ÄûÃʵ¼º½

Metsähovin radio-observatorion 14-metrisen radioteleskoopin mittava päivitys huipentuu vuonna 2026: tulossa oleva uusi, maailman laajakaistaisin tähtitieteellinen vastaanotin, on merkittävin päivitys Metsähovin laitteistoon vuosikymmeniin. Vastaanotin on nimeltään 3BR eli Triple-Band Receiver, suomeksi kolmikaistavastaanotin.

Uusi vastaanotin korvaa Metsähovin kaikki viisi nykyistä vastaanotinta. Se kattaa kaksi kertaa laajemman taajuusalueen kuin nykyiset viisi vastaanotinta ²â³ó³Ù±ð±ð²Ô²õä ja toimii kolmella kokonaan erillisellä taajuuskaistalla samanaikaisesti. Aivan uusien monitaajuushavaintomahdollisuuksien lisäksi uusi vastaanotin myös päivittää olemassaolevia havainto-ohjelmia: esimerkiksi aktiivisten galaksien monitoroinnissa herkkyyden odotetaan kasvavan noin kymmenkertaiseksi samalla kun yhdessä mittauksessa saadaan havaittua kohdetta useilla taajuuksilla.

Vastaanotinta on rakennettu Saksan Radioastronomian Max Planck -instituutissa () vuoden 2024 kesästä. Se saapuu Metsähoviin syksyllä 2026, ja tästä alkaa varsinainen käyttöönotto ja testaus, joihin menee vielä pitkään. Tällä sivulla voit seurata 3BR-vastaanottimen rakennusprosessia.

Pitkä matka huipulle

Ennen kuin vastaanotin saadaan käyttöön, tarvitaan vuosien työ.

2016–2017 - Uutta vastaanotinta aletaan suunnitella

Metsähovissa aletaan valmistella suurimman teleskoopin vastaanottimen hankintaa. Kuusi käytössä olevaa vastaanotinta toimivat kyllä nykyisiin käyttötarkoituksiin, mutta niiden rajat ovat tulossa vastaan. Osassa teknologia on jo hieman vanhentunutta, eikä niillä saavuteta hyvälaatuisen lautasantennin mahdollistamia herkkyyksiä. Lisäksi taajuudelta toiseen vaihtaminen vaatii koko vastaanottimen vaihtamisen, mikä vaatii monen päivän valmistelut ja keskeyttää havainnot useaksi tunniksi. Tutkijat ja insinöörit alkavat kartoittaa, millaisia vaihtoehtoja on olemassa ja miten ne sopivat Metsähovin tarpeisiin ja ominaisuuksiin.

2018 - Enemmän taajuuksia samalla kertaa

Eräässä alan konferenssissa esitelty prototyyppi herättää kiinnostuksen: Koreassa on kehitetty uusi vastaanotinkonsepti, jossa yhteen vastaanottimeen saadaan mahdutettua kolmen eri vastaanottimen kyvyt. Metsähovissa päätetään selvittää tätä mahdollisuutta tarkemmin. Keskustelut prototyypin valmistajien ja muiden yhteistyöobservatorioiden kanssa käynnistyvät.

2019 - Rahoituksen hankinta alkaa

Uuden vastaanottimen speksaus eli ominaisuuksien kartoittaminen alkaa, jotta pystytään paremmin selvittämään laitteen yksityiskohdat ja valmistaja. Hinta ei ole vielä tiedossa, mutta miljoonan euron yli mennään varmasti – joten neuvottelut rahoituksesta alkavat. Koska tarvittava rahamäärä on niin suuri, Aalto-yliopisto alkaa valmistella lahjoituskampanjaa uuden vastaanottimen rahoittamiseksi. 

2020 - Radioteleskoopin päivityksiä

Vastaanottimen vaihtoehtojen kartoitus on käynnissä, mutta samalla myös itse radioteleskooppia pitää kunnostaa. COVID-19 -pandemia on ajanut tutkijat ja opiskelijat kotitoimistoihin, mutta tekninen tiimi saa vietyä suuren lautasantennin kääntökoneistojen ja moottorien päivityksen loppuun. Juhannuksen aatonaattona vaihdetaan vanha ja kulunut suojakupu uuteen. Suomen Akatemian myöntämän rahoituksen turvin saadaan tehtyä muita teleskoopin ja laitteiston päivitystöitä. Myös observatorion suuri peruskorjaus valmistuu.

2021 - Rahoitus saadaan kasaan ja hankintaa käynnistellään

Lahjoituksina saadaan lopulta noin 260 000 euroa! Kahden suuren lahjoittajan – Weisell-säätiön ja Magnus Ehrnroothin säätiön – mittavien lahjoitusten lisäksi yli 80 yksityistä hyväntekijää haluaa tukea suomalaisen avaruustutkimuksen kehitystä!

Pitkien tieteellisten ja teknisten selvitystöiden jälkeen tiedossa on konkreettinen lista uudelta vastaanottimelta vaadittavista ominaisuuksista. Näin suureen hankintaan tarvitaan kansainvälinen tarjouskilpailu, joka vaatii lisää yksityiskohtaisia laskelmia ja suunnitelmia. Pelkät tekniset vaatimukset täyttävät lopulta 16 sivua!

