Уникальные научные установки

«Радиоинтерферометрический комплекс КВАЗАР» (КВАЗАР) (КВАЗАР)

УНУ создана в 2005 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Адрес
  • Северо-Западный
  • 191187, г. Санкт-Петербург, набережная Кутузова, д. 10
  • 🌎http://iaaras.ru/quasar/
Руководитель работ
  • 👤Ипатов Александр Васильевич
  • 📞 (812) 275-11-18
  • ipatov@iaaras.ru
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да8961.82
Базовая организация

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Определение высокоточных небесной и земной систем координат и установление связи между ними – это основные задачи фундаментальной астрометрии, имеющие громадное научное и прикладное значение. В настоящее время эти задачи решаются с помощью высокоточных методов космической геодезии. Один из самых точных методов состоит в использовании наблюдений космических радиоисточников на радиоинтерферометрических сетях со сверхдлинными базами (РСДБ). Именно такой радиоинтерферометрической сетью со сверхдлинными базами и является комплекс КВАЗАР   единственная в России и одна из двух в мире постоянно действующих РСДБ-сетей. Основное назначение такого комплекса обсерваторий - проведение радиоинтерферометрических наблюдений внегалактических радиоисточников (квазаров) по геодезическим программам и обработка полученных наблюдений для получения информации о параметрах вращения Земли, координатах пунктов наблюдения, координатах небесного полюса и координатах квазаров.

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Технология радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, широко используемая в международных и национальных проектах, эффективно продемонстрировала свои возможности в решении очень многих фундаментальных и прикладных задач и, в первую очередь, для решения задач координатно-временного обеспечения. Радиоинтерферометрический комплекс КВАЗАР, единственный постоянно действующий в России радиоинтерферометрический комплекс, является в настоящее время базовой системой фундаментального координатно-временного обеспечения России. Три радиоастрономические обсерватории «Радиоастрономического комплекса КВАЗАР» построены в поселке Светлое Ленинградской области, вблизи станицы Зеленчукская Карачаево- Черкесской Республики и в урочище Бадары Республики Бурятия. В результате этого сформировалась 3х-элементная РСДБ-сеть с базами 2015х4282х4405 км, объединенная Центром корреляционной обработки РАН в Санкт-Петербурге, где ведется первичная обработка и анализ данных. Все обсерватории комплекса спроектированы одинаковым образом, и в качестве основного элемента включают в себя полноповоротный прецизионный радиотелескоп нового поколения с диаметром зеркала 32 м, оснащенный высокочувствительными криорадиометрами в диапазоне волн от 1.35 см до 21 см. Вторым существенным элементом каждой обсерватории является система частотно-временной синхронизации, состоящая из водородных стандартов времени и частоты с нестабильностью 3х10-15 при времени осреднения 1000 с, хранящих размеры единицы времени (1 с) с частоты (1 Гц), аппаратуры привязки шкал времени по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS с точностью не хуже 50 нс и аппаратуры контроля и измерения параметров высокостабильных сигналов. Радиотелескопы комплекса КВАЗАР работают в двух режимах – радиометрическом и радиоинтерферометрическом, из которых последний является основным и технически наиболее сложным. Регистрация сигналов в радиоинтерферометрическом режиме обеспечивается в настоящее время системами Mark 5A и Mark 5B. Система регистрации Mark 5А является основной системой регистрации на радиотелескопах, работающих по международным программам, которые ведутся в рамках международной РСДБ-службы IVS (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry) и потому, что она наиболее широкополосная, и потому, что она позволяет посылать данные через Internet. Как показала работа обсерваторий комплекса КВАЗАР в составе международных сетей по радиоинтерферометрическим программам, они по своим параметрам входят в число первоклассных РСДБ-станций, которых сейчас в мире не более десяти. А всего в международных программах участвуют более 30 станций, расположенных на всех континентах. Характерной особенностью РСДБ-комплекса КВАЗАР является его многофункциональность и междисциплинарность. Все обсерватории комплекса КВАЗАР оснащены GPS/ГЛОНАСС- приемниками, в обсерватории «Бадары» установлена и успешно функционирует система DORIS, а обсерватория «Зеленчукская» недавно оснащена квантово-оптической системой «Сажень-ТМ». Современная материально-техническая база УСУ КВАЗАР обеспечивает получение высокоточных результатов, что подтверждается стабильной повторяемостью полученных результатов измерений, сравнением результатов, полученных с помощью различных средств (РСДБ, GPS/ГЛОНАСС и SLR), а также сравнением результатов с данными, полученными в других организациях, в том числе в зарубежных. Радиоинтерферометрическая сеть КВАЗАР - единственный в России комплекс, позволяющий обеспечить независимость Российской Федерации от данных Международных служб (IERS, IVS, IGS, ILRS, IAU) при определении параметров вращения Земли (ПВЗ), а также обеспечить этими данными гражданских и военных потребителей, в частности национальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС. Следует отметить, что только РСДБ-метод позволяет определить абсолютную привязку шкалы Всемирного времени UT1, что необходимо для координатно-временного обеспечения космической навигационной системы ГЛОНАСС.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • исследования в области астрометрии, эфемеридной астрономии, классической и релятивистской небесной механики, геодинамики и космической геодезии;
  • исследования в области радиоастрономии и радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, включая радиоастрономическое приборостроение;
  • изучение динамики больших и малых тел Солнечной системы, в том числе астероидов и комет, сближающихся с Землей;
  • исследования в области фундаментального координатно-временного и навигационного обеспечения, включая глобальную спутниковую навигационную систему ГЛОНАСС;
  • построение фундаментальных небесных и земных систем отсчета и определение параметров вращения Земли;
  • подготовка и выпуск астрономических и специальных ежегодников, альманахов и других официальных координатно-временных и навигационных изданий;
  • разработка астрономического программного и информационного обеспечения и средств автоматизации астрономических исследований;
  • эксплуатация и модернизация аппаратно-программных средств радиоинтерферометрического комплекса «Квазар-КВО», включая средства наблюдения навигационных и геодезических ИСЗ.

