Comment convertir une antenne parabolique en radiotélescope

Si vous vous retrouvez avec une vieille antenne de communication par satellite de 30 mètres, que devez-vous en faire ? Une option consiste à le convertir en radiotélescope, ce qui est exactement ce que les astronomes de l'Université de technologie d'Auckland en Nouvelle-Zélande ont fait avec une vieille parabole qui traîne dans l'extrême nord du pays.

Alors, que devez-vous faire exactement pour convertir une antenne de communication en radiotélescope ? Aujourd'hui, Lewis Woodburn de l'Université de technologie d'Auckland et quelques amis répondent à cette question en détaillant le processus qu'ils ont suivi pour effectuer la conversion.

L'ancienne antenne parabolique en question a été construite en 1984 pour le bureau de poste néo-zélandais et transférée à Telecom New Zealand en 1987. En 2010, l'antenne parabolique était devenue obsolète et la société a arrêté la maintenance avec l'intention de la démolir. C'est alors que l'Université de technologie d'Auckland est intervenue.

Ce dont ils ont hérité était bien loin d'un radiotélescope à la pointe de la technologie. Le plat est situé près d'un canton reculé à l'extrême nord de l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande. Étant à seulement cinq kilomètres de la mer, la corrosion par le sel était un problème important, en particulier compte tenu du manque d'entretien récent.

La première tâche de l'équipe a donc été de nettoyer la vaisselle et de remplacer les boulons et l'équipement rouillés. En particulier, les moteurs qui déplacent la parabole étaient devenus rouillés et de toute façon étaient vieux et inefficaces.

De plus, le mécanisme de pointage de la parabole ne permettait à la parabole de parcourir que ±170° par rapport aux ±270° requis pour la radioastronomie. Ainsi, les câbles d'alimentation et la chaîne en métal qui faisaient toute cette direction ont également dû être remplacés par des plus longs pour permettre ce mouvement supplémentaire. La parabole nécessitait également de nouveaux circuits d'arrêt d'urgence pour empêcher la parabole de dépasser ses limites mécaniques.

Ensuite, l'équipe a examiné le système de contrôle de la parabole. À l'origine, l'antenne avait une paire de gros moteurs à induction pour l'orientation et un ensemble de petits servomoteurs à courant continu avec un engrenage supplémentaire pour suivre les petits mouvements quotidiens des satellites géostationnaires. L'équipe a remplacé les deux ensembles de moteurs par un seul ensemble de servomoteurs à courant continu avec des encodeurs à arbre optique qui fonctionnent à la fois pour l'orientation et le suivi.

L'un des défis auxquels ils ont été confrontés a été de concevoir un système de contrôle sans une connaissance détaillée des caractéristiques mécaniques de l'antenne, telles que sa rigidité, son inertie, les charges de vent, etc. Cependant, les tests de remise en service ont montré que le système était stable avec une précision d'asservissement supérieure à un millidegré dans des conditions de vent léger, selon Woodburn and co. Et ils disent qu'il y a une marge suffisante pour améliorer les performances par temps de rafales, si nécessaire.

L'équipe a également utilisé un scanner laser pour cartographier la forme de la surface du réflecteur. Toute déformation importante pourrait avoir une influence significative sur la précision de l'instrument. La forme est globalement satisfaisante. Cependant, le résultat du traitement des données a révélé une déformation gravitationnelle notable de l'antenne, selon Woodburn and co. Ils disent que c'est le résultat de l'élévation verticale requise pour faire la cartographie qui place la parabole à un angle de seulement six degrés.

Connaître la forme exacte devrait permettre aux astronomes de tenir compte de toute déformation gravitationnelle. Cependant, cela les oblige à déterminer comment la déformation change avec l'élévation de la parabole, ce sur quoi l'équipe travaille actuellement.

Enfin, ils ont équipé la parabole des instruments nécessaires pour détecter les ondes radio de l'espace. La parabole a un guide d'ondes qui envoie le signal dans le bâtiment sous le télescope. Dans cette zone se trouve un nouveau récepteur conçu pour correspondre à celui du radiotélescope de Jodrell Bank au Royaume-Uni, ainsi que divers autres éléments tels qu'un système d'enregistrement et un réseau amélioré pour transmettre des données et communiquer avec d'autres radiotélescopes lorsque ce plat fonctionne dans le cadre d'un tableau.

C'est un nouveau kit pratique qui devrait avoir un impact significatif sur le type de radioastronomie qui peut être pratiquée en Nouvelle-Zélande. L'équipe envisage que l'antenne parabolique fonctionnera à la fois comme un instrument autonome et également avec d'autres antennes paraboliques dans le cadre d'un interféromètre radio, bien qu'une certaine mise à niveau soit encore nécessaire. Cette antenne de 30 m ajoute considérablement aux capacités de la Nouvelle-Zélande en radioastronomie avec une grande surface et est un instrument très sensible capable de travailler sur une seule parabole, selon Woodburn and co.

Incidemment, la parabole néo-zélandaise n'est en aucun cas la seule antenne de communication par satellite convertie pour la radioastronomie. Plusieurs plats de taille similaire ont été transformés en Australie, au Japon et en Afrique.

Incroyable ce qu'on peut faire avec un vieux morceau de métal prévu pour la démolition !

Réf : arxiv.org/abs/1407.3346 : Conversion de l'antenne de télécommunication de 30 m de la Nouvelle-Zélande en un radiotélescope

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