Начало:
http://yuretz73.livejournal.com/234260.html http://yuretz73.livejournal.com/234916.html
Самая непривычная и необычная для меня часть работы здесь -- это работа на антенне. На других телескопах, где мне приходилось бывать и работать, это делают суровые мужики в брезентовых робах и обвязках. А астрономов если и подпускают к антенне, то только после инструктажа по технике безопасности, нацепив на них каски и, желательно, "организованной толпой" в пару десятков человек. Ну и, конечно, когда антенна надежно запаркована и светлым-пресветлым днем при хорошей погоде.
А тут мы работаем в режиме "и чтец, и жнец, и на дуде игрец". Все делаем сами -- и это, надо признаться, здорово. Очень многие вещи, которые я знал только теоретически, в виде диаграмм в книжках и "черных ящиков" в голове, теперь я начал по настоящему понимать и соотносить с практикой.
Тут надо отметить, что по меркам радиотелескопов антенна в Седуне довольно маленькая. 30 метров -- это даже средним размером можно назвать только с натяжкой. По сравнению с гигантскими 100 метровыми антеннами в Грин Банке и Эффельсберге (с которыми я работал и на которых бывал), и даже по сравнению с австралийским лидером, Парксом, диаметр которого 64 метра (пока там еще не был, но видел на фото и в кино его многократно), эта антенна считается малюткой. Но когда подходишь к ней в плотную, то последнее ощущение, которое возникает -- это ощущение ее малости.
Основание ее где-то высотой с двухэтажный дом. Вокруг него идет винтовая лестница радостного желтого цвета (дорога из желтого кирпича, ага), которая заканчивается на кольцевой площадке. Собственно антенна и все ее оборудование свободно вращаются на этом основании. "Тарелка" может быть направлена вдоль любого азимута, а по возвышению ее пределы лишь на несколько градусов отличаются от идеального диапазона в 0-90 градусов.
В парковочном положении антенна направлена по азимуту 89 градусов с возвышением 88 градусов, т. е. стоит почти вертикально. В этом положении специальный мостик точно соответствует удобной лесенке, установленной на кольце основания, и можно легко перебраться на вращающуюся конструкцию. Там сложное переплетений лестниц ведет еще на несколько площадок, на которых находятся две закрытые комнаты с оборудованием и откуда можно добраться к разным узлам антенны. Высота всего этого в эквиваленте равна где-то еще трем этажам. Лестницы там хоть и крутые, но довольно удобные, с перилами, очень похожие на типичные "трапы" голландских жилых домов, так что мне скакать по ним оказалось привычно.
А вот выше, на последние несколько технических площадок, можно подняться только по вертикальным узким лесенкам (в смысле "драбина", а не "сходи" :) ), которые сверху часто вообще никак не закреплены, поскольку это бы мешало тарелке поворачиваться. Лазить по ним первые несколько раз было страшновато, но потом я быстро привык. Наконец, одна из таких лесенок упирается в люк, через который можно выбраться на поверхность тарелки. Весь этот маршрут мне пришлось проделывать неоднократно, в том числе ночью и при сильном ветре, освещая себе путь только налобной лампой.
Все вместе пространство до поверхности тарелки равно где-то 6-этажному дому. Наверное, смешная высота для многих экстремалов, но мне в жизни до сих пор никогда не приходилось работать так высоко. Впрочем, большую часть времени там находишься в закрытых или огражденных зонах, так что особой возможности свалиться нет. Все равно, подозреваю, что любого американского или западноевропейского менеджера по технике безопасности кондратий бы хватил, если бы он все это увидел. Ни там, ни там никто бы не позволил нам работать без страховки, специального тренинга и т. д. и т. п. К счастью, в Австралии к таким вещам относятся проще.
Многие вещи на этом телескопе не автоматизированы. В частности, при переходе с одного диапазона на другой нужно вручную менять ресиверы и рупоры фидов (как етьо сказать по-рюсский? :) ), переключать соответствующие кабели и проводить балансировку поляризационных каналов. Но это не самое интересное, поскольку вся эта работа делается внутри ресиверной комнаты.
Для всех диапазонов, кроме одного, сигнал от небесного источника путешествует следующим образом. Сначала первичное зеркало телескопа (собственно огромная тарелка) собирает его и отражает в сторону вторичного
зеркала, закрепленного над поверхностью тарелки большом "треножнике". Вторичное зеркало отражает сигнал в огромную трубу, отверстие которой расположено в самом центре тарелки. По этой трубе сигнал попадает в ресиверную комнату (труба поворачивает под прямым углом, сигнал в очередной раз отражается от косого зеркала) где и фокусируется. "Собраться" ему на последнем этапе помогает тот самый рупор фида -- большая латунная воронка со ступенчатыми насечками внутри, размеры всего этого специально подобраны для резонанса на нужной частоте. А на узком конце воронки закреплена, как здесь говорят, "свинья" (из-за формы и размеров, которые действительно напоминают свинью-копилку) -- сам ресивер, который и "ловит" сигнал.
