Discuss the PRATUSH Telescope project. What are its objective and how will it contribute to our understanding of the universe?
Introduction
PRATUSH (Probing ReionizATion of the Universe using Signal from Hydrogen) is an ambitious space-based radio telescope developed by the Raman Research Institute (RRI) in Bengaluru, in collaboration with the Indian Space Research Organisation (ISRO). This project aims to explore the universe’s infancy by studying the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization (EoR), pivotal phases in cosmic evolution.
Objectives
PRATUSH seeks to answer fundamental questions about the early universe:
- Formation of the First Stars: Determining when the first stars formed and their characteristics.
- Nature of Early Light: Investigating the color and properties of the light emitted during the Cosmic Dawn.
- Cosmic Evolution: Understanding the transition from the universe’s initial cold gas state to the formation of stars and galaxies.
Scientific Significance
The Cosmic Dawn marks the period when the first sources of radiation, such as stars and galaxies, formed in the universe. Studying this era is crucial for comprehending the universe’s evolution and the processes leading to the formation of complex structures.
Technical Capabilities
PRATUSH is designed with advanced instrumentation to detect faint radio signals:
- Frequency Range: It will operate over a wide frequency range from 30 to 250 MHz.
- Sensitivity: The telescope aims to achieve a sensitivity level of a few millikelvin, allowing for the detection of weak cosmic signals.
- Instrumentation: Equipped with a custom-designed antenna, analog receiver, and digital correlator, PRATUSH will perform high-resolution spectral analysis with a resolution of 100 kHz.
Operational Strategy
To minimize interference and optimize observations:
- Lunar Orbit: PRATUSH will be placed in a circumlunar orbit, utilizing the radio-quiet environment on the moon’s far side to avoid Earth’s radio frequency interference.
- Mission Duration: The mission is planned for a two-year period, during which PRATUSH will continuously observe large sky areas and record detailed radio spectra.
Challenges and Innovations
Detecting signals from the Cosmic Dawn is challenging due to:
- Weak Signals: The faint nature of the 21-cm hydrogen line signals.
- Interference: Potential radio frequency interference from terrestrial sources.
To address these challenges, scientists at RRI have developed an algorithm called STARFIRE, capable of estimating and mapping unwanted radio frequency interference in space. This innovation aids in designing instruments that can operate optimally in the presence of interference, enriching data obtained from future space-based astronomy missions.
Contribution to Cosmic Understanding
PRATUSH’s observations will provide critical insights into:
- Epoch of Reionization: Understanding the process by which the universe transitioned from a neutral to an ionized state.
- Cosmic Structure Formation: Gaining knowledge about the formation of the first stars and galaxies.
- Cosmic Evolution: Shedding light on the early stages of the universe’s evolution, bridging the gap between the Big Bang and the present-day universe.
Conclusion
PRATUSH represents a significant leap in India’s space and astronomical endeavors. By studying the universe’s infancy, it promises to answer fundamental questions about cosmic evolution, contributing to a deeper understanding of the universe’s origins and development.
TAMIL VERSION
PRATUSH டெலஸ்கோப் திட்டம்: விளக்கம், நோக்கங்கள் மற்றும் பிரபஞ்ச புரிதலுக்கு பங்களிப்பு
அறிமுகம்
PRATUSH (Probing ReionizATion of the Universe using Signal from Hydrogen) என்பது பெங்களூருவில் உள்ள ராமன் ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (RRI) மற்றும் இந்திய விண்வெளி ஆராய்ச்சி அமைப்பு (ISRO) இணைந்து உருவாக்கிய லட்சியமான விண்வெளி அடிப்படையிலான ரேடியோ டெலஸ்கோப் திட்டமாகும். இந்த திட்டம், பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலமான காஸ்மிக் டான் (Cosmic Dawn) மற்றும் மறு அயனாக்க காலகட்டம் (Epoch of Reionization – EoR) ஆகியவற்றை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், பிரபஞ்ச பரிணாமத்தின் முக்கிய கட்டங்களை ஆராய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.
நோக்கங்கள்
PRATUSH ஆனது ஆரம்பகால பிரபஞ்சம் பற்றிய அடிப்படைக் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்க முயல்கிறது:
- முதல் நட்சத்திரங்களின் உருவாக்கம்: முதல் நட்சத்திரங்கள் எப்போது உருவாகின, அவற்றின் பண்புகள் என்ன என்பதை தீர்மானித்தல்.
