Onsala del i kraftfullt nätverk
Genom att samköra radioteleskop som ligger långt ifrån varandra går det att nå en häpnadsväckande upplösning. Lägg till några nypor av den senaste informationstekniken och du får ett system med oerhörd prestanda. Svenska Onsala är med i världens snabbaste nätverk.
Svenska Onsala utanför Göteborg ingår i ett nätverk av europeiska radioobservatorier som är världens snabbaste radiointerferometer. Systemet går under namnet e-EVN, och förutom Onsala ingår radioteleskopen i tyska Effelsberg, brittiska Cambridge och Jodrell Bank, Medicina i Italien, Torun i Polen och Westerbork i Holland.
Att koppla samman radioteleskop med interferometerprincipen ger en fantastisk upplösning. Bland annat bestämdes Huygens landning på Titan med enorm precision – direkt från jorden!
Enklare med långa vågor
Interferometerprincipen gör att det går att koppla ihop flera teleskop och få dem att leverera en upplösning som om de vore en jätteantenn med en diameter lika stor som största avståndet mellan teleskopen.
– Man kan säga att vi låtsas skapa jättestort teleskop, säger Michael Lindqvist och skrattar.
Han är en av de inblandade radioastronomerna på Onsala Radioobservatorium.
Det finns ett mindre antal markbaserade optiska teleskop-anläggningar som är baserade på interferometerprincipen. ESA:s rymdteleskop Darwin, som ska spana efter jordlika planeter runt andra stjärnor, kan bli det första rymdbaserade interferometer-teleskopet.
Inom radioområdet är det tekniskt lättare att använda interferometerprincipen. Det beror på att radiovågor har mycket längre våglängd än synligt ljus. Anledningen till att det spelar roll är att man mycket exakt måste överlappa de elektromagnetiska vågorna från de ingående teleskopen. Detta är givetvis svårare att göra med kortare våglängder.
Tung trafik
Tidigare har radiointerferometrar ofta transporterat inspelningar av sina observationer på magnetband till en datoranläggning, en så kallad korrelator, som sedan satt ihop de olika bidragen till en enhet.
Teleskopen som ingår i e-EVN har utnyttjat den senaste tekniken och tagit interferometrin ett steg längre. De använder en fiberkabel för att transportera information i realtid mellan teleskopen och en central processor. Tekniken kallas för eVLBI – electronic Very Long Baseline Interferometry. e EVN, European VLBI Network, är ett europeiskt eVLBI-projekt.
– Förr har det tagit rätt lång tid att få data från teleskopen till korrelatorn. Nu kan vi få resultaten mycket snabbare, säger Michael Lindqvist.
Nätverket transporterar enorma mängder data. Överföringshastigheten kan under relativt långa perioder nå 1 gigabit per sekund.
– När vi kör så är resten av all trafik på Chalmers inget mot vår trafik, säger Michael Lindqvist och ler.
En observationskörning kan samla 1,5 terabyte data, men producerar också bilder med en fantastisk upplösning.
Det kostar givetvis en slant att dra snabba fiberkablar till de ofta rätt avsides liggande radioteleskopen, pengar anläggningarna själva kan ha svårt att skaka fram. Därför har EU gått in med pengar.
Viktiga bidrag till Huygens och SMART
VLBI gör det också möjligt att följa rymdfarkoster med extremt hög noggrannhet. Detta visades bland annat när ett nätverk av teleskop under ledning av det europeiska VLBI-institutet JIVE (Joint Institute for VLBI in Europe) på ESA:s uppdrag följde Cassinis europeiska landare Huygens inför och under landningen på saturnusmånen Titan. När en av Huygens datakanaler fallerade kunde VLBI-teleskopen fylla i luckorna. Tack vare det fick forskarna ändå den information de sökt om vindförhållanden i månens atmosfär.
– VLBI spelade en viktig roll. Utan radioteleskopen hade man förlorat data, säger Michael Lindqvist.
Man lyckades även tack vare interferometrin bestämma var Huygens landade med en precision på 1 km – på ett avstånd av 1 200 miljoner kilometer!
Efter tre timmar avbröt Cassini planenligt kommunikationen med Huygens. Men teknikerna kunde konstatera att landaren fortfarande sände. Radioastronomerna började då ett febrilt arbete med att blixtsnabbt och utan föregående planering engagera så många radioteleskop som möjligt – däribland Onsala – i att hålla kontakten med landaren. VLBI-nätverket lyckades på så sätt fånga upp data från Huygens under ytterligare dryga två timmar.
Även ESA:s svenskbyggda teknikdemonstrator SMART-1 kunde dra nytta av det europeiska VLBI-institutet JIVE under sin sista tid innan den planerade kraschen på månen. Med hjälp av VLBI-tekniken gick det bland annat att bestämma SMART:s nedslagstid med en noggrannhet på 10 mikrosekunder.
