Comment concentrer les radiotélescopes sur une étoile lorsque la Terre tourne?

En lisant sur le Star KIC 8462852, il a été dit que le projet SETI a tourné ses radiotélescopes vers l'étoile pour rechercher des signaux radioélectriques extraterrestres, car l'étoile avait d'étranges fluctuations de lumière. Comment orienter de la terre un radiotélescope vers une étoile distante de 1480 années-lumière alors que la terre tourne à 1675 km / h et la maintenir focalisée ou, dans le cas d'un radiotélescope, alignée pour essayer de recevoir la radio vagues??

Une partie de la réponse dont je soupçonne le questionneur d'origine a besoin est que bien que la Terre tourne en effet très vite, la quantité de déplacement de la surface de la Terre par rapport à un objet astronomique est minuscule.

Vous placez donc des moteurs à la base du télescope pour qu'il tourne lentement pour regarder le même coin de ciel. Vous n'avez pas besoin de vous recentrer car les télescopes regardent des objets si loin que la mise au point n'a pas d'importance. Vous n'avez rien d'autre à faire parce que le mouvement de la Terre est fluide et continu, et ce n'est pas à quelle vitesse vous vous déplacez, mais à quelle vitesse vous tournez. Dans notre cas, un cercle complet toutes les 24 heures, ce qui est assez lent.

La mise au point à l'infini signifie simplement que vous définissez la mise au point du télescope de sorte qu'un objet infiniment éloigné soit parfaitement mis au point. Cela dépend de la qualité du télescope, mais la différence pratique entre la mise au point à l'infini et la mise au point à la distance réelle disparaît après quelques kilomètres environ. À la distance des étoiles, il n'y a pratiquement aucune différence.

Vous parlez d'abord de diriger le télescope vers la source et non de le focaliser sur la source. Les télescopes sont généralement focalisés à l'infini, et il n'est pas nécessaire de compenser la rotation de la Terre dans la focalisation.

La vitesse de déplacement de l'emplacement des télescopes sur la Terre n'est pas non plus directement pertinente, ce qui est pertinent, c'est la rotation apparente du ciel autour de la projection de l'axe de la Terre sur le ciel. C'est (dans l'hémisphère Nord) la rotation du ciel autour de l'étoile polaire.

Il existe plusieurs façons de gérer la rotation de la Terre.

1. L'utiliser réellement pour parcourir les sources

2. Conduisez le télescope pour le garder pointé dans la direction de votre intérêt

3. Suivez la source (utilisez plusieurs canaux pour mesurer l'erreur source à partir de la ligne de visée et conduisez le télescope pour annuler l'erreur).

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etc

Cela n'a vraiment rien à voir avec les radiotélescopes en soi, mais c'est commun à tous les télescopes, y compris les optiques.

Parce que la vitesse de la lumière est tellement plus rapide que la vitesse du télescope, l'étoile semble se tenir immobile dans le ciel, de sorte que le télescope n'a besoin que de la suivre lorsqu'il se déplace dans le ciel à 15 degrés par heure.

Cependant, la vitesse de la lumière n'est pas infinie et il y a un effet mesurable. Lorsque vous roulez dans une voiture alors qu'il pleut et que la pluie frappe préférentiellement votre pare-brise, pour vous, il semble que la pluie vienne d'un endroit en face de vous, même si elle tombe directement vers le bas, et à cause de cela lorsque vous essayez de regarder directement la source de la pluie, vous regardez pencher la tête en avant plutôt que de regarder directement vers le haut. La même chose se produit avec la lumière des étoiles. Parce que la Terre tourne autour de son orbite et tourne sur son axe, la lumière qui tombe "directement vers le bas" sur nous semble provenir d'une position un peu en avant. C'est ce qu'on appelle l' aberration stellaire. Ce n'est pas un grand effet, mais il est suffisamment grand pour que si vous essayez de comprendre très précisément où se trouvent les étoiles, vous devez le corriger.

Il existe deux processus pour gérer cela:

Premièrement, les télescopes (vraiment, de grandes antennes) sont dirigés mécaniquement et se déplacent afin qu'ils puissent maintenir leur réception d'un emplacement spécifique étoile / source / ciel au fil du temps.

Cependant, à l'exception des étoiles situées immédiatement à proximité des étoiles polaires, l'étoile finira par passer sous l'horizon. Une fois que cela se produit, le télescope / l'antenne ne peut plus rien recevoir jusqu'à ce que la source réapparaisse au-dessus de l'horizon.

