Gibt es heute eine Rolle, die den Bau eines großen Radioteleskops mit einer einzigen Schüssel rechtfertigen würde, um Arecibo zu ersetzen?

Arecibo war nicht nur ein Radioteleskop, es war ein Radarteleskop , das Radiosignale auf Megawatt-Ebene von verschiedenen Körpern im Sonnensystem abprallte. Ein Einzelschüssel-Sender ist einem Phased-Array- oder einem anderen zusammengesetzten System weit überlegen, da das Strahlmuster eher eine einfache Airy-Scheibe als ein kompliziertes Muster ist, das aus Zehn oder Hunderten solcher Scheiben besteht.

Eine große Schale bietet Ihnen eine große Sammelfläche und damit eine bessere Empfindlichkeit. Der Bau einer Vielzahl von Empfängern mit derselben Sammelfläche, von denen jeder seine eigene Einspeisung und Elektronik hat, ist teurer, nicht weniger. Sonst hätten die Menschen früher so gehandelt. Arrays werden gebaut, weil Sie einen größeren Öffnungsdurchmesser synthetisieren können. Darüber hinaus ergeben die Rauscheigenschaften von 100 Empfängern mit jeweils 1/100 der Sammelfläche einer großen Schüssel nicht die gleiche Empfindlichkeit, da Sie im Wesentlichen zusätzliches Rauschen für jeden hinzugefügten Empfänger erhalten.

Einschalenteleskope haben in einigen Bereichen Vorteile gegenüber Interferometern; vorhandene Antworten haben einige von ihnen berührt. Die Sammelfläche ist extrem wichtig, wie Rob Jeffries erwähnt hat, und Sie benötigen extrem große Arrays, um dies auszugleichen. Zugegeben, solche Arrays sind durchaus möglich (wenn man die ziemlich beträchtlichen Kosten ignoriert), wie das kommende Square Kilometre Array im Jahr 2027 zeigt, das eine Sammelfläche von ~ 1 km haben wird. Andererseits ist die SKA in vielerlei Hinsicht die Ausnahme, nicht die Regel, Sammelgebiet eingeschlossen.

Ein weiterer Vorteil von Single-Dish-Aufbauten ergibt sich bei der Untersuchung großflächiger Strukturen. Die Obergrenze eines Interferometers für seine räumliche Frequenz hängt von der kürzesten Basislinie zwischen zwei beliebigen Schüsseln ab. Selbst in seiner kompaktesten Konfiguration beträgt die minimale Grundlinie des Very Large Array 35 Meter . Wenn Sie große Bereiche des Himmels schnell kartieren möchten – wichtig für große, ausgedehnte Quellen – benötigen Sie ein Ein-Schüssel-Teleskop. In Fällen, in denen Sie räumliche Empfindlichkeit sowohl im großen als auch im kleinen Maßstab benötigen, kann eine Kombination aus einem Interferometer und einer einzelnen Schüssel gerechtfertigt sein.

Angenommen, Sie möchten Empfänger austauschen oder Ihr Instrument für einen speziellen Zweck aufrüsten. In diesem Szenario ist es viel bequemer, nur ein Gericht zu haben. Es wäre viel, viel einfacher, einen neuen Empfänger in einer Schüssel zu installieren, anstatt in Dutzenden. Ebenso kann ein Interferometer nicht einfach zwischen Konfigurationen wechseln, was einen Vorteil bei der Terminierung bietet – insbesondere in einer Zeit, in der Radioteleskope oft massiv überbucht sind.

Abschließend sei gesagt, dass aus räumlicher Perspektive Beobachtungen von Punktquellen – Pulsare, FRBs, Funktransienten usw. – genauso einfach mit Ein-Dish-Teleskopen durchgeführt werden können – die wiederum normalerweise größere Sammelflächen haben.

Ich habe von Plänen gelesen, irgendwo auf dem Mond ein großes Einzelscheiben-Radioteleskop zu bauen, um Zugang zu Wellenlängen zu erhalten, die von der Erdatmosphäre blockiert werden. Es wäre am besten, einen Ort zu wählen, der keine Funksignale von der Sonne oder der Erde empfängt, was wahrscheinlich in einem Krater in der Nähe des Nordpols oder des Südpols des Mondes liegen würde. Ein solcher Standort könnte nicht den gesamten Himmel sehen, daher wird möglicherweise ein zweiter auf der gegenüberliegenden Seite des Mondes benötigt.