П-400

П-400 — серия советских высокоточных радиотелескопов дальней космической связи в ДМ и СМ диапазонах волн. Дальнейшее развитие высокоточного малосерийного радиотелескопа ТНА-400. Является приёмной антенной; передающая модификация обозначается как П-400П.

П-400
Вид на радиотелескоп П-400П. Вторая площадка. Заозёрное.
Тип	радиотелескоп
Расположение	Заозёрное, Крым, Россия/Украина[1]
Координаты	45°10′13″ с. ш. 33°15′00″ в. д.HGЯO
Длины волн	радиоволны λ=2; 3,5; 4; 5; 6 см
Диаметр	32 м.
Монтировка	азимутально-угломестного типа
Купол	нет
Медиафайлы на Викискладе

Конструкция

Антенна выполнена по двухзеркальной схеме с параболическим профилем рефлектора. Каждая антенна состоит из:

• 32-метрового зеркала;
• контррефлектора;
• облучающей системы;
• волноводных трактов;
• опорно-поворотного устройства;
• электросилового привода;
• датчиков углов;
• аппаратуры наведения;
• кабин для размещения приемопередающей аппаратуры.

Конструкция зеркала включает в себя опорное основание и каркас, выполненные из стали с точностью ±10 мм, а также отражательные щиты из алюминиевых сплавов, устанавливаемые на регулировочных опорах.

Основанием опорно-поворотного устройства служит неподвижная башня-фундамент, представляющая собой железобетонное здание в виде полой усеченной двенадцатигранной пирамиды, установленное на монолитную плиту, которая обеспечивает устойчивость всей антенной системы. Электрорадиоборудование размещается внутри этой башни, а также в кабинах на вращающейся части опорно-поворотного устройства в непосредственной близости от зеркала.

Вращение антенны обеспечивается опорно-поворотным устройством башенного типа с большой базой между подшипниками вертикальной оси. Опорно-поворотное устройство азимутально-угломестного типа с пересекающимися взаимно перпендикулярными осями позволяет наводить антенну в вертикальной (угломестной) плоскости в пределах от −2 до +105° и в горизонтальной (азимутальной) плоскости ±330°.

Зеркальная система вращается относительно исполнительных осей с помощью азимутальных и угломестных электромеханических приводов с плавно изменяющимися угловыми скоростями. Приводы наведения рассчитаны на работу при скоростях ветра до 25 м/с. Управление электроприводами осуществляется по 2-канальной схеме; каждой кинематической цепи привода соответствует свой канал управления.

Система наведения антенны может функционировать в режимах:

• полуавтоматического управления по углу;
• полуавтоматического управления по скорости;
• программного управления.

Электрооборудование работает от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц.

В антенне П-400П применен коаксиально-волноводный облучатель, центральный волновод которого является излучателем сантиметрового диапазона, а наружная труба — дециметрового. В антенне П-400 используется гиперболический контррефлектор диаметром 4,5 м (~15λ), а в антенне П-400П — плоский контррефлектор малых электрических размеров (5…6 λ), размещенный в ближнем поле облучателя на расстоянии, соизмеримом с длиной волны, что позволяет при сохранении эффективного использования поверхности зеркала значительно уменьшить деформации зеркальной системы.

Канализация энергии от входа облучателя до приемных устройств в обеих антеннах осуществляется коаксиальным трактом в дециметровом диапазоне и волноводным в сантиметровом диапазоне. До передающих устройств энергия канализируется волноводами в сантиметровом и дециметровом диапазонах^[2].

Характеристики

Антенна П-400 обеспечивает одновременную работу на прием и передачу в диапазонах λ=2; 3,5; 4; 5; 6 см, а антенна П-400П — в диапазонах λ=5; 6; 32; 39 см. При λ=2 см возможна работа при удовлетворительных значениях эффективной площади и шумовой температуры^[2].

После регулировки положения отражательных щитов зеркала получена среднеквадратическая точность формирования отражающей поверхности (СКО) 0,5 мм. От воздействия гравитационных и ветровых нагрузок СКО увеличивается до 1,3 мм, что позволяет использовать антенну на радиоволнах до 2 см.

Облучающая система антенны П-400 содержит пирамидальный рупор большой электрической длины и возбудители ДМ и СМ диапазонов. В СМ диапазоне расфазировка поля в раскрыве превышает 2π, в результате чего ширина ДН постоянна в широком диапазоне частот. Это позволяет обеспечить работу от λ=30 см до λ=2 см при смене возбудителя СМ диапазона.

