InfoNu.nl > Wetenschap > Sterrenkunde > De radiotelescoop SKA of de Square kilometer Array

De radiotelescoop SKA of de Square kilometer Array

De radiotelescoop SKA of de Square kilometer Array De Square kilometer Array (SKA) is een radiotelescoop-project en staat in Australië en Zuid-Afrika. SKA is zo krachtig dat het radiogolven kan waarnemen in de ruimte die miljoenen tot miljarden lichtjaren van de aarde verwijderd zijn. De SKA gaat onderzoek doen naar het ontstaan van sterrenstelsels, kosmische magnetisme en mogelijk meer leven in de ruimte.

Wat is SKA

De Ska Kilometre Array (SKA) zal ’s werelds grootste en meest gevoelige radiotelescoop worden wanneer de bouw voltooid is. Een internationale radiotelescoop met duizenden receptoren aan elkaar gekoppeld, in een ruimte van één vierkante kilometer, waardoor SKA de meest krachtige en gevoelige radiotelescoop is, welke ooit is gebouwd. De omvang van de SKA is een grote stap vooruit in het onderzoek naar radiogolven in de ruimte. In totaal zijn meer dan driehonderdvijftig wetenschappers en ingenieurs uit achttien landen afkomstig, bezig met het project. De landen die lid zijn van de SKA-organisatie zijn Australië, Canada, China, Duitsland (per 30 juni 2015 is Duitsland gestopt met haar inbreng), India, Italië, Nieuw-Zeeland, Zuid-Afrika, Zweden, Nederland en het Verenigd Koninkrijk. In het Verenigd Koninkrijk staat het hoofdkantoor van de SKA-organisatie, bij Manchester in de omgeving. De SKA-organisatie werd in 2010 opgericht en SKA zal in 2024 voltooid moeten zijn.

Voorlopers

De eerste handeling van SKA is dat er begonnen is met voorlopers van SKA in Zuid-Afrika en Australië. In die eerste fase komen er ongeveer 200 parabolische antennes of schotels in Zuid-Afrika, die lijken op een satellietschotel en het frequentiebereik halen van 350 Megahertz tot 14 Gigahertz en in Australië komen meer dan 100.000 dipoolantennes, die lijken op tv-antennes om het frequentiebereik te dekken van 50 tot 350 Megahertz. De Australische SKA-voorloper is de ASKAP (Australian SKA Pathfinder) en in Zuid-Afrika, de MeerKAT-telescoop. In 2013 komen daar bij: de DVA-1 in Canada, DVA-C in China en de MeerKAT-1 in Zuid-Afrika.

Nederlandse deelname

ASTRON (Netherlands Institute for Radio Astronomy) is zeer betrokken bij het project SKA en leidt de Nederlandse deelname aan de SKA. Denk aan de:
  • De Dwingeloo telescoop.
  • De Westerbork radiotelescopen.
  • De LOFAR telescoop.

Astron leidt twee grote Nederlandse bijdragen aan het SKA project, namelijk:
  • het Low Frequency Aperture Array (LFAA), dat voortbouwt op de ervaringen met de LOFAR-telescoop en bestaat uit een set van antennes in het frequentiegebied van 50 Megahertz tot 350 Megahertz (de lange golflengtes). Het is de bedoeling dat de LFAA het ontstaan van de oerknal zal verkennen.
  • het Mid Frequency Aperture Array (MFAA). Astronomen bij ASTRON, de Universiteit van Amsterdam, Groningen, Leiden, Nijmegen en het Joint Institute for VLBI in Europa (Very-long-baseline interferometry) zijn actieve leden van de SKA Science Working Groups. Het onderdeel JIVE, van het VLBI is bij Astron in Dwingeloo gehuisvest.

De technische kant van SKA

Naast het Low Frequency Array Aperture (LFAA) en het Mid Frequency Aperture Array (MFAA), bestaat het technische gedeelte van SKA uit:

Science Data Processor (SDP)

De enorme hoeveelheden informatie van de telescoop wordt beheerd door de ‘wetenschapgegevens’ processor (de Science Data Processor). De datasnelheden zijn hoger dan van het wereldwijde internetverkeer.

Het ‘Signal en Data Transport’ (SADT)
Om alle antennes van SKA met elkaar te laten samenwerken, worden ze verbonden door lange glasvezelkabels. De kabels komen bijeen in een netwerkcentrum waar supercomputers alle inkomende gegevens verwerken. De activiteiten van de laatste twee (SDP en SADT) worden grotendeels gesubsidieerd door het DOME-project, een samenwerking tussen ASTRON en IBM Research Zürich.

Central Signal Processor (CSP)

Het ‘Central Signal Processor’ is het ‘brein’ van de SKA. Het zet astronomische signalen om in belangrijke informatie die nodig is voor de Science Data Processor (SDP). De CSP is de centrale verwerkingseenheid en doet onder ander ook het onderhoud en de exploitatie van het systeem.

Telescoop Manager (TM)

De Telescoop Manager van het project SKA heeft alle hardware en software voor het te plannen van de telescoop operaties. De TM biedt toegang tot de software voor afgelegen gebieden, om overdracht van gegevens en de plaatselijke controle te geven.

