रेडियो दूरवीक्षण यन्त्र

रेडियो दूरवीक्षण यन्त्र खगोल विज्ञानमा प्रयोग हुने एक प्रकारको दिशा-निर्भर रेडियो एन्टेना हो जसले एकै साथ कृत्रिम उपग्रहहरू र अन्तरिक्ष-खोजी यानहरूबाट तथ्याङ्क सङ्कलन गर्दछ। यस्ता यन्त्रहरू विद्युत चुम्बकीय वर्णपट रेडियो तरङ्गमा उपयोगी हुने र रेडियो स्रोतहरूमा आधारित तथ्याङ्क सङ्कलन र पहिचान गर्न सक्ने भएकाले ज्योतिर्वैज्ञानिक प्रयोगको सन्दर्भमा यस्ता यन्त्रहरू अप्टिकल दूरवीनहरू भन्दा फरक हुन्छन्। सामान्यतया रेडियो दूरवीक्षण यन्त्र वृहत् परावृत्तीय एन्टेना (डिस एन्टेना जस्तै) हो जसले एकल वा क्रमिक रूपमा भित्र काम गर्दछ। रेडियो उपकरणहरूलाई टेलिभिजन, राडार र अन्य विद्युत चुम्बकीय उपकरणहरूको प्रभावबाट मुक्त पार्नका लागि बस्तीहरूबाट धेरै टाढा प्रयोगशालाहरूमा स्थापना गरिएको हुन्छ। रेडियो दूरवीक्षण यन्त्रहरूलाई अन्य अप्टिकल प्रभावहरूबाट जोगाउनका लागि पहाडको टुप्पोमा वा भवनहरूको छतमा पनि राखिएको हुन्छ। तथापि, इएमआईबाट बच्नका लागि विशाल समतल उपत्यकाहरूमा रेडियो दूरवीक्षण यन्त्रहरू स्थापना गर्नुपर्दछ।

पार्क्स प्रयोगशालामा रहेको ६४ मिटर लामो रेडियो दूरवीक्षण यन्त्रलाई सन् १९६९ मा अपोलो ११ बाट प्रत्यक्ष टेलिभिजन भिडियो प्राप्त गर्न प्रयोग गरिएको थियो।

युटिआर-२ कम आवृत्ति रेडियो दूरवीक्षण यन्त्र, युक्रेनको खार्किभमा रहेको एक एन्टेना

गठन

रेडियो दूरवीक्षण यन्त्रले ब्रह्माण्डका विभिन्न पक्षबाट आउने रेडियो तरङ्गको शक्ति मापन गर्न सक्छ र जसले गर्दा त्यसको दिशा निर्धारण गर्न सकिन्छ। यसमा तीन मुख्य भागहरू हुन्छन् जसमध्ये एकले अर्कोको पूरक रूपमा काम गर्दछ। जुन यस प्रकार छन्;

• एक वृहत् परावर्तन सतह; यसको काम बिन्दुबाट विकिरण सङ्कलन गर्नु र यसलाई सार्नु हो।

• विद्युतीय उपभोक्ता उपकरण; यसको काम आर्जित रेडियो सङ्केतहरूलाई बढावा दिनु हो।

• सूचना प्रदर्शन यन्त्र; यसले वैज्ञानिकहरूले बुझ्ने भाषामा संवर्धित तथ्याङ्क प्रदर्शन गर्दछ।

आधारभूत कार्य सिद्धान्तहरू

यस उपकरणको आधारभूत कार्य सिद्धान्त दृश्य तरङ्गलम्बाइमा प्रयोग गरिएको प्रतिफलन दूरवीक्षण यन्त्रसँग मिल्दोजुल्दो हुन्छ। रेडियो वा दृश्यमान अवरोही तरङ्ग एक सिद्ध दर्पणद्वारा अवरोधित हुन्छ र एक सामान्य सम्मिलित बिन्दुमा मिल्न आउँछ। यस मामिलामा प्रतिफलन सतह र प्रतिबिम्बित तरङ्गको तरङ्गलम्बाइ एकदम महत्वपूर्ण हुन्छ। रेडियो तरङ्गहरू त्यहाँबाट प्रतिबिम्बित भई पछि अभिमुखीकरणको बिन्दुमा उही अवस्थामा मेल खानका लागि परावर्तन सतहको आकार सही ढङ्गबाट स्थापित गरेको हुनुपर्दछ। यसको लागि प्रतिबिम्बको बिन्दुबाट अभिसरण बिन्दुसम्म मार्गको लम्बाइ सतहमा विभिन्न बिन्दुहरूमा समान हुनुपर्दछ। तथापि, प्रतिबिम्ब सतहलाई अण्डाकार आकारमा घुमाएर यो अवस्था सजिलैसँग पूरा गर्न सकिन्छ। त्यसैले आधुनिक रेडियो दूरवीक्षण यन्त्रको परावर्तन सतह र डिसको आकार घुमाउरो हुन्छ। यसका साथै यस्तो दूरवीक्षण यन्त्रमा तरङ्ग टिप्नका लागि यसलाई १ मिलिमिटरदेखि ३० मिटर तरङ्गलम्बाइको बीचमा गर्नुपर्ने हुन्छ। यदि तरङ्गलम्बाइ ३० मिटरभन्दा बढी छ भने आयनोस्फियरमा अवशोषण हुन्छ र १ मिलिमिटरभन्दा कम भएमा यसको तरङ्ग वायुमण्डलमा पानी, कार्बनडाइअक्साइड र ओजोनले अवशोषित हुन्छ।

