📡 Радиотелескоп VLBI

Модуль #306. РТ-32 IVS (International VLBI Service) — план Алматинский предгорный радиотелескоп для участия в EVN European VLBI Network. Reference: Effelsberg 100 m, Green Bank 100 m, Yebes 40 m, Sheshan 65 m China. Antenna Ø32 m Cassegrain, surface accuracy λ/40 RMS = 0.3 мм для 30 GHz Ka-band. Дрифт-tracking 0.001° точность для VLBI baseline interferometry (combine с глоб. сетью телескопов → resolution arc-microsecond). Cryogenic LNA 4 K helium для T_sys <30 K. IAU + IVS + ITU-R RA.769 (RFI protection) + СН РК 4.04-04.

1. Состав РТ-32 VLBI

Antenna Ø32 m Cassegrain dual-reflector, Vertex / IRA aluminium panels 0.3 мм RMS, CFRP backing;
Mount AZ-EL Bonfiglioli precision gear, Siemens S120 servo + Heidenhain 28-bit encoder, accuracy 0.001°;
Foundation 30×30×4 м ж/б B45 + isolation joints (free-floating от soil vibration);
Sub-reflector Ø3 м CFRP с active focus correction (5-axis hexapod actuator) для compensation gravity sag;
RF feed dual-pol horn + OMT + cryogenic dewar 4 K Cryomech PT-415 He pulse-tube;
LNA HEMT InP 0.5-50 GHz Cryo3 Caltech, T_sys 20-50 K в L/S/C/X/Ku/Ka bands;
Sampler + digital back-end CASPER ROACH-2 + DBE-3 Rb-rated 16 GHz Nyquist;
Hydrogen maser frequency reference T4Science iMaser 3000 ±2×10⁻¹⁵ stability;
Data recorder Mark6 24 Gbps × 4 streams → fiber link к JIVE Joint Institute for VLBI Europe correlator;
Control building + станция operations 24/7 + lab + workshop 500 м²;
Met station Vaisala WMT700 + atmospheric water vapor radiometer 22/31 GHz;
Quiet zone 5-10 км radius без mobile transmitters per ITU-R RA.769;
Fiber-optic link к ALMA-grid + RFI shielding mu-metal + filters;
Backup DG 500 kVA + UPS 100 kVA × 30 min для observation continuity;
Maintenance crane 50 t для panel replacement + LNA dewar service.

Упражнение 1 — VLBI vs single dish

Single dish даёт лучшее разрешениеVLBI только для radarНе нужно объединять телескопыVLBI Very-Long-Baseline Interferometry с глобальной сетью EVN/IVS: (1) angular resolution θ = λ/B где B = baseline 10 000 км (transcontinental); для λ=1 см ⇒ θ=10⁻⁹ rad = 0.2 mas (milliarcsecond) vs single 32 m dish = 1 arcmin = 60 000 mas, (2) correlator JIVE Dwingeloo комбинирует data 20+ телескопов в realtime, (3) H-maser timing ±10⁻¹⁵ stability обеспечивает coherence over 10 km baseline; cryogenic LNA T_sys 20-30 K увеличивает sensitivity 5-10x vs uncooled; (4) РК участвует в EVN observations 100+ sessions/year для астрофизики (AGN, masers, pulsars) + geodesy (Earth rotation, plate tectonics); (5) Future SKA Square Kilometre Array Phase 2 includes РК as candidate site южная пустыня Бетпак-Дала; IAU + IVS + ITU-R RA.769

Упражнение 2 — Antenna diameter

Для G/T ≥40 dB/K @ Ka-band T_sys 30 K, η 60%, λ 1 см. Diameter (м)?

Упражнение 3 — Капекс РТ-32 VLBI

Antenna Ø32 m Vertex Cassegrain panels = 18 млрд
Mount + servo + encoder + brakes = 4 млрд
Foundation 30×30×4 ж/б + isolation = 1.5 млрд
Cryogenic LNA dewar HE + Cryomech + bands setup = 3.2 млрд
H-maser iMaser 3000 + GPS UTC + Mark6 recorder = 2.5 млрд
Control building + 500 м² lab + операторы = 1.8 млрд
Fiber-optic link 50 км до Almaty + maintenance crane + RFI shielding = 4 млрд
Подъезд + ЛЭП + projecting 5% + PNR + insurance = 7 млрд

Упражнение 4 — RFI protection

Никакая защита не нужнаТолько bandpass фильтрMulti-layer RFI protection per ITU-R RA.769 + IAU: (1) Radio Quiet Zone RQZ 5-10 km radius around telescope, no mobile transmitters / WiFi / radar / power lines, (2) topographic terrain blocking — telescope в bowl-shape valley, (3) bandpass filters Pasternack mc2-LP frontend для reject out-of-band, (4) Faraday cage mu-metal для shielding на control building, (5) careful site selection — Bёtpak-Dala desert minimal interference, (6) cryogenic LNA bottom of dewar = no electronic emission from cabinets, (7) all power lines underground fiber data, (8) RFI monitoring 1 GHz spectrum analyser 24/7 + database flag bad observations, (9) coordination with local mobile operator для clear shift hours; ITU-R RA.769 + IAU + EVN Operational ProceduresТолько мобильник выключить

Нормативная база

ITU-R RA.769 — Protection criteria для radio astronomy
IAU + IVS Standards — International VLBI Service
EVN European VLBI Network Operational
SKA Square Kilometre Array Specifications
ECSS-E-ST-50C — Communications
IEC 60945 — Radio equipment
СН РК 4.04-04 — Машиностроительные здания