Ottiche
La scelta progettuale delle ottiche di SRT è stata fatta cercando di ottenere il maggior numero di posizioni focali nello spazio disponibile. L’avere a disposizione molti fuochi operativi permette infatti una maggiore libertà nella scelta dei ricevitori da utilizzare. Sono previste tre aree operative, per un totale di sei posizioni focali:
- Fuoco primario : F1
- Fuoco Gregoriano : F2
- Beam Wave Guide : 2xF3 , 2xF4
Riepilogo delle posizioni focali
Fuoco Primario
La configurazione Gregoriana consente di accedere al fuoco dello specchio parabolico senza dover spostare lo specchio secondario. Per poter utilizzare questo fuoco il progetto dell'antenna prevede un posizionatore mobile, ancorato all'apice del quadrupode, dotato di quattro scatole per l'installazione degli illuminatori (feeds) da un minimo di 500 kg complessivi Il posizionatore è costituito da una struttura ruotante attorno a uno degli assi trasversali del sub-riflettore. Questa, una volta estesa, porterà i feeds davanti allo specchio secondario, presso il fuoco primario. A quel punto, tramite il movimento di traslazione lungo lo stesso asse di rotazione, sarà possibile scegliere con quale feed osservare e, tramite il movimento lungo l'asse z , sarà possibile matenenere la posizione focale ottimale. La lunghezza focale dello specchio primario è di circa 21 metri, ne risulta un rapporto
F1/D ≈ 0.33
Le frequenze per le quali è previsto l’utilizzo di questo fuoco vanno da 0.3 a 22 GHz. E’ inoltre possibile la coppia di frequenze simultanee di 8 GHz e 2 GHz attraverso un sistema coassiale, utilizzata principalmente per osservazioni a scopi geodinamici.
Fuoco Gregoriano
Con il posizionatore in primo fuoco retratto, sarà possibile utilizzare il sub-riflettore, posto a circa 24 metri dal vertice dello specchio primario, e osservare in fuoco gregoriano (che si trova circa 3.5 metri sopra al vertice del riflettore). Presso questo fuoco è prevista una struttura di osservazione che alloggerà al piano più alto un sistema cilindrico rotante, in grado di supportare fino a 8 sistemi riceventi. Come mostrato nell' animazione, attraverso la rotazione attorno all' asse del cilindro, sarà possibile selezionare il feed da porre in corrispondenza dell'area focale. Lo specchio secondario, in virtù della sua geometria ellittica, realizza un ingrandimento i2 che dipende dal rapporto tra la sua focale e la sua distanza dal primo fuoco (circa 20 metri e 3 metri rispettivamente, in questo caso). Il calcolo della focale complessiva si effettua quindi nel modo seguente :
Ne risulta un rapporto F2 / D ≈ 2.34
Si prevede di utilizzare questo fuoco per osservazioni nell’intervallo da 7.5 a 100 GHz.
Fuochi Beam Wave Guide
L'alloggiamento del fuoco gregoriano e dei fuochi BWG è costituito da una struttura a tre piani, che prevede al piano più alto la strumentazione per le osservazioni in fuoco gregoriano (cilindro ruotante) e ai piani inferiori una combinazione di cinque specchi "quasi ellittici" (configurazione shaped) : uno mobile in posizione centrale e gli altri quattro fissi, suddivisi in due coppie omologhe, posti al di sopra. I cinque specchi sono così denominati:
- M3 : in posizione centrale, rivolto verso l'alto, riceve direttamente il fascio dal fuoco gregoriano, ha un diametro approssimativo di circa 4 metri.
- M4 A&B : sopra ad M3, sulla destra, ricevono il fascio riflesso da M3, hanno un diametro approssimativo di circa 3 metri.
- M5 A&B : sopra ad M3, sulla sinistra, ricevono il fascio riflesso da M3, hanno un diametro approssimativo di circa 3 metri.