Наиболее значимые научные результаты исследований

1) Выполнено глобальное уравнивание всех доступных РСДБ-наблюдений (более 7.4 млн) на интервале с 1980 г. по 2014 г. Для фиксации небесной системы отсчета применялось условие отсутствия вращений для 212 определяющих радиоисточников каталога ICRF-Ext.1. Для станций накладывались условия отсутствия вращений и сдвигов с нулевыми правыми частями для 15 опорных станций сети IVS. В результате уравнивания получен новый каталог координат 2946 внегалактических радиоисточников, задающий уточненную версию небесной системы координат. Ошибки координат радиоисточников в зависимости от числа наблюдений источника находятся в пределах от нескольких микросекунд (мкс) дуги до миллисекунд (мс) дуги. Построенные системы координат переданы в международные центры комбинирования и анализа данных для вывода сводного решения. 2) Создан программный РСДБ-коррелятор. Коррелятор способен одновременно обрабатывать данные от 6 станций с потоком данных от каждой станции до 16 Гбит/с. Особенностью коррелятора является использование графических процессорных устройств для выполнения наиболее трудоемких операций. 3) На радиотелескопах РТ-32 в обсерваториях «Зеленчукская» и «Бадары» ИПА РАН выполнены длительные наблюдения десяти квазаров с доминирующей кинетической составляющей энергии релятивистского джета. На основе измерений радиосветимости определены кинетическая мощность релятивистских джетов и величины спинов сверхмассивных черных дыр в данных объектах. Показано, что в случае примерного равенства магнитного и газового давлений вблизи горизонта событий черной дыры, вращение черной дыры в данных объектах является ретроградным по отношению к кеплеровскому вращению в аккреционном диске.

191187, г. Санкт-Петербург, набережная Кутузова, д. 10

Перечень объектов в составе УНУ (2)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Центр корреляционной обработки РАН ИПА РАН 2008 1
Три полноповоротных радиотелескопа диаметром зеркала 32 м с системой регистрации и хранителем времени-частоты Кооперация научных, проектных и производственных организаций России при научно-техническом участии и руководстве ИПА РАН, Россия 1997 3

Методики (14)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Методика проведения РСДБ-наблюдений
Методика цифровой регистрации принимаемых РСДБ-сигналов в международном формате VSI-H
Методика передачи измерительной информации на коррелятор по каналам волоконно-оптической связи в квазиреальном времени
Методика корреляционной обработки измерительной информации и вычисления временных задержек
Методика представления результатов РСДБ-наблюдений в формате NGS
Методика передачи РСДБ-наблюдений в режиме реального времени для вторичной обработки и анализа с целью определения ПВЗ и оперативного получения поправки всемирного времени
Методика определения параметров вращения Земли по РСДБ-наблюдениям
Методика поверки «Система измерительная «РСДБ комплекс «Квазар-КВО»
Методика определения диапазона измерений интервалов времени (групповых задержек)
Методика определения случайной составляющей измерений интервалов времени (групповых задержек)
Методика испытаний РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» в части частотно-временных характеристик
Методика испытаний РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» в части координатной привязки
Методика испытаний РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» в части определения параметра SEFD
Методика проверки погрешности сопровождения радиоисточника антенной системой за 15 мин.

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий