Alignement et contrôle du plus grand radiotélescope au monde

Le RATAN-600 (acronyme de « Radiotélescope de l’Académie des sciences – 600 ») est un radiotélescope installé à Zelenchuksky, dans la République des Karatchaï-Tcherkesses, en Russie Situé à une altitude de 970 mètres, c’est un cercle d’un diamètre de 576 mètres, constitué de 895 réflecteurs radio rectangulaires, et un ensemble de récepteurs et de réflecteurs secondaires. Le RATAN-600 est exploité par l’Académie russe des sciences.

Chacun des réflecteurs de 2 x 7,4 mètres peut être incliné pour réfléchir les ondes radio incidentes vers un miroir secondaire conique central ou vers l’un des cinq cylindres paraboliques. Chaque réflecteur secondaire  est associé à une cabine de commande contenant  divers récepteurs et instruments.

L’ensemble agit comme une antenne partiellement manœuvrable d’une résolution maximale que peut offrir une parabole d’environ 600 mètres de diamètre, en cas d’utilisation du récepteur conique central. Cette structure constitue le radiotélescope individuel ayant le plus grand diamètre au monde.

Les ingénieurs de Promgeodesiya Ltd ont effectué des mesures d’essai et des expériences concernant l’automatisation des modes d’observation. Dans ce cadre, tous les éléments du télescope (secteurs du miroir principal, du miroir plat et postes) ont exécuté indépendamment les observations programmées par l’opérateur.

Le positionnement est actuellement réalisé par un opérateur « sur le terrain » à l’aide de mesures manuelles. La position dans la direction radiale est déterminée avec un mètre ruban par rapport à des points de référence, et l’inclinaison est mesurée avec un inclinomètre numérique (ou un niveau cylindrique).

Pour automatiser le positionnement des postes, on peut utiliser un système comprenant une station totale robotisée, des codeurs linéaires et un inclinomètre numérique. La station totale positionne la cabine dans le plan, le système de capteurs linéaires le réplique et les inclinomètres contrôlent les angles de la cabine.

Les mesures ont été réalisées avec une station totale laser Leica TDRA6000, placée sur la cabine et sur un support stable à côté d’elle. La station totale a été positionnée par rapport à la cabine avec des déflecteurs sur un rail et, alternativement, montée sur le rail et la cabine.

Le positionnement de la cabine a également été testé avec un système de vision numérique à caméra, comprenant des repères codés. La caméra de vision était fixée à la partie inférieure de la cabine pour visualiser les repères fixés à un certain intervalle du rail.

Une autre tâche consistait à déterminer la forme de la surface du miroir principal du RATAN-600. Pour réaliser des observations astronomiques précises et fiables, il est nécessaire de vérifier la forme avec une erreur limitée à 0,3 millimètre. Pour obtenir cette précision compte tenu de la taille du miroir principal, il a été suggéré d’utiliser une technologie de mesure basée sur la combinaison de deux instruments, à savoir un laser tracker Leica Absolute Tracker AT403, à très grand volume de travail, et un laser tracker 
à numérisation directe Leica Absolute Tracker ATS600. Le premier a été utilisé pour établir un réseau de référence, le deuxième pour numériser la surface du miroir principal.

La fonction de numérisation directe de l’ATS600 a permis de travailler rapidement, le laser tracker étant positionné de façon centrale et capable d’effectuer des mesures directes à partir du miroir distant. L’ATS600 a numérisé rapidement le miroir principal avec la tolérance de précision exigée, en dépit de la surface réfléchissante qui représente un défi métrologique.