Svensk pusselbit öppnar för att förstå vårt ursprung

Ett matarhorn – med en öppning på nära en meter i diameter – är på väg att lämna Göteborg för test i Kanada. Hornet förenar storskalig maskinteknik och radiooptisk konstruktion, och är en av flera pusselbitar i världens största radioteleskop som håller på att byggas. Även förstärkaren har skräddarsytts i Göteborg.

– Matarhornet är vårt hittills största och viktigaste bidrag till SKA. Varje parabolantenn ska få ett sådant horn, och hornet är en av parabolens viktigaste beståndsdelar. I det förenar vi nanoteknik och precisionsinstrumentering, säger Miroslav Pantaleev, som leder arbetet med teknik för SKA i Onsala.

 SKA är inte ett enskilt teleskop utan en samling antenner som placeras ut över långa avstånd i uppställningar eller antennmattor. Två etapper är planerade. I den första fasen, kallad SKA1, berörs enbart Sydafrika och Australien. I fas 2, SKA2, ska man expanderar till andra afrikanska länder samtidigt som den australiska delen utökas. SKA-organisationen har stöd av 10 medlemsländer: Australien, Indien, Italien, Kanada, Nederländerna, Nya Zeeland, Storbritannien, Sverige och Sydafrika. SKA kommer att börja byggas år 2018 och de första vetenskapliga observationerna väntas år 2020.

SKA är kort för Square Kilometre Array och ett internationellt projekt med mål att bygga världens största radioteleskopsystem med placering i Sydafrika och Australien. Den delen av teleskopet som ska placeras i Sydafrika kommer att bestå av nästan 200 parabolantenner, var och en 15 meter breda.

Antenner, matarhorn och mottagare behövs till detta. Just nu utvecklas och testas de olika delarna på olika platser i världen. Matarhornet, specialutvecklat och byggts på Onsala rymdobservatorium vid Chalmers, är en sådan ingrediens. Det är byggt för att fånga in signaler mellan 350 och 1050 MHz, vilket är de längsta radiovågorna som SKA:s paraboler är känsliga för. På sikt ska ett horn ingå i varje parabol.

Matarhornet gör tillsammans med en förstärkare att signaler kan analyseras av astronomer. Även förstärkaren har utvecklats i Göteborg av företaget Low Noise Factory i tätt samarbete med Onsala rymdobservatorium och Gigahertz centrum vid Chalmers.

– Förstärkaren utnyttjar nanoteknik för att förstärka radiovågorna med så lite brus som möjligt, säger Joel Schleeh på Low Noise Factory.

Normalt måste man kyla förstärkaren till nära den absoluta nollpunkten för att minimeras bruset i denna typ av utrustning, men denna förstärkare klarar sig ändå.

– Vår specialutvecklade förstärkare integreras direkt i hornets matare, vilket betyder att vi kan bibehålla teleskopets känslighet utan att använda någon kylning alls. För SKA kan detta innebära stora besparingar i energi, underhåll och investeringar.

Med SKA kommer man på sikt att kunna göra mätningar som idag inte är möjliga. Bland annat hoppas astronomer kunna kartlägga hur de första galaxerna bildades för över 13 miljarder år sedan.