Ce qui se passe à ce stade, c'est que nous avons de nombreux télescopes / antennes dans le monde qui sont contrôlés collectivement. Bien avant qu'une étoile / source / etc. ne tombe sous l'horizon pour un télescope, un autre télescope plus à l'ouest l'a déjà pointé et reçoit le même signal. Une fois ce basculement effectué, le télescope précédent est libre de sélectionner une autre cible - quelque chose d'autre de l'autre côté de la planète qui tombera sous l'horizon pour le télescope plus à l'est.

De cette façon:

• Les télescopes sont constamment utilisés pour montrer des choses intéressantes
• Les choses qui nécessitent une surveillance continue peuvent être surveillées sans interruption malgré le changement de monde
• On peut tout observer à tout moment, tant qu'il y a du temps disponible sur le réseau du radiotélescope
• Le partage des ressources permet aux scientifiques de mener la science de manière plus complète et à moindre coût
• En ayant 2 télescopes ou plus pointant vers le même objet à la fois, nous pouvons augmenter efficacement le rapport signal / bruit et obtenir de meilleures données - c'est techniquement très similaire à avoir une seule antenne de la taille de la terre plutôt que deux petites antennes (relativement).
• Grâce au contrôle central de tout un réseau mondial participant, les scientifiques peuvent réagir très rapidement à des phénomènes soudains, comme des explosions, à tout moment, quelle que soit la position de la Terre

Le fonctionnement des télescopes est à peu près le même dans les longueurs d'onde optiques et radio - les télescopes collectent le rayonnement électromagnétique, plutôt que de se concentrer en un point. Il y a plusieurs raisons à cela, la principale étant la quantité de photons atteignant le télescope depuis la région d'intérêt est assez faible.

Afin de collecter plus de photons, le télescope (ou réseau de télescopes) doit `` regarder '' dans la zone d'intérêt pendant longtemps - ceci est réalisé dans le cas des télescopes terrestres en dirigeant mécaniquement les antennes, de sorte qu'elles soient pointées dans la même direction pendant une longue période. Le principe est à peu près le même dans l'espace .

Pour examiner le KIC 8462852, SETI a utilisé le télescope Allen Arry , qui est essentiellement un ensemble de 42 antennes balayant le ciel dans les longueurs d'onde radio. Le problème de la rotation de la Terre est essentiellement résolu en deux étapes par des (radio) télescopes.

• En dirigeant l'antenne (e) comme décidé par le logiciel afin que l'antenne pointe à la même position du ciel. Pour une étoile à ~ 1500 années-lumière, la vitesse angulaire requise est assez petite et peut être facilement fournie par les télescopes modernes.

• Même si l'étoile (ou tout autre objet d'intérêt) passe sous l'horizon, le télescope peut simplement continuer son travail le lendemain, rassemblant plus de photons. Bien sûr, d'autres télescopes peuvent prendre le relais de celui-ci, mais le résultat final est le même: collecter plus de photons.

Disons que vous sortez par une chaude journée d'été, que vous vous allongez et que vous regardez les étoiles. Pour une raison quelconque, vous réussissez à ne pas vous endormir, alors que vous ne regardez qu'une seule étoile toute la nuit. Vous n'aurez aucun problème à pointer vos yeux vers cette étoile (à l'exception des paupières tombantes), comme ce n'est pas un problème de pointer un télescope vers une étoile.

Edit: curiousdannii a raison, je n'ai pas expliqué comment. Je vais le faire maintenant: il existe une machine appelée moteur, ou moteur d'entraînement, ou moteur, qui convertit l'énergie électrique en énergie de mouvement. Avec un peu d'ingénierie, vous pouvez utiliser cette énergie de mouvement pour faire tourner le télescope.

Les antennes intelligentes fonctionnent déjà et la formation de faisceaux contrôlée par logiciel est également à peu près utilisée maintenant.

Par conséquent, même à cette vitesse de rotation très élevée de la Terre, le suivi des étoiles à de grandes distances n'est pas si difficile.

Des algorithmes d'acquisition et de compression de données à haute vitesse sont également là pour vous aider. Il a donc été possible, avec l'aide de l'ingénierie de contrôle, de pointer un objet céleste spécifique.