[论文解读] Considerations for a Multi-beam Multi-purpose Survey with FAST

Di Li, Pei Wang+9 more|arXiv (Cornell University)|Feb 11, 2018

Radio Astronomy Observations and Technology参考文献 18被引用 56

一句话总结

本论文提出一种用于 FAST 的共生多后端观测计划，使用 19 射束 L 波段焦平阵，旋转阵列至特定角度，并在大约 220 个完整日内实现北半球天空的勘测，同时同时收集脉冲星、HI、成像和瞬变数据。

ABSTRACT

Having achieved 'first-light' right before the opening ceremony on September 25, 2016, the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST) is being busily commissioned. Its innovative design requires ~1000 points to be measured and driven instead of just the two axes of motion, e.g. Azimuth and Elevation for most of the conventional antennae, to realize pointing and tracking. We have devised a survey plan to utilized the full sensitivity of FAST, while minimizing the complexities in operation the system. The 19-beam L band focal plan array will be rotated to specific angles and taking continuous data streams while the surface shape and the focal cabin stay fixed. Such a survey will cover the northern sky in about 220 full days. Our aim is to obtain data for pulsar search, HI (neutral hydrogen) galaxies, HI imaging, and radio transients, simultaneously, through multiple backends. These data sets could be a significant contribution to all related fields in radio astronomy and remain relevant for decades.

研究动机与目标

• 激励一项充分利用 FAST 灵敏度同时降低运营复杂性的勘测。
• 设计一种共生观测策略，以同时收集多种科学数据集。
• 在可行时间框架内实现北半球的广域天空覆盖。
• 启用脉冲星、HI 星系、HI 成像和射电瞬变数据的数据产品。

提出的方法

• 使用 19 射束 L 波段焦平面阵列并旋转至特定角度。
• 在保持表面形状和焦距舱固定的同时，获取连续数据流。
• 将勘测配置为在大约 220 个完整日内覆盖北部天空。
• 运行多个后端以同时获得多样化的数据集。
• 依赖约 1000 次由阵列设计驱动的定向测量来实现指向/跟踪。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何操作 FAST 以在不过度增加运营复杂性的前提下实现共生、多学科观测？
• RQ2 使用 FAST 的 19 射束阵列，北部天空勘测的可行天空覆盖范围和时间框架是什么？
• RQ3 在单一观测计划下，脉冲星搜索、HI 星系研究、HI 成像和射电瞬变科学能否并行进行？
• RQ4 哪些阵列旋转角度和数据后端配置最能在 FAST 上实现多用途勘测？

主要发现

• 描述了一项在尽量降低运维复杂性的同时充分利用 FAST 全部灵敏度的勘测计划。
• 提议的 19 射束 L 波段焦平面阵列被旋转到特定角度以实现连续数据流。
• 该计划旨在大约 220 个完整日内勘测北部天空。
• 计划打算通过多个后端同时提供脉冲星、HI、成像和瞬变数据。