что фокус не имеет значения. Вам не нужно ничего делать, потому что движение Земли плавное и непрерывное, и дело не в том, как быстро вы двигаетесь, а в том, как быстро вы поворачиваете. В нашем случае один полный круг каждые 24 часа, что довольно медленно.

Фокусировка на бесконечности означает, что вы устанавливаете фокусировку телескопа так, чтобы объект, находящийся бесконечно далеко, был в идеальном фокусе. Это зависит от качества телескопа, но практическая разница между фокусом на бесконечности и фокусом на реальном расстоянии исчезает через несколько миль или около того. На расстоянии звезд практически нет разницы.

Сначала вы говорите о том, чтобы направить телескоп на источник, а не на источник. Телескопы обычно фокусируются на бесконечности, и нет необходимости компенсировать вращение Земли при фокусировке.

Скорость движения местоположения телескопов на Земле также не имеет прямого отношения, что имеет отношение к кажущемуся вращению неба вокруг проекции оси Земли на небо. То есть (в северном полушарии) вращение неба вокруг Полярной звезды.

Есть несколько способов борьбы с вращением Земли.

1. На самом деле использовать его для сканирования источников

2. Управляйте телескопом, чтобы он указывал в интересующем направлении

3. Отследите источник (используйте несколько каналов, чтобы измерить ошибку источника от точки прицеливания, и направьте телескоп, чтобы обнулить ошибку).

:

и т.д

Это на самом деле не имеет ничего общего с радиотелескопами, но является общим для всех телескопов, включая оптические.

Поскольку скорость света намного выше скорости телескопа, звезда выглядит так, как будто она стоит в небе, поэтому телескопу нужно только отслеживать ее, когда она движется по небу со скоростью 15 градусов в час.

Однако скорость света не бесконечна, и эффект здесь ощутимый. Когда вы едете на машине, когда идет дождь, и дождь преимущественно падает на ваше ветровое стекло, вам кажется, что дождь идет из какого-то места перед вами, даже если он падает прямо вниз, и из-за этого, когда вы старайтесь смотреть прямо на источник дождя, вы смотрите вперед, а не прямо. То же самое происходит со светом от звезд. Поскольку Земля вращается по своей орбите и вращается вокруг своей оси, свет, падающий на нас "прямо вниз", выглядит так, как будто он идет с позиции немного впереди. Это называется звездной аберрацией, Это не большой эффект, но он достаточно большой, поэтому, если вы пытаетесь очень точно определить, где находятся звезды, вам нужно исправить это.

Есть два процесса для управления этим:

Во-первых, телескопы (на самом деле, большие антенны) нацелены механически и движутся, чтобы они могли поддерживать прием определенного местоположения звезды / источника / неба в течение долгого времени.

Однако, за исключением звезд, находящихся в непосредственной близости от полюсных звезд, звезда в конечном итоге уйдет за горизонт. Как только это произойдет, телескоп / антенна не сможет принимать дальше, пока источник снова не появится над горизонтом.

Что происходит в этот момент, так это то, что у нас есть много телескопов / антенн по всему миру, которые находятся под общим контролем. Задолго до того, как звезда / источник / и т. Д. Упадет ниже горизонта для одного телескопа, другой телескоп, находящийся дальше на западе, уже указал на него и получает тот же сигнал. После этого переключения предыдущий телескоп может выбрать другую цель - что-то еще на другой стороне планеты, которая будет падать ниже горизонта для телескопа дальше на восток.

Этим способом:

• Телескопы находятся в постоянном использовании, указывая на интересные вещи
• Вещи, которые нуждаются в постоянном контроле, могут контролироваться без перерыва, несмотря на поворот мира
• Мы можем наблюдать что угодно в любое время, если есть время в сети радиотелескопа
• Совместное использование ресурсов позволяет ученым вести науку более полно и недорого
• Имея 2 или более телескопа, указывающих на один и тот же объект одновременно, мы можем эффективно увеличить отношение сигнал / шум и получать более качественные данные - это технически очень похоже на наличие одной антенны размером с землю, а не двух крошечных (относительно) антенн.
• Благодаря централизованному контролю всей участвующей всемирной сети ученые могут очень быстро реагировать на внезапные явления, такие как вспышки, в любое время, независимо от положения Земли.

Работа телескопов практически одинакова на оптических и радиоволнах - телескопы собирают электромагнитное излучение, а не фокусируются в одной точке. Для этого есть несколько причин, главная из которых - количество фотонов, попадающих в телескоп из интересующей области, довольно мало.

Чтобы собрать больше фотонов, телескоп (или массив телескопов) должен «долго» «заглядывать» в интересующую область - это достигается в случае наземных телескопов путем механического управления антеннами, чтобы они были направлены в в том же направлении в течение длительного периода времени. Принцип почти такой же в космосе .

Для просмотра KIC 8462852 SETI использовала телескоп Arry Allen , который в основном представляет собой набор из 42 антенн, сканирующих небо на радиоволнах. Проблема вращения Земли в основном решается в два этапа с помощью (радиотелескопов).

• Управляя антенной (e) в соответствии с решением программного обеспечения, чтобы антенна указывала на то же положение неба. Для звезды на расстоянии ~ 1500 световых лет требуемая угловая скорость довольно мала и может быть легко обеспечена современными телескопами.

• Даже если звезда (или любой другой объект интереса) проходит ниже горизонта, телескоп может просто продолжить свою работу на следующий день, собирая больше фотонов. Конечно, другие телескопы могут взять на себя этот, но конечный результат - то же самое - сбор большего количества фотонов.

Допустим, вы выходите в теплый летний день, ложитесь и смотрите на звезды. Почему-то вам не удается заснуть, а всю ночь вы смотрите только на одну звезду. У вас не будет проблем с наведением глаз на эту звезду (кроме падающих век), как будто нет проблем направить телескоп на одну звезду.

Редактировать: curiousdannii правильно, я не объяснил, как. Я сделаю это сейчас: есть машина, называемая двигателем, или моторным приводом, или двигателем, которая преобразует электрическую энергию в энергию движения. Приложив немного техники, вы можете использовать эту энергию движения, чтобы вращать телескоп.

Интеллектуальные антенны уже работают, и в настоящее время в значительной степени используется программное формирование луча.

Поэтому даже при такой очень высокой скорости вращения Земли отслеживание звезд на больших расстояниях не так сложно.

Также могут помочь высокоскоростные алгоритмы сбора и сжатия данных. Так что с помощью контрольной техники можно было указать на конкретный небесный объект.