세계에서 가장 큰 전파망원경 정렬 및 검사

첨단 대형 레이저 측정 기술 덕분에 생산적인 망원경 측정 및 조정이 가능했습니다

 

대규모 레이저 측정: 세계에서 가장 큰 전파망원경 정렬

러시아 카라차예보체르케스카야 공화국의 체르케스카야에 위치한 RATAN-600(Academy of Sciences Radio Telescope – 600)은 전파망원경입니다. 이 전파망원경은 고도 970m에서 895개의 직사각형의 무선 반사경과 보조 반사경 및 수신기로 지름 576m의 원을 이루고 있습니다. RATAN-600의 운영은 러시안 과학 아카데미가 맡고 있습니다.

2x7.4m 크기의 각 반사경은 들어오는 무선 전파를 중앙의 원뿔형 보조 거울 또는 5개의 포물선형 실린더 중 하나로 반사하도록 각도를 조절할 수 있습니다. 각 보조 반사경은 다양한 수신기와 계기를 포함하는 계측 캐빈과 결합되어 있습니다. 

부분 조절이 가능한 안테나는 접시의 지름이 거의 600m에 달하며 분해능을 최대로 높여 중앙의 원뿔형 수신기와 함께 사용하면 세계 최대 지름을 가진 전파망원경이 완성됩니다.

Promgeodesiya Ltd의 엔지니어들은 관측 모드 자동화의 테스트 측정과 실험을 실시하여 망원경의 모든 요소(메인 미러, 플랫 미러 및 부스)가 작업자가 설정한 관측 프로그램을 독립적으로 수행하는지 확인했습니다.

The direct scanning functionality of the ATS600 was used to scan the surface of the telescope’s main mirror위치 지정 프로세스는 "현장"에서 작업자의 수동 측정에 따라 이루어집니다. 방사 방향을 따르는 위치는 기준점을 기준으로 줄자를 사용하여 결정하고, 기울기는 디지털 경사계(또는 원통 수준)를 사용하여 정합니다.

부스 위치를 자동으로 지정할 때는 로봇 토탈 스테이션, 선형 인코더 및 디지털 경사계를 기반으로 한 시스템을 사용할 수 있습니다. 이 시스템에서 토탈 스테이션은 운전실을 평면에 배치하는 작업을 담당하고, 선형 센서 시스템은 이를 복제하며, 경사계는 운전실의 각도를 제어하는 작업을 맡습니다.

측정은 운전실 안과 운전실과 가까운 안정적인 베이스에 있는 Leica TDRA6000 레이저 토탈 스테이션을 사용해 실시했습니다.  토탈 스테이션의 위치는 레일 트랙에 있는 디플렉터를 사용했고, 다른 옵션으로는 레일과 운전실에 장착된 디플렉터를 사용하는 방법이 있습니다.

운전실 위치 또한 코드 마크가 있는 디지털카메라 기반 머신 비전 시스템을 사용하여 테스트했습니다. 이 머신 비전 카메라는 운전실 밑면에 부착되어 있어 레일 트랙의 특정 피치에 부착된 표시를 볼 수 있습니다.

또 다른 작업은 RATAN-600 메인 미러 표면의 모양을 결정하는 것이었습니다. 정확하고 신뢰할 수 있는 천문학 관측을 위해 모양 제어는 0.3mm의 공차 안으로 이루어져야 합니다. 메인 미러의 크기를 고려하면서 이 정확도를 달성하기 위해 두 기기를 조합한 측정 기술 방식을 제안했습니다. 바로 참조 네트워크를 구축하는 Leica Absolute Tracker AT403 초대용량 레이저 트래커와 메인 미러의 표면을 스캔하는 Leica Absolute Tracker ATS600 다이렉트 스캐닝 레이저 트래커를 사용하는 것입니다.
 
At 576 metres in diameter, the RATAN-600 telescope boasts 895 individual radio reflectors around its circumferenceATS600의 다이렉트 스캐닝 기능으로 이 작업을 최소한의 시간으로 완료할 수 있었고, 트래커는 중앙에 배치하여 먼 거리의 미러에서 직접 측정이 가능했습니다. 이처럼 측정이 어렵기로 유명한 반사 표면의 경우에도 ATS600은 필요한 정확도 공차 내에서 메인 미러를 빠르게 스캔하는 데 아무런 문제가 없었습니다.

사례 연구: 러시아 체르케스카야 RATAN-600

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