Антенна П-400П в Евпатории входит в число наиболее мощных передатчиков дальней космической связи в Европе^[3].

Современное состояние

Антенна П-400П в Евпатории

Украина

Предложено создание импульсного радиолокатора с минимальными капитальными вложениями на основе радиотехнических систем Национального центра управления и испытаний космических средств (АДУ-1000 (приёмная антенна) и П-400 (излучающая антенна) Украины для прогноза астероидной опасности, каталогизации космического мусора, исследования солнечной короны, околосолнечной и межпланетной плазмы, а также для радиоастрономических исследований дальнего космоса. Проектировался как альтернатива на случай неисправности радиотелескопа РТ-70^[4].

Показано, что при использовании крупногабаритных антенн АДУ-1000 и П-400 такой радиолокатор при длине волны около 30 см на высотах около 100 км обнаруживает объекты с минимальными размерами около 0,7 см.

При соответствующем дооснащении радиометра АДУ-1000 дальномерной аппаратурой, использование радиолинии АДУ-1000 — П-400 позволяет создавать трехмерные изображения пространственного профиля плотности плазмы в околосолнечном пространстве и его временного изменения, что поможет раскрыть механизмы явлений, происходящих в околосолнечной плазме^[3].

Из-за отсутствия финансирования проект не был реализован. В ноябре 2013 года была снесена расположенная рядом антенна АДУ-1000.

Россия

В 2014 году «Роскосмос» объявлял о планах восстановить работу передающей антенны в межпланетных миссиях^[5], но после того как решится вопрос о сносе отелей, построенных в предыдущие годы в небезопасной зоне непосредственно вокруг антенны.

Антенна П-400П в Уссурийске

44°01′13″ с. ш. 131°45′22″ в. д.^HGЯO — установлена на базе Восточного центра дальней космической связи, планируется восстановление антенны и подготовка к управлению КА «Фобос-грунт», доработка антенны для работ на новых диапазонах радиочастот. Установка передатчика Х-диапазона с мощностью не менее 10 кВт. Антенная система П-400 будет применяться в качестве резервной при невозможности использования РТ-70.

Антенна П-400 в Ирбене

Приёмная антенна П-400 в Ирбене, Латвия

57°33′29″ с. ш. 21°51′28″ в. д.^HGЯO — установлена на базе бывшей Станции космической разведки, ныне Вентспилсского международного радиоастрономического центра. Российские власти рассматривали вариант уничтожения антенны после вывода войск с территории^[6]. В 2014—2015 годах приемная антенна прошла глубокую модернизацию^[7][8][9]. Антенна была разобрана до основания, заменены все приводы, система управления. Зеркало антенны, весом почти 60 тонн, было спущено на землю и проведена реконструкция металлического каркаса, переложили отражающие пластины^[6]. Была сохранена изначальная спецификация, поэтому сейчас телескоп обладает очень высокой для астрономического инструмента скоростью углового движения^[6]. Модернизация оказалась экономически выгоднее, чем строительство новой аналогичной антенны^[6].

В 1995 году оборудование телескопа было уничтожено^[6]. До 2004 года минимальные средства на восстановление выделяла только Академия наук Латвии. Затем телескоп был передан Вентспилсской высшей школе, и мэр Вентспилса пролоббировал финансирование^[6]. С 2009 года на средства европейского инфраструктурного гранта обновлена вся механика — моторы, приводы, системы управления^[6]. Антенна оснащена новыми приемниками на длинах волн 18, 6 и 5 сантиметров, системами регистрации. С 2016 года почти ежедневно ведутся астрономические наблюдения^[6]. Основная задача связана с работой в европейской РСДБ-сети.

Научные задачи

Наблюдение астрофизических объектов:

• С 2016 года входит в Европейскую радиоинтерферометрическую сеть (EVN). Наблюдения по программам РСДБ проводятся минимум три раза в год, сессиями по три недели^[6].
• В приоритете наблюдение сверхмассивных черных дыр и джетов в центрах активных галактик^[6].
• Солнечные поляриметрические исследования^[6].
• Корональное магнитное поле на Солнце^[6].
• Локация космического мусора, до 2014 года совместно с РТ-70 в Евпатории^[6].
• С декабря 2015 года работа с «Радиоастрон». На 2017 год 32-метровая антенна в Ирбене — одно из наиболее активных наземных «плечей» «Радиоастрона»^[6].