Nonostante gli specchi ellittici abbiano dimensioni molto simili, i raggi di curvatura e le eccentricità sono differenti e studiati in modo da offrire posizioni focali differenti (una più lunga per la coppia M5 e una più corta per la coppia M4). Il posizionatore gregoriano prevede una posizione di "by pass" attraverso la quale il fascio di radiazione potrà inserirsi nel BWG, raggiungendo il terzo specchio ellittico (M3), posto a circa 7 metri di distanza dal fuoco F2. Il fuoco di M3 non verrà usato per le osservazioni, infatti questo specchio è installato su un supporto che ne consente la rotazione, mediante il quale potrà "guardare" gli altri quattro specchi, fissi e appositamente inclinati, installati sopra ad M3. Naturalmente lo specchio M3 potrà intercettare un solo specchio per volta. Come già accennato i quattro specchi si possono suddividere in due coppie omologhe di specchi affiancati : M4 A&B ed M5 A&B e saranno le due coppie di fuochi risultanti ad essere utilizzate per le osservazioni. Il BWG è stato progettato in modo che le focali di questi quattro specchi risultino tutte parallele all'asse ottico principale. Per calcolare la focale complessiva di ciascuna coppia occorre calcolare l'ingrandimento i3 operato da M3 e quindi l'ingrandimento operato dallo specchio successivo che si andrà ad utilizzare. In particolare, qualora si vogliano utilizzare i fuochi della coppia M4 (focale pari a 3.6 metri) si ottiene :
Ne risulta un rapporto F3/D ≈ 1.38.
Qualora invece si vogliano utilizzare i fuochi della coppia M5 (focale pari a 7 metri, i fuochi si trovano sotto all'asse di elevazione), si ottiene :
Ne risulta un rapporto F4/D ≈ 2.81.
BWG I e II
Attualmente le frequenze previste per questa struttura vanno da 4.3 a 7.5 GHz, tuttavia lo spazio disponibile consente l'utilizzo di frequenze fino a 1.4 GHz. L'accuratezza superficiale di questi specchi (0.3 mm rms) assieme all'accuratezza degli specchi primario e secondario, consentono l'uso del BWG fino a 32 GHz.
Specifiche dei Servosistemi
| Movimento in azimuth | Unità | Valore | |
|---|---|---|---|
Cinematica |
Escursione |
(°) |
-93÷453 |
Velocità angolare |
(°/sec) |
0.85 |
|
Accelerazione angolare |
(°/sec2) |
0.425 |
|
Configurazione |
Numero di ruote |
|
16 |
Ruote motrici |
|
8 |
|
Motori per ruota motrice |
|
1 |
|
Rotaia |
Diametro |
(m) |
40.063 |
| Movimento in elevazione | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(°) |
3÷92 |
Velocità angolare |
(°/sec) |
0.50 |
|
Accelerazione angolare |
(°/sec2) |
0.25 |
|
| Movimento Sub-riflettore | Unità | Valore | |
|---|---|---|---|
Cinematica |
Escursione asse x |
(mm) |
±140 |
Escursione asse y |
(mm) |
±140 |
|
Escursione asse z |
(mm) |
±140 |
|
Velocità massima |
(mm/sec) |
10 |
|
Accelerazione massima |
(mm/sec2) |
20 |
|
| Movimento in Fuoco Primario | |||
|---|---|---|---|
| Asse di rotazione teta | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(°) |
-1÷77 |
Velocità angolare |
(°/sec) |
0.4 |
|
Accelerazione angolare |
(°/sec2) |
0.2 |
|
| Asse di traslazione X | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(mm) |
±1500 |
Velocità |
(mm/sec) |
40 |
|
Accelerazione |
(mm/sec2) |
20 |
|
| Asse di traslazione Z | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(mm) |
+60÷-210 |
Velocità |
(mm/sec) |
5 |
|
Accelerazione |
(mm/sec2) |
5 |
|
| Gregorian Feed Rotator e Beam Wave Guide Rotator | |||
|---|---|---|---|
| Movimento Gregorian Feed Rotator | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(°) |
300 |
Velocità angolare |
(°/sec) |
3.5 |
|
Accelerazione angolare |
(°/sec2) |
2 |
|
| Movimento Beam Wave Guide Rotator | Unità | Valore | |
Cinematica |
Escursione |
(°) |
360 |
Velocità angolare |
(°/sec) |
3 |
|
Accelerazione angolare |
(°/sec2) |
1.5 |
|