När världens största radioteleskop byggs om några år kommer teknik från Chalmers finnas i hundratals känsliga, rymdriktade antenner i Sydafrika. Nu passeras en milstolpe för Sveriges största bidrag hittills till projektet SKA, ett toppmodernt matarhorn som utvecklats i Onsala och Göteborg och som nu levererats till Kanada för testning.
Det känsliga matarhornet – men en öppning på nästan en meter i diameter – ska hjälpa astronomer berätta universums historia. Den byggdes vid Onsala rymdobservatorium men ska nu testas i Kanada. Om några år byggs radioteleskopet Square Kilometre Array (SKA) i Sydafrika och Australien. Sedan 2012 representeras Sverige i projektets konstruktionsfas av Onsala rymdobservatorium.
Teleskopets sydafrikanska del ska består av hundratals 15-meter breda parabolantenner i den avlägsna Karoo-öknen. Nu världen över pågår ett intensivt arbete för att utveckla och testa teleskopets olika delar.
Antenner, matarhorn och mottagare behövs alla för att fånga upp radiovågor från världsalltet. SKA väntas kunna göra mätningar som överträffar alla dagens radioteleskop. Med SKA hoppas astronomer bland annat kunna kartlägga hur de första galaxerna bildades för över 13 miljarder år sedan.
– Matarhornet är vårt hittills största och viktigaste bidrag till SKA. Varje parabolantenn ska få ett sådant horn, och hornet är parabolens kanske mest centrala beståndsdel. I det förenar vi nanoteknik och precisionsinstrumentering, säger Miroslav Pantaleev, som leder arbetet med teknik för SKA i Onsala.
Det mäktiga hornet förenar storskalig maskinteknik, radiooptisk design och nanoteknik – allt för att vara maximalt känslig, men också ekonomisk att massproducera. Hornet har en så kallad quadridge-design, med fyra nockar på insidan, som utvecklats efter en design som togs fram av det sydafrikanska företaget EMSS Antennas.
Teleskopets paraboler samlar in svaga radiosignaler från rymden. Matarhornet gör tillsammans med en toppmodern förstärkare signalerna redo för att kunna analyseras av astronomer. Matarhornet ska nu testas i Kanada, på prototypantenner för SKA som byggts vid Dominion Radio Astrophysical Observatory utanför Penticton i delstaten British Columbia.
Förstärkaren har specialutvecklats för just det här projektet av göteborgsföretaget Low Noise Factory i tätt
samarbete med Onsala rymdobservatorium och Gigahertz Center vid Chalmers. Arbetet med förstärkaren
presenterades den 26 maj på konferensen International Microwave Symposium 2016 i San Francisco,
USA.
Joel Schleeh är ingenjör på Low Noise Factory.
– Förstärkaren utnyttjar nanoteknik för att förstärka radiovågorna med så lite brus som möjligt. Normalt minimeras bruset genom att kyla förstärkaren till några fåtal grader över den absoluta nollpunkten. Vår specialutvecklade förstärkare integreras direkt i hornets matare, vilket betyder att vi kan bibehålla teleskopets känslighet utan att använda någon kylning alls. För SKA kan detta innebära stora besparingar i energi, underhåll och investeringar, säger han.
Matarhornet har utvecklats för att fånga in de längsta radiovågorna som SKA:s paraboler är känsliga för: mellan 300 och 1050 MHz (0,3-1 meter våglängd; Band 1).
John Conway är föreståndare för Onsala rymdobservatorium.
– Nu när vi levererar det här matarhornet visar vi att Sverige gör skillnad i SKA-projektet. Vi lägger grunden till att nå nya insikter om vårt universum och våra ursprung i kosmos – och samtidigt öppnar upp möjligheter för spjutspetsteknik från Sverige att nå hela världen, säger han.
Mer om SKA-projektet
Mer om SKA finns att läsa på http://sweden.skatelescope.org
Projektet Square Kilometre Array (SKA) är ett internationellt samarbete för att bygga världens största radioteleskop. Det leds av SKA-organisationen med säte vid Jodrell Bank-observatoriet i Storbritannien. 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. Istället är det 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. SKA-Organisationen har 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. Observatoriet drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet och har Institutionen för rymd- och geovetenskap vid Chalmers som värdinstitution.
Mer om förstärkarna och svensk industri inom SKA-projektet
Förstärkarna för SKA Band 1 beskrivs i forksningsartikeln ”10 K Room Temperature LNA for SKA Band 1”
av Joel Schleeh (Low Noise Factory), Per-Åke Nilsson (Chalmers), Jan Grahn (Chalmers) och Niklas
Wadefalk (Low Noise Factory). Länk till artikeln
Utöver Low Noise Factory har flera andra svenska företag knutits till projektet för att studera utveckling
och masstillverkning av delar som ska ingå i SKA:s teleskop.
Kontakter
Robert Cumming, kommunikatör, Onsala rymdobservatorium, Chalmers, 031-772 5500, 070-493 31 14,
robert.cumming@chalmers.se
Miroslav Pantaleev, head of electronics laboratory, Onsala Space Observatory, Chalmers, 031 772 5555,
miroslav.pantaleev@chalmers.se
