Русская Википедия:П-400
Шаблон:Переработать статью Шаблон:Телескоп П-400 — серия советских высокоточных радиотелескопов дальней космической связи в ДМ и СМ диапазонах волн. Дальнейшее развитие высокоточного малосерийного радиотелескопа ТНА-400. Представляет собой приёмную антенну; передающая модификация антенны носит название П-400П.
Конструкция
Антенна выполнена по двухзеркальной схеме с параболическим профилем рефлектора. Каждая антенна состоит из:
- 32-метрового зеркала;
- контррефлектора;
- облучающей системы;
- волноводных трактов;
- опорно-поворотного устройства;
- электросилового привода;
- датчиков углов;
- аппаратуры наведения;
- кабин для размещения приемопередающей аппаратуры.
Конструкция зеркала включает в себя опорное основание и каркас, выполненные из стали с точностью ±10 мм, а также отражательные щиты из алюминиевых сплавов, устанавливаемые на регулировочных опорах.
Основанием опорно-поворотного устройства служит неподвижная башня-фундамент, представляющая собой железобетонное здание в виде полой усеченной двенадцатигранной пирамиды, установленное на монолитную плиту, которая обеспечивает устойчивость всей антенной системы. Электрорадиоборудование размещается внутри этой башни, а также в кабинах на вращающейся части опорно-поворотного устройства в непосредственной близости от зеркала.
Вращение антенны обеспечивается опорно-поворотным устройством башенного типа с большой базой между подшипниками вертикальной оси. Опорно-поворотное устройство азимутально-угломестного типа с пересекающимися взаимно перпендикулярными осями позволяет наводить антенну в вертикальной (угломестной) плоскости в пределах от −2 до +105° и в горизонтальной (азимутальной) плоскости ±330°.
Зеркальная система вращается относительно исполнительных осей с помощью азимутальных и угломестных электромеханических приводов с плавно изменяющимися угловыми скоростями. Приводы наведения рассчитаны на работу при скоростях ветра до 25 м/с. Управление электроприводами осуществляется по 2-канальной схеме; каждой кинематической цепи привода соответствует свой канал управления.
Система наведения антенны может функционировать в режимах:
- полуавтоматического управления по углу;
- полуавтоматического управления по скорости;
- программного управления.
Электрооборудование работает от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц.
В антенне П-400П применен коаксиально-волноводный облучатель, центральный волновод которого является излучателем сантиметрового диапазона, а наружная труба — дециметрового. В антенне П-400 используется гиперболический контррефлектор диаметром 4,5 м (~15λ), а в антенне П-400П — плоский контррефлектор малых электрических размеров (5…6 λ), размещенный в ближнем поле облучателя на расстоянии, соизмеримом с длиной волны, что позволяет при сохранении эффективного использования поверхности зеркала значительно уменьшить деформации зеркальной системы.
Канализация энергии от входа облучателя до приемных устройств в обеих антеннах осуществляется коаксиальным трактом в дециметровом диапазоне и волноводным в сантиметровом диапазоне. До передающих устройств энергия канализируется волноводами в сантиметровом и дециметровом диапазонах[1].
Характеристики
Антенна П-400 обеспечивает одновременную работу на прием и передачу в диапазонах λ=2; 3,5; 4; 5; 6 см, а антенна П-400П — в диапазонах λ=5; 6; 32; 39 см. При λ=2 см возможна работа при удовлетворительных значениях эффективной площади и шумовой температуры[1].
После регулировки положения отражательных щитов зеркала получена среднеквадратическая точность формирования отражающей поверхности (СКО) 0,5 мм. От воздействия гравитационных и ветровых нагрузок СКО увеличивается до 1,3 мм, что позволяет использовать антенну на радиоволнах до 2 см.
Облучающая система антенны П-400 содержит пирамидальный рупор большой электрической длины и возбудители ДМ и СМ диапазонов. В СМ диапазоне расфазировка поля в раскрыве превышает 2π в результате чего ширина ДН постоянна в широком диапазоне частот. Это позволяет обеспечить работу от λ=30 см до λ=2 см при смене возбудителя СМ диапазона.
Антенна П-400П в Евпатории является одним из мощнейших передатчиков дальней космической связи в Европе[2].
Современное состояние
Антенна П-400П в Евпатории
Украина
Предложено создание без особых капитальных вложений импульсного радиолокатора на основе радиотехнических систем Национального центра управления и испытания космических средств (АДУ-1000 (приёмная антенна) и П-400 (излучающая антенна) Украины для прогноза астероидной опасности, каталогизации космического мусора, исследования солнечной короны, околосолнечной и межпланетной плазмы, а также для радиоастрономических исследований дальнего космоса. Проектировался как альтернатива на случай неисправности РТ-70[3].