(К сожалению, всю эту внутреннюю начинку я пока не сфотографировал -- когда я на антенне, там не до съемки, плюс там в узких местах очень легко камеру стукнуть -- вот где бы пригодилась "мыльница"!)
А вот в моем любимом диапазоне (любимый он потому, что на 1421 МГц излучает нейтральный водород, которым я занимаюсь :) ), самом длинноволновом из всех, с которыми мы работаем -- от 1 до 2 ГГц, т. н. "L-band" -- все иначе. Мы наблюдаем на 1.6 ГГц, что примерно соответствует 18 см. Все, кто немного разбираются в физике, могут сразу догадаться, что все приемное оборудование должно по размеру соотноситься с несколькими длинами волны. Поэтому L-диапазонные фиды и ресиверы всегда громоздкие. Увы, поскольку в прошлой жизни эта антенна была спутниковой, то ее "родным" диапазоном были 5 ГГц -- в три раза более короткие волны. Т. е. ее фокусировочная "труба" воронку нужного размера попросту не может вместить. Так что пришлось выкручиваться. Рядом с отверстием трубы установили поворачивающееся третичное зеркало (примерно как стандартная спутниковая антенна в городских квартирах), а над ним -- более-менее компактный вариант L-диапазонного ресивера.
Ну, а вот теперь самое забавное. Когда наблюдения в L-диапазоне не проводятся, ресивер должен быть повернут вбок, далеко от пути сигнала, а тарелка -- отвернута на 180 градусов от отверстия трубы, максимально плотно прилегая к поверхности основного зеркала телескопа. Чтобы как можно меньше мешать прикидываясь шлангами, как будто их там вообще нет. А когда наблюдения идут в L-диапазоне -- наоборот: зеркало поворачивается, закрывая собой отверстие трубы, наподобие люка, а ресивер становится в положение над ним, чтобы принимать отраженный сигнал, который уже усиленным идет по обычным коаксиальным кабелям в ресиверную комнату (после чего разницы между диапазонами практически нет, важно только нужные кабели к нужным гнездам подключить).
Для поворачивания зеркала приспособили небольшой электродвигатель, который подключается к контрольной коробке несколькими ярусами ниже через довольно банальный удлинитель. Хитрость в том, что когда этим двигателем управляешь, то почти ничего снизу не видно, "тарелка" телескопа почти полностью закрывает обзор. Поэтому лучше всего эту работу делать вдвоем -- один "рулит", а второй лезет наверх и через люк наблюдает за движением третичного зеркала -- и кричит, когда нужно "тормозить". Это, в принципе, несложно, хотя первый раз мы боялись (под конец зеркало начинает царапать поверхность антенны) и недозакрыли его, пришлось потом переделывать.
А вот ресивер закреплен на поворотной оси и двигается... с помощью блоков и веревок :) Кто-то сделал чисто по яхтсменски, два конца разного цвета, оба фиксируются в специальном зажиме и потом крепятся "по-морскому". В первый же день мы решили попробовать эту систему, потому что наше первое наблюдение как раз было в L-band (с российским Радиоастроном, кстати). Смотрительница станции (о ней отдельный рассказ в другой раз) показала нам, как это делается. Сначала мой напарник, Джейми (у него опыт работы на местных радиотелескопах 15 лет, собственно я с ним приехал учиться всему), попробовал -- у него все получилось хорошо. Потом попробовал я -- сначала пошло все нормально, потом я начал крепить конец, натянул чуть сильнее, раздался треск -- и все провисло!
"Классно," -- подумал я, -- "в первый же день работы я сломал антенну". Три час мы потом лазили по антенне и пытались понять, что и где порвалось. Сама веревка, естественно, слишком прочна и надежна, что-то с креплением. А попробуй увидеть! Переплетение металлических конструкций полностью закрывает обзор. В конце концов Джейми смог извернуться и спустить сверху свою маленькую "мыльницу" на веревке и сфотографировать с автоспуском. Оказалось, что веревка была притянута к балке... обыкновенной пластиковой "обмоткой". Которая, конечно, неплохо подходит для простого статичного крепления (скажем, собрать кабели в пучок, чтоб не путались), но совершенно не годится для использования в динамической системе под нагрузкой, да еще и снаружи под воздействием яркого солнца, ветра и осадков. Вот она-то и лопнула после нескольких сезонов... Конечно, как показало последующее расследование, это было случайностью. Когда конструкцию делали, специально были куплены стальные скобы, через которые веревка должна была проходить, а пластиком притянули на время монтажа. Да так и забыли. Потому что слишком мало людей делают слишком многое, и часто в спешке. С этим мне тут же пришлось познакомиться.