2022 - Tarjouskilpailu ja voittajan valitseminen

Kansainvälisen tarjouskilpailun perusteella rakentajaksi valitaan alan johtaviin laitoksiin kuuluva Radioastronomian Max-Planck -instituutti Saksasta. Heidän ehdotuksensa tekniseksi ratkaisuksi sisältää uusia ja odottamattomia keksintöjä, ja tarjottu kokonaisuus oli erittäin lupaava. Yksityiskohtainen suunnittelutyö kestää kutenkin kauan, joten tässä vaiheessa lopullisia piirrustuksia ei ole vielä olemassa.

2023 Ensimmäinen kokonaissuunnitelma

Tilaussopimuksen jälkeen varsinainen suunnittelu käynnistyy, ja kesällä ensimmäinen varsinainen suunnitelma saadaan kommentoitavaksi. Paksun mapin verran piirroksia, kaavioita ja analyysejä käydään huolella läpi, niitä ruoditaan ensin oman tiimin kesken ja lopuksi valmistajan kanssa. Lopputulos: hyvältä näyttää! Suunnitelmien keskeiset kohdat lyödään lukkoon; selkeiden osien rakentaminen alkaa, ja suunnitelmat keskittyvät yhä tarkempiin ja tarkempiin yksityiskohtiin.

2024 - Datan tallennuksen haasteisiin uusi "back-end"

Observatorion täyttäessä pyöreitä oma henkilökunta on kiireisenä, mutta Saksassa vastaanottimen rakennus edistyy. Lopulliset suunnitelmat saadaan alkuvuodesta, ja niiden hyväksymisen jälkeen rakentaminen pääsee kokonaisvaltaisesti käyntiin.

Nyt kun vastaanottimen toteutus on tiedossa, päästään suunnittelemaan myös viimeistä tarvittavaa laitetta: "back-endiä" eli loppupäätä. Teleskoopin lautanen kerää säteilyn laajalta alueelta ja vastaanotin muuttaa radioaallot mitattavaksi signaaliksi, mutta vasta loppupää muuttaa vastaanottimen mittaaman raakasignaalin sellaiseen muotoon, että sitä voidaan varsinaisesti hyödyntää. Tämän suunnittelu alkaa toden teolla.

Maailmalta ei löydy riittävän tehokasta vastaanottimen loppupäätä, joten sellainen pitää rakentaa itse! Metsähovissa käynnissä olevassa Turun yliopiston ja Aalto-yliopiston tutkimusprojektissa saadaan kehitettyä prototyyppi uudenlaisesta digitaalisesta loppupäästä, joka pystyisi vastaamaan maailman laajakaistaisimman vastaanottimen tarpeisiin. Suomen Akatemian rahoittama prototyyppi vakuuttaa Euroopan tiedeneuvoston päättäjät, jotka myöntävät kehitykseen huippukilpaillun ERC-rahoituksen. Hanketta saadaan sponsoroimaan myös amerikkalainen komponenttivalmistaja AMD sekä sveitsiläinen Knowledge Resources, joiden kehittämän tekniikan ympärille saadaan kehitettyä aivan uudenlainen suomalainen ennätystehokas back-end. Lisää tietoa löydät aiheesta kertovasta uutisesta.

2025 - Teleskoopin viimeiset parannukset ja valmistautuminen asennukseen

Homma ei ole helppo, sillä vastaanottimen sisällä on tyhjiö, ja lisäksi komponentit jäähdytetään heliumilla lähelle absoluuttista nollapistettä. Tyhjiö- ja heliumpumppuja sekä back-endiä ja muita varten tarvitaan lisää tilaa radioteleskoopin vastaanotintasanteelle kymmenen metrin korkeuteen, ja koko tasanne rakennetaan uusiksi vuoden aikana.

Lisäksi mittaustarkkuuden maksimointia varten teleskoopin optiikkaa parannetaan tekemällä apupeilistä täsmäohjattava. Tällöin esimerkiksi painovoiman vaikutukset teleskoopin tukirakenteisiin voidaan huomioida katsottaessa eri suuntiin. Tätä varten tarvittava mikrometrien tarkkuudella toimiva apupeilisiirrin saadaan valmiiksi, testattua, ja pitkien mittaussessioiden jälkeen kalibroitua käyttöön. Tämän johdosta tietyillä taajuuksilla saatiin heti kymmenien prosenttien parannus mittausherkkyyteen vanhoillakin vastaanottimilla! Apupeilisiirrin on kokonaan Metsähovin omaa tekoa; sen käyttöön saaminen vaati kymmenien ihmisten työpanosta vuosien ajalta, ja osa asiantuntijoista jopa piti sitä mahdottomana. Mekaniikasta ja suunnittelusta vastannut pajamestari Kjetil Holmberg laskee pelkästään häneltä kuluneen tuhansia työtunteja siirtimen käyttöönsaamiseen.

2026 - Viimeiset valmistelut käynnissä

Observatoriolla valmistellaan uuden vastaanottimen tuloa. Valmisteltavaa on paljon, alkaen nosturien turvatarkistuksista valokuituyhteyksien ja mittalaitekaappien asennukseen – puhumattakaan siitä, miten valtava työ on varmistaa, että ainoa laatuaan oleva ja ennennäkemätön, äärimmäisen herkkä 1,6 miljoonan euron arvoinen laite saadaan kerralla asennettua oikein, ja sen toimivuus testattua. Tämä on vuoden tärkein prioriteetti koko observatoriolle!