Показано, что при использовании крупногабаритных антенн АДУ-1000 и П-400 такой радиолокатор при длине волны около 30 см на высотах около 100 км обнаруживает объекты с минимальными размерами около 0,7 см.
При соответствующем дооснащении радиометра АДУ-1000 дальномерной аппаратурой, использование радиолинии АДУ-1000 — П-400 позволяет создавать трехмерные изображения пространственного профиля плотности плазмы в околосолнечном пространстве и его временного изменения, что поможет раскрыть механизмы явлений, происходящих в околосолнечной плазме[2].
Из-за отсутствия финансирования и интереса проект не осуществился. В ноябре 2013 года была снесена рядом расположенная антенна АДУ-1000.
Россия
В 2014 году «Роскосмос» объявлял о планах восстановить работу передающей антенны в межпланетных миссиях[4], но после того как решится вопрос о сносе отелей, построенных в предыдущие годы в небезопасной зоне непосредственно вокруг антенны.
Антенна П-400П в Уссурийске
Шаблон:Coord — установлена на базе Восточного центра дальней космической связи, планируется восстановление антенны и подготовка к управлению КА «Фобос-грунт», доработка антенны для работ на новых диапазонах радиочастот. Установка передатчика Х-диапазона с мощностью не менее 10 кВт. Антенная система П-400 будет применяться в качестве резервной при невозможности использования РТ-70.
Антенна П-400 в Ирбене
Шаблон:Coord — установлена на базе бывшей Станции космической разведки, ныне Вентспилсского международного радиоастрономического центра. Российские власти рассматривали вариант уничтожения антенны, после вывода войск с территории[5].. В 2014—2015 годах приемная антенна прошла глубокую модернизацию[6][7][8]. Антенна была разобрана до основания, заменены все приводы, система управления. Зеркало антенны, весом почти 60 тонн, было спущено на землю и проведена реконструкция металлического каркаса, переложили отражающие пластины[5]. Была сохранена изначальная спецификация, поэтому сейчас телескоп обладает очень высокой для астрономического инструмента скоростью углового движения[5]. Модернизация была выгоднее, чем строительство новой аналогичной антенны[5].
В 1995 году оборудование телескопа было уничтожено[5]. До 2004 года минимальные средства на восстановление выделяла только Академия наук Латвии. Затем телескоп был передан Вентспилсской высшей школе и мэр Вентспилса пролоббировал финансирование[5]. С 2009 года на средства европейского инфраструктурного гранта обновлена вся механика — моторы, приводы, системы управления[5]. Антенна оснащена новыми приемниками на длинах волн 18, 6 и 5 сантиметров, системами регистрации. С 2016 года почти ежедневно ведутся астрономические наблюдения[5]. Основная задача связана с работой в европейской РСДБ-сети.
Научные задачи
Наблюдение астрофизических объектов
- С 2016 года входит в Европейскую радиоинтерферометрическую сеть (EVN). Наблюдения по программам РСДБ проводятся минимум три раза в год, сессиями по три недели[5].
- В приоритете наблюдение сверхмассивных черных дыр и джетов в центрах активных галактик[5].
- Солнечные поляриметрические исследования[5].
- Корональное магнитное поле на Солнце[5].
- Локация космического мусора, до 2014 года совместно с РТ-70 в Евпатории[5].
- С декабря 2015 года работа с «Радиоастрон». На 2017 год 32-метровая антенна в Ирбене — одно из наиболее активных наземных «плечей» «Радиоастрона»[5].
Примечания
Ссылки
- Глава 8. Наземные антенные системы Шаблон:Wayback // : сборник / Под ред. А. С. Винницкого. М.: Радио и связь, 1993. С. 139—175.
- Вестник ХНУ
- Don P. Mitchel. Soviet Telemetry Systems. Deep-Space Communication Centers Шаблон:Wayback
- Современное состояние П-400П (2-я площадка НЦУИКС) Шаблон:Wayback на Youtube
Шаблон:RqШаблон:Радиоастрономия
- ↑ 1,0 1,1 Глава 8. Наземные антенные системы Шаблон:Wayback // : сборник / Под ред. А. С. Винницкого. М.: Радио и связь, 1993. С. 139—175.
- ↑ 2,0 2,1 Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Радіофізика та електроніка, № 834. 2008 год. стр. 25-30 \\ А. Ф. Сорокін, А. А. Сорокін, М. М. Горобець, О. В. Соколова Радіолокаційний комплекс для позаатмосферних досліджень
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 5,00 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05 5,06 5,07 5,08 5,09 5,10 5,11 5,12 5,13 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