Исправить ситуацию мы никак не могли -- тут был действительно нужен верхолаз, который бы пробрался по балкам к нужному месту. И поэтому на следующий же день главный техник Хобартовской обсерватории (а их там всего два -- один больше занимается ремонтом электроники, а второй, главный -- всем остальным, причем на всех 4 обсерваториях, которые наш университет обслуживает!) вылетел к нам. Вылетел в воскресение утром, приехал сюда к вечеру, уже в сумерках полез на антенну, с нашей посильной помощью до ночи все сделал (там было нужно еще кое-что починить и настроить), кое-как поспал несколько часов, и утром в понедельник вылетел назад, чтобы к началу наблюдений (вечером того же дня) быть в Хобарте и помогать там. Гвозди бы делать из этих людей!
А вторая история с верхолазанием случилась через несколько дней, во вторник вечером. Началось самое неприятное в радионаблюдениях -- сильный ветер (с порывами выше 50 км/ч). А ведь 30-метровая тарелка -- это просто гигантский парус. Поэтому при сильном ветре специальная автоматика тут же прекращает слежение за источником, паркует тарелку и включает тормоза. "Тут же", конечно -- это сильно сказано. Точность позиционирования достигается благодаря медленному движению, а антенна Седуны была построена еще в начале 70-х -- мягко говоря, скорость у нее не совсем ураган. Поэтому на парковку и выключение уходит несколько минут -- как раз под действием того самого сильного ветра, который включил автоматику. Чаще всего все проходит нормально. Но в этот раз наблюдения прекращались с регулярностью почти каждые 15 минут. И в один из разов не повезло -- в процессе парковки (напомню, конечное возвышение 88 градусов) тарелку рвануло вверх сильным порывом и она "встала" на жесткий предел, 90.1 градус. Тут уже сработала другая автоматика, и тормоза заблокировали антенну как есть.
Вывести антенну из жесткой блокировки можно только вручную -- поднявшись в одну из аппаратных на поворотной части, повернув специальный ключ прямого доступа (и тем самым отключив всю "умную" котрольную электронику) и управляя двигателями в самом непосредственном режиме, с помощью ручек, кнопок и тумблеров. Сказать это просто, но как только мы вышли наружу и посмотрели на антенну, стало ясно, что сделать будут немножко сложнее -- по неприятному совпадению мостик выхода на поворотную часть (виден на фото, хотя там он находится еще не в радикально неудобном положении) завис над винтовой лестницей. Т. е. в метре от основания. Вроде близко, но прыгать особо неоткуда (там даже прохода толком нет), держаться не за что, а внизу метра три и притом на лестницу, если сорвешься -- костей не соберешь.
Говорят, что смотрительница в таком положении пару раз прыгала. Но мы решили не искушать судьбу и подумать над планом Б. Который тут же и созрел у меня, под кодовым названием "Кум полізе на горище, а я буду драбину тримати" :) Вспомнив об огромных ресурсах этой станции, мы пошли шарить по бесконечным цехам и мастерским. И таки нашли то, что хотели -- узкую, но высокую алюминиевую лестницу. Поставили на ступеньки, верхнюю часть привязали к перилам, я снизу держал, а Джейми без труда забрался на мостик. Потом он повернул антенну в более удобное положение и я забрался на мостик уже с перил. Единственной проблемой оказался вес лестницы -- ее надо было сразу снять, чтоб повернуть антенну. Мне пришлось это делать самому и в неподходящий момент порыв ветра продемонстрировал правило рычага, чуть не вывернув мне руки в суставах. Впрочем, как-то все закончилось удачно, лестницу мне удалось благополучно убрать и спрятать. А потом я с удовольствием порулил телескопом, убедившись на практике, что наше внутреннее ухо хорошо чувствует, когда мы находимся в закрытом, но вращающемся пространстве.
Прошу прощения за длину и некоторый сумбур изложения. И за то, что фото не очень хорошо соответствуют тексту.
Продолжение:
http://yuretz73.livejournal.com/235471.html