Alinhamento e inspeção do maior radiotelescópio do mundo

O RATAN-600 (uma sigla para “Academy of Sciences Radio Telescope - 600", ou radiotelescópio da academia de ciências - 600) é um radiotelescópio instalado em Zelenchukskaya, na República de Karachay-Cherkess, na Rússia. O equipamento é composto por um círculo de 576 metros de diâmetro com 895 refletores de rádio retangulares e um conjunto de refletores e receptores secundários baseados em uma altitude de 970 metros. O RATAN-600 é operado pela Academia Russa de Ciências.

Cada um dos refletores de 2 por 7,4 metros pode ser inclinado para refletir as ondas de rádio de entrada em direção a um espelho secundário cônico central ou a um dos cinco cilindros parabólicos. Cada refletor secundário é combinado com uma cabine de instrumentação contendo vários receptores e instrumentos.

O efeito geral é o de uma antena parcialmente manobrável com um poder de resolução máximo de um prato de quase 600 metros de diâmetro ao usar o receptor cônico central, tornando-o o radiotelescópio individual de maior diâmetro do mundo.

Engenheiros da Promgeodesiya Ltd. realizaram medições de teste e experimentos sobre a automação dos modos de observação, nos quais todos os elementos do telescópio (ou seja, setores do espelho principal, o espelho plano e as cabines) executariam independentemente o programa de observações definido pelo operador.

Atualmente, o processo de posicionamento é realizado pelo operador "no campo" com base em medições manuais. A posição ao longo da direção radial é determinada usando uma fita métrica em relação aos pontos de referência, e a inclinação é determinada usando um inclinômetro digital (ou um nível cilíndrico).

Para automatizar a tarefa de posicionamento das cabines, pode ser usado um sistema baseado em estação total robótica, codificadores lineares e um inclinômetro digital. Nesse sistema, a estação total resolve a tarefa de posicionar a cabine no plano, o sistema de sensores lineares a duplica, e os inclinômetros resolvem a tarefa de controlar os ângulos da cabine.

As medições foram feitas com uma estação total a laser Leica TDRA6000, que foi posicionada na própria cabine e em uma base estável perto da cabine. A estação total foi posicionada a partir da cabine por meio de defletores em um trilho ou, em uma segunda opção, montada tanto no trilho quanto na cabine.

O posicionamento da cabine também foi testado usando um sistema de visão de máquina baseado em câmera digital com marcas codificadas. A câmera de visão de máquina é fixada na parte inferior da cabine para visualizar as marcas fixadas em um determinado pontos nos trilhos.

Uma tarefa separada foi determinar a forma da superfície do espelho principal do RATAN-600. Para observações astronômicas precisas e confiáveis, é necessário realizar o controle de forma com um erro não superior a 0,3 milímetro. Para atingir essa precisão, considerando-se o tamanho do espelho principal, foi proposto o uso de uma tecnologia de medição baseada em uma combinação de dois instrumentos. Um rastreador a laser de volume ultragrande Leica Absolute Tracker AT403 foi usado para estabelecer uma rede de referência, e um rastreador a laser de varredura direta Leica Absolute Tracker ATS600, para fazer a varredura da superfície do espelho principal.

A funcionalidade de varredura direta do ATS600 permitiu que essa tarefa fosse concluída em um tempo mínimo, com o rastreador posicionado centralmente e capaz de fazer medições diretas do espelho distante. Mesmo com a medição de uma superfície espelhada notoriamente desafiadora, o ATS600 não teve problemas em realizar rapidamente a varredura do espelho principal dentro da tolerância de precisão exigida.