यसरी रेडियो तरङ्गहरू सम्मिलित बिन्दुमा जोडिने भए तापनि तिनीहरू सामान्यतया धेरै कमजोर हुन्छन्। तिनीहरूलाई अवलोकनको लागि उपयुक्त बनाउन तिनीहरूलाई विस्तार गर्नुपर्ने हुन्छ। सुरुमा परावर्तित र सम्मिलित विन्दुमा एकत्रित रेडियो तरङ्ग सङ्केतक सम्मिलित विन्दुमा १० देखि १,००० पटकसम्म संवर्धित हुन्छ। यी संवर्धित तरङ्गहरू तिनीहरूको सानो तरङ्गहरूमा परिवर्तन हुन्छन् जसलाई मध्यवर्ती तरङ्ग भनिन्छ। यो मध्यवर्ती तरङ्ग तारको माध्यमबाट नजिकको बिन्दुबाट दूरवीक्षण नियन्त्रण कक्षमा सजिलै पठाउन सकिन्छ। यहाँ मध्यवर्ती आवृत्तिमा थप स्पष्टता आओस् भनेर यसलाई थप वृद्धि गरिएको। यो स्पष्ट आवृत्ति सही तरिकाले प्रदर्शित गरिएको खण्डमा खगोलशास्त्रीहरूले अवलोकन कार्यको लागि उच्चतम उपयोगिता प्राप्त गर्न सक्दछन्।

इतिहास

कार्ल गाथ जान्स्कीले खगोलीय रेडियो स्रोतहरू पहिचान गर्न प्रयोग गरिने पहिलो रेडियो एन्टेनाको निर्माण गरेका थिए। बेल टेलिफोन प्रयोगशालामा कार्यरत यी इन्जिनियरले सन् १९३१ मा यस्तो प्रकारको एन्टेनाको निर्माण गरेका थिए। जान्स्कीको जिम्मेवारी वायरलेस टेलिफोन सेवा अवरुद्ध गर्ने यस्ता स्थिर तरङ्गहरूको स्रोत पहिचान गर्नु थियो। उनको एन्टेना २०.५ मेगाहर्ज र १४.६ मिटर तरङ्गलम्बाइमा छोटो तरङ्ग रेडियो सङ्केत प्राप्त गर्न सक्षम हुने गरी बनाइएको थियो। चारै दिशामा घुमाउन सकिने टेबलमा यस्तो एन्टेनालाई स्थापना गरिएकाले यसलाई आवश्यकता अनुसार कुनै पनि दिशामा घुमाउन सकिन्थ्यो। त्यसैले यो उपकरणको नाम "जान्स्कीको मेरी-गो-राउन्ड" राखिएको थियो। यसको व्यास लगभग १०० फिट (३० मिटर) र लम्बाई २० फिट (६ मिटर) थियो। यसलाई चार वटा फोर्ड मोडेल–टी टायरमार्फत कुनै पनि दिशामा घुमाउन सकिन्छ। यसरी निश्चित रेडियो स्रोतको दिशा वरिपरि घुमाएर यसको सङ्केतलाई निर्धारण गर्न सकिन्छ। एन्टेनाको एक छेउमा एनालग पेपर–पेन प्रणाली थियो जसमार्फत तथ्याङ्क भण्डारण गर्न सकिन्थ्यो। महिनौँसम्म विभिन्न दिशाहरूबाट रेडियो सङ्केतहरू प्राप्त गरि सङ्कलन गरेपछि जान्स्कीले तिनीहरूलाई तीन स्थिर तरङ्गहरूमा विभाजन गरेका थिए।