РадиоАстрон: получен интерференционный отклик на самой короткой длине волны



14.06.2012


Одновременно с проведением ранней научной программы РадиоАстрон космического радиотелескопа Спектр-Р команда Астрокосмического центра ФИАН продолжала интерферометрические испытания на самой короткой длине волны радиотелескопа - 1.3 см. Наконец, в мае 2012 года на этой длине волны был получен интерференционный отклик от компактного квазара 2013+370. Оценка времени когерентности интерферометра показала высокий уровень стабильности его космического сегмента.


12 мая 2012 года, в ходе испытаний в двухчастотном режиме, наземно-космический интерферометр РадиоАстрон зафиксировал интерференционный отклик от компактного квазара 2013+370 на длине волны 1,3 см на базе "космический радиотелескоп Спектр-Р - 100-метровый радиотелескоп Эффельсберг (Германия)". Одновременно с этим был получен положительный корреляционный отклик на длине волны 6 см между Спектр-Р и Вестерборкским радиотелескопом WSRT (Нидерланды). Величины задержки и частоты интерференции между откликами на длинах волн 6 см и 1,3 см согласуются друг с другом.





На рисунках показаны лепестки, полученные в эксперименте:
слева - Интерференционный отклик от квазара 2013+370 на длине волны 6 см, на базе "Спектр-Р - Вестерборг";
справа - Интерференционный отклик на длине волны 1,3 см, на базе "Спектр-Р - Эффельсберг".
По вертикальным осям отложены величины коррелированного отклика излучения (в единицах отношения сигнал/шум) в зависимости от остаточной задержки и частоты интерференции.
Проекция базы интерферометра во время этих испытаний составила четверть диаметра Земли.


В своём комментарии, заведующий лабораторией АКЦ ФИАН, доктор физико-математических наук Юрий Ковалёв пояснил: "В проекте РадиоАстрон крайне важен анализ так называемого времени когерентности. Временем когерентности в радиоинтерферометрии называют максимальный интервал времени, в течение которого можно без потерь накапливать сигнал космического излучения. Чувствительность эксперимента тем больше, чем дольше время когерентного накопления, она пропорциональна квадратному корню этой величины. На Земле время когерентности на сантиметровых волнах ограничено влиянием турбулентной атмосферы, ионосферы и тропосферы и составляет величину от 1 до 15 минут. С одной стороны, этот параметр говорит о том, насколько доступны изучению РадиоАстрона слабые объекты, с другой стороны, он характеризует общую стабильность всего комплекса, включая бортовые атомные часы".


Для анализа времени когерентности на двух наиболее коротких длинах волн интерферометра были использованы наблюдения 15 марта 2012 года на 6 см и 12 мая 2012 года на 1.3 см на базе "КРТ-Эффельсберг". Результат показан ниже на рисунках.





На рисунках представлены зависимости отношения сигнал/шум от времени накопления t.
На рисунке слева представлена зависимость для длины волны 6 см;
на рисунке справа – для 1,3 см. Прямая линия отражает ожидаемую зависимость √t. (Аппроксимация прямой на графиках проведена без учёта последней точки ─ для длины волны 6 см ─ и последних трёх точек ─ для 1,3 см).
Отношение сигнал/шум, как квадратный корень из времени накопления (интервал поиска лепестка), увеличивается, практически, до 10 минут -для длины волны 6 см, - и до 2 минут - для длины волны 1,3 см.


По мнению специалистов АКЦ ФИАН, эта первая оценка времени когерентности в проведённом эксперименте демонстрирует высочайший уровень стабильности космического сегмента интерферометра.