Skriv ut sidan

SKA väljer parabolantenn

Så kan det se ut om natten när SKA är färdigbyggt. I förgrunden syns parabolen av typen PSM som nu valts för SKA.

Square Kilometre Array-projektet har valt hur dess parabolantenner ska se ut. Det blir ett viktigt steg mot tillverkningen av de hundratals parabolantenner som kommer att ingå världens största radioteleskop.

– Detta beslut är en betydande milstolpe på vägen mot att leverera SKA. Att för första gången kunna se hur parabolerna kommer att se ut är riktigt tillfredsställande för alla inblandade, säger Alistair McPherson, projektledare vid SKA-organisationen.

Först togs tre antennkoncept fram för att komma ifråga för SKA:s paraboler. De tre, DVA-1 från Kanada, DVA-C från Kina och MeerKAT-1 från Sydafrika utvecklades i respektive partnerländer med olika teknik. Tillsammans representerar de det absolut bästa inom dagens parabolteknik för radioteleskop.

SKA:s konsortium med ansvar för teleskopets paraboler valde sedan ut två förslag för vidare analys.

  • SRC, som står för Single Skin, Rim supported Composite (helgjutet skal med ramstöd av komposit). Detta innovativa koncept leds av Kanadas vetenskapsråd (NRC) tillsammans med kanadensiska SED Systems och australiensiska RPC Composites.
  • PSM, som står för Panel, Space-frame supported Metal (metallpanel med rymdfackverksstöd), ett optimerat koncept som leds av ett team med bas i Shijiazhuang, Kina, som består av JLRAT/CETC-54 tillsammans med deras europeiska partner MT Mechatronics (MTM) från Mainz, Tyskland.

Projekten utvärderades av en panel bestående av fem experter inom teknikområdena kompositer, radioteleskopantenner och systemteknik, utifrån ett antal kriterier, bland dem ytnoggrannhet, möjligheter till tillverkning på plats och långvarig hållfasthet. Panelen rekommenderade enhälligt att det kinesiska PSM-konceptet skulle väljas för SKA:s paraboler. Denna rekommendation godkändes sedan av styrelsen för SKA:s Dish-konsortium.

En prototypantenn av typ DVA-1 som byggdes vid NRC:s Dominion Radio Astrophysical Observatory (DRAO) utanför Penticton, British Columbia, Kanada

En prototypantenn av typ DVA-1 som byggts vid NRC:s Dominion Radio Astrophysical Observatory (DRAO) utanför Penticton, British Columbia, Kanada

 

SKA:s Dish-konsortium ansvarar för konstruktion och test av parabolen som kommer att utgöra SKA-mid, ett av två instrument i SKA. Konsortiet består av forskningsinstitut från Australien (som leder konsortiet), Kanada, Kina, Italien, Sydafrika och Tyskland. I projektets första utbyggnadsfas, SKA1, består SKA-mid initialt av 133 stycken 15-metersparaboler vilka ger täckning över hela frekvensområdet från 350 MHz till 14 GHz.

En av konsortiets största utmaningar är masstillverkningen av hundratals av dessa paraboler. Alla har identiska prestandakriterier, och ska byggas för att klara förhållandena i de torra, avlägsna områden där de ska vara i drift i 50 år. Med kravet att dessutom uppnå en stor insamlingsyta med hög precision, och till marknadsmässig kostnad, innebär detta en rejäl teknisk utmaning.

– Vi är övertygade både att parabolen som vi valt ut kommer att prestera väl i de karga förhållanden som råder i Karooöknen i Sydafrika, och att den kommer att kunna leverera den precision som världens forskare behöver för att svara på frågorna som de försöker lösa, säger Roger Franzen, ledare för SKA:s Dish-konsortium.

– Nästa steg för oss är att bygga och testa en prototyp på plats i Sydafrika, lägger han till.

Wang Feng, vice ordförande för CETC54, granskar den första av de 66 avgjutningar som kommer att behövas för SKA-P.

Wang Feng, vice ordförande för CETC54, granskar den första av de 66 avgjutningar som kommer att behövas för SKA-P.

Detaljkonstruktionen och tillverkning av prototypen, kallad SKA-P, leds av JLRAT/CETC54 i samarbete med de europeiska företagen MTM och Società Aerospaziale Mediterranea (SAM). SKA-P kommer att sättas ihop, integreras och testas på plats tillsammans med medarbetare från SKA i Sydafrika.

– Vi förväntar oss att installationen på marken av SKA-P kommer att ske lagom till våren 2017. När vi är nöjda med dess prestanda kommer projektet att ligga bra till för att ta in offerter och skriva ett kontrakt för masstillverkning av 133 paraboler för att färdigställa SKA-mid, säger Roger Franzen.

Utöver parabolens konstruktion har konsortiet dessutom uppdraget att ta fram och testa optik, mottagare och andra delar av parabolantennen. Som en del av denna process fortsätter NRC med dess värdefulla bidrag till matare, mottagare och digitaliserare samt lågtemperaturförstärkare (LNA:er).

Mer om SKA

Projektet Square Kilometre Array (SKA) är ett internationellt samarbete för att bygga världens största radioteleskop och leds av SKA-organisationen. SKA kommer att genomföra forskning som kommer att omvandla vår förståelse för universum och fysikens fundamentala lagar, det kommer att bevaka himlen i aldrig tidigare skådad detalj, och kommer att kunna kartlägga den hundratals gånger snabbare än någon anläggning som finns idag.

SKA är inget enskilt teleskop, utan istället en samling av teleskop, eller antenner, som placeras ut över långa avstånd i uppställningar eller antennmattor. SKA ska byggas i två etapper: Fas 1 (som kallas SKA1) i Sydafrika och Australien, och fas 2 (SKA2) som expanderar in i andra afrikanska länder samtidigt som också den australiska delen utökas.

Organisationen har redan stöd av 10 medlemsländer – Australien, Indien, Italien, Kanada, Nederländerna, Nya Zeeland, Storbritannien, Sverige, och Sydafrika. Den har fört samman några av världens bästa forskare, ingenjörer och policymakare, samt fler än 100 företag och forskningsinstitut från 20 länder för att konstruera och utveckla teleskopet. SKA ska börja byggas 2018 och de första vetenskapliga observationerna väntas 2020.

Sverige representeras i SKA-organisationen av Onsala rymdobservatorium, den svenska nationella anläggningen för radioastronomi. Onsala rymdobservatorium drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet och har Institutionen för rymd- och geovetenskap vid Chalmers tekniska högskola som värdinstitution.

Mer om SKA:s konstruktionsfas

År 2013 efterlyste SKA-organisationen forskningsinstitut och kommersiella partners i hela världen för att delta i arbetet att konstruera SKA. Elva internationella konsortier bildades, vart och ett med uppdrag att ta fram en kritisk del av projektet, och vart och ett bestående av forskare och ingenjörer vid institut och företag som är ledande i sina respektive områden.