¿Hay algún papel hoy que justifique la construcción de un gran radiotelescopio de plato único para reemplazar a Arecibo?

Arecibo no era solo un radiotelescopio, era un telescopio de radar , que rebotaba señales de radio a nivel de megavatios de varios cuerpos en el Sistema Solar. Un transmisor de plato único es muy superior a un conjunto de fases u otro sistema compuesto, porque el patrón de haz es un disco de Airy simple en lugar de un patrón complicado formado por decenas o cientos de tales discos.

Tener un plato grande le brinda una gran área de recolección y, por lo tanto, una mejor sensibilidad. Construir una multitud de receptores con la misma área de recolección, cada uno con su propia alimentación y electrónica, es más costoso, no menos. De lo contrario, eso es lo que la gente habría hecho en el pasado. Las matrices se construyen porque se puede sintetizar un mayor diámetro de apertura. Además, las propiedades de ruido de 100 receptores, cada uno con 1/100 del área de recolección de un plato grande, no brindan la misma sensibilidad, porque esencialmente obtendrá ruido adicional por cada receptor que se agregue.

Los telescopios de plato único tienen ventajas sobre los interferómetros en algunas áreas; las respuestas existentes han tocado algunos de ellos. El área de recolección es extremadamente importante, como mencionó Rob Jeffries, y necesita matrices extremadamente grandes para compensar esto. Por supuesto, tales matrices son ciertamente posibles (ignorando el costo de costo bastante considerable), como lo demuestra la próxima matriz de kilómetros cuadrados en 2027, que tendrá un área de recolección de ~ 1 km. Por otro lado, el SKA es en muchos sentidos la excepción, no la regla, área de recolección incluida.

Otra ventaja de las configuraciones de un solo plato surge cuando se investigan estructuras a gran escala. El límite superior de un interferómetro para su frecuencia espacial depende de la línea de base más corta entre dos platos cualesquiera. Incluso en su configuración más compacta, la línea de base mínima del Very Large Array es de 35 metros . Si desea mapear rápidamente grandes áreas del cielo, importante para fuentes grandes y extendidas, necesita un telescopio de plato único. En los casos en que necesite sensibilidad espacial tanto a gran como a pequeña escala, puede estar justificada una combinación de un interferómetro y un plato único.

Supongamos que desea cambiar los receptores o actualizar su instrumento para un propósito especializado. En ese escenario, es mucho más conveniente tener solo un plato para tratar. Sería mucho, mucho más sencillo instalar un nuevo receptor en un plato en lugar de docenas. Del mismo modo, un interferómetro no podrá cambiar fácilmente entre configuraciones, lo que brinda una ventaja en lo que respecta a la programación, particularmente en una era en la que los radiotelescopios a menudo tienen una sobresuscripción masiva.

Como nota final, desde una perspectiva espacial, las observaciones de fuentes puntuales (púlsares, FRB, transitorios de radio, etc.) se pueden realizar con la misma facilidad con telescopios de un solo plato, que, nuevamente, generalmente tienen áreas de recolección más grandes.

He leído sobre planes para construir un gran radiotelescopio de un solo disco en algún lugar de la Luna, para dar acceso a las longitudes de onda bloqueadas por la atmósfera de la Tierra. Sería mejor elegir un lugar que no reciba señales de radio del Sol o de la Tierra, que probablemente estaría en un cráter cerca del polo norte o sur de la Luna. Tal ubicación no podría ver todo el cielo, por lo que es posible que se necesite una segunda en el lado opuesto de la Luna.