De Wideband Single Pixel Feeds (WBSPF)

De WBSPF zijn hoogstaande instrumenten die dekking leveren voor een deel van SKA en wordt door een breedband spectrum gevoed met vele pixels. De WBSPF kan meerdere frequentiegebieden beslaan en wil nog sterk uitbreiden in het frequentiebereik om radioastronomie ontvanger systemen te bereiken. Wetenschappers van de Rurh-Universität Bochum presenteerden in oktober 2015, de grootste astrofoto ooit gemaakt.

De ‘Dish’

Het Dish samenwerkingsverband (DSH) is nodig voor de voorbereiding van SKA. Het doel van de Dish-structuur is om ontwerpen te leveren voor de fase SKA-1 en SKA-2. Prototypes van antennes zijn onder andere de Dish Verification Antenne (DVA-1) in Canada, DVA-C in China, samen met twee andere ontwerpen (in Canada en Nederland) en de MeerKAT-1 in Zuid-Afrika. De Australische SKA Pathfinder heeft zesendertig antennes en de MeerKAT bestaat uit vierenzestig schotels.

Infrastructuur

Infrastructuur (infra) voor de SKA betreft het beheer van lokale sites in Australië en Afrika. Twee sites, een in Zuid-Afrika en een in Australië, hebben de taak om alle SKA-infrastructuur te verzorgen waaronder werkzaamheden, zoals wegen, gebouwen, distributie, energie-opwekking, netwerken, voertuigen, kranen en gespecialiseerde apparatuur, milieu en veiligheid.

Assemblage, integratie en verificatie (AIV)

De groep, integratie en verificatie, zet alle activiteiten op de site. Zoals de bestaande werkzaamheden en de nieuwe vorderingen van SKA.

Welke tests gaat SKA o.a. uitvoeren

Naast de kosmologische metingen kunnen veel bestaande misschien. Bijvoorbeeld vragen als:
  • hoe evalueren sterrenstelsels en wat is donkere energie,
  • klopt de zwaartekrachttheorie van Albert Einstein,
  • hoe is het oorspronkelijke universum ontstaan,
  • is er buitenaards leven,
  • hoe zit het met de energie uit de kosmos.

Sterrenstelsels en donkere energie

De gevoeligheid van de SKA zal miljarden sterrenstelsels in kaart brengen en de donkere energie. Heeft de uitbreiding van heelal hier iets mee te maken?

De Einsteinsrelativiteitstheorie of zwaartekracht

Door pulsars (zeldzame, compacte sterren die radiogolven uitzenden en snel om hun as draaien), zwarte gaten en de kosmische gravitatiegolf (zwaartekrachtgolven), te detecteren en zo Einsteins theorie die al bijna 100 jaar staat, te testen.

Bron: Ant Schinckel, CSIRO., Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Bron: Ant Schinckel, CSIRO., Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
Oorspronkelijk universum
Door de distributie van het oorspronkelijk gas te observeren, is de SKA in staat om de oerknal en de evolutie te observeren.

Zoeken naar buitenaards leven

Zal de SKA misschien kunnen detecteren of er meer leven is in het heelal?

De fundamentele kosmologie testen

De kosmische magneetvelden is een belangrijk gedeelte van de ruimte. De SKA kan dit onderzoeken door gebruik te maken van driedimensionale kaarten en het in kaart brengen van de effecten van kosmisch magnetisme en de rol op het ontwikkelde heelal. De kosmische magneetvelden hebben hoge energieën en komen waarschijnlijk van buiten ons melkwegstelsel.

Waar moet het staan

Het idee voor SKA kwam in 1991 en een internationale werkgroep werd opgezet in 1993. De huidige SKA-organisatie werd opgericht in 2011. Een definitieve keuze voor de locatie van SKA werd in 2012 gemaakt en zijn Zuid-Afrika en Australië geworden. De SKA-ontwikkeling bestaat uit twee fases en zal vanaf de tweede fase een frequentiedekking hebben van 50 Megahertz tot 14 Gigahertz waarvan het de bedoeling is om een frequentiebereik te creëren tot 30 Gigahertz. In fase 1 (SKA 1) komen 200 MeerKAT-antennes in Zuid-Afrika en 100.00 dipoolantennes in Australië. Een tweede bouwfase (SKA 2) moet in 2024 voltooid zijn, waarin het aantal antennes en schotels fors zal toenemen en bovendien waarnemingen op hogere frequenties mogelijk gemaakt worden.
© 2015 - 2019 Rieja, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Veertien telescopen in Westerbork en Lofar-telescopenVeertien telescopen in Westerbork en Lofar-telescopenRadiostraling uit het heelal wordt wereldwijd opgevangen door telescopen. Dit is radiostraling die uitgezonden wordt doo…
De Alma telescoop, verder kijken dan ooit!De Alma telescoop, verder kijken dan ooit!Des te groter een telescoop is, des te verder kunnen we kijken. Dat is op zich waar, maar de fysische eigenschappen van…
Hoe bepaal je de vergroting van een telescoop?Hoe bepaal je de vergroting van een telescoop?Om vast te stellen welke vergroting een telescoop geeft is een aantal waardes nodig, namelijk de brandpuntsafstanden van…
Bronnen en referenties

Reageer op het artikel "De radiotelescoop SKA of de Square kilometer Array"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Rieja
Laatste update: 18-11-2018
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Sterrenkunde
Bronnen en referenties: 9
Schrijf mee!