GPS 和射電望遠(yuǎn)鏡
2014年3月安裝MeerKAT碟式天線。南非MeerKAT無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)是南非SKA的前身.
宇宙中一些有趣的活動(dòng)發(fā)生在無(wú)線電頻率。 并且,由于無(wú)線電波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可見(jiàn)光,因此無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡必須大得多—幾公里甚至更大—來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的分辨率。 平方公里陣(SKA)將通過(guò)利用GPS定時(shí)接收機(jī)的精確定時(shí)特性,成為地球上較大的望遠(yuǎn)鏡。
望遠(yuǎn)鏡超越工程的限制
截至2016年9月,中國(guó)的FAST望遠(yuǎn)鏡成為世界上較大的無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡。 然而,即使直
徑為500米,FAST望遠(yuǎn)鏡的尺寸距離無(wú)線電天文學(xué)家想要的距離還有很遠(yuǎn)。解決方案是
同時(shí)從多個(gè)無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡收集數(shù)據(jù),并使用稱為天文干涉測(cè)量技術(shù)將其組合。 使用這
種技術(shù),望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)可以模擬尺寸等于單個(gè)望遠(yuǎn)鏡的較大間隔或基線的單個(gè)單片望遠(yuǎn)
鏡。 這種網(wǎng)絡(luò)的分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何單個(gè)望遠(yuǎn)鏡可實(shí)現(xiàn)的任何分辨率。
甚至更大的望遠(yuǎn)鏡也使用GPS
為了連接網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡,傳統(tǒng)上使用諸如同軸電纜或光纖的傳輸線。隨著
高度穩(wěn)定的定時(shí)參考(例如原子鐘和微處理器)的出現(xiàn),來(lái)自各個(gè)望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)可以
被打上非常精確的時(shí)間。 通過(guò)在每個(gè)望遠(yuǎn)鏡位置處將定時(shí)參考鎖定到GPS接收器,如
圖1所示,數(shù)據(jù)上的時(shí)間戳可以全部同步到同一時(shí)間,即GPS時(shí)間。 這允許來(lái)自不同望
遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)在使用互相關(guān)技術(shù)被適當(dāng)處理。 使用GPS時(shí)間作為公共時(shí)間參考有效地消除
了望遠(yuǎn)鏡之間的距離的限制,稱為超長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)。
穿過(guò)地形與SKA產(chǎn)生聯(lián)系
當(dāng)在2030年完成時(shí),平方公里陣列(SKA)將具有遠(yuǎn)大于其初始計(jì)劃的一平方公里的組合
收集面積,使其成為地球上較大的望遠(yuǎn)鏡。 望遠(yuǎn)鏡觀察范圍將包括在南非和澳大利亞的數(shù)
千個(gè)較小天線的網(wǎng)絡(luò)。 來(lái)自不同網(wǎng)絡(luò)的觀測(cè)數(shù)據(jù)將使用GPS定時(shí)接收機(jī)進(jìn)行同步,以模擬
一個(gè)單一的巨型無(wú)線電望遠(yuǎn)鏡。與其大小相稱, 它的目的是揭示早期的星星和星系是如何
形成的,以及它們?nèi)绾窝葑儭?暗能量的來(lái)源驅(qū)動(dòng)宇宙的加速膨脹。 它還將提供迄今為止愛(ài)
因斯坦一般相對(duì)論的十分嚴(yán)格的測(cè)試