- ஆரம்ப ஒளியின் தன்மை: காஸ்மிக் டான் காலத்தில் உமிழப்பட்ட ஒளியின் நிறம் மற்றும் பண்புகளை ஆய்வு செய்தல்.
- பிரபஞ்ச பரிணாமம்: பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப குளிர்ந்த வாயு நிலையிலிருந்து நட்சத்திரங்கள் மற்றும் பால்வெளிகளின் உருவாக்கத்திற்கு மாறிய பரிணாமத்தை புரிந்து கொள்ளுதல்.
அறிவியல் முக்கியத்துவம்
காஸ்மிக் டான் என்பது, முதல் கதிர்வீச்சு ஆதாரங்களான நட்சத்திரங்கள் மற்றும் பால்வெளிகள் உருவான காலகட்டத்தைக் குறிக்கிறது. இந்த காலகட்டத்தை ஆய்வு செய்வது, பிரபஞ்சத்தின் பரிணாமத்தையும், சிக்கலான கட்டமைப்புகளின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுத்த செயல்முறைகளையும் புரிந்து கொள்வதற்கு முக்கியமானது.
தொழில்நுட்ப திறன்கள்
PRATUSH ஆனது மங்கலான ரேடியோ சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய மேம்பட்ட கருவிகளுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது:
- அலைவரிசை வரம்பு: இது 30 முதல் 250 மெகா ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான பரந்த அலைவரிசையில் செயல்படும்.
- உணர்திறன்: இந்த டெலஸ்கோப், சில மில்லிகெல்வின் அளவிலான உணர்திறனை அடைய நோக்கமாகக் கொண்டு, பலவீனமான காஸ்மிக் சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிய உதவுகிறது.
- கருவிகள்: தனிப்பயன் வடிவமைப்பு அன்டெனா, அனலாக் ரிசீவர் மற்றும் டிஜிட்டல் கோரிலேட்டர் ஆகியவற்றுடன், PRATUSH ஆனது 100 கிலோஹெர்ட்ஸ் தீர்மானத்துடன் உயர் துல்லியமான ஸ்பெக்ட்ரல் பகுப்பாய்வு செய்யும்.
செயல்பாட்டு உத்தி
குறுக்கீடுகளைக் குறைத்து கவனிப்புகளை மேம்படுத்துவதற்கு:
- சந்திர சுற்றுப்பாதை: PRATUSH, பூமியின் ரேடியோ அலைவரிசை குறுக்கீடுகளைத் தவிர்க்க, சந்திரனின் பின்புறத்தில் உள்ள ரேடியோ-அமைதியான சூழலில், சந்திர சுற்றுப்பாதையில் வைக்கப்படும்.
- பணி காலம்: இந்த பணி இரண்டு ஆண்டுகளுக்கு திட்டமிடப்பட்டுள்ளது, இதில் PRATUSH ஆனது பரந்த வானப் பகுதிகளை தொடர்ந்து கவனித்து விரிவான ரேடியோ ஸ்பெக்ட்ராவை பதிவு செய்யும்.
சவால்கள் மற்றும் புதுமைகள்
காஸ்மிக் டான் சமிக்ஞைகளைக் கண்டறிவது சவாலானது, இதற்கு காரணங்கள்:
- பலவீனமான சமிக்ஞைகள்: 21-செமீ ஹைட்ரஜன் கோடு சமிக்ஞைகளின் மங்கலான தன்மை.
- குறுக்கீடு: பூமியிலிருந்து வரும் ரேடியோ அலைவரிசை குறுக்கீடுகளின் சாத்தியம். இந்த சவால்களை எதிர்கொள்ள, RRI-யில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் STARFIRE என்ற அல்காரிதத்தை உருவாக்கியுள்ளனர், இது விண்வெளியில் தேவையற்ற ரேடியோ அலைவரிசை குறுக்கீடுகளை மதிப்பிடவும் வரைபடமாக்கவும் முடியும். இந்த புதுமை, எதிர்கால விண்வெளி அடிப்படையிலான வானியல் பணிகளிலிருந்து பெறப்படும் தரவை மேம்படுத்த, குறுக்கீடு சூழலில் செயல்படக்கூடிய கருவிகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது.
பிரபஞ்ச புரிதலுக்கு பங்களிப்பு
PRATUSH-இன் கவனிப்புகள் பின்வரும் விஷயங்களில் முக்கிய நுண்ணறிவுகளை வழங்கும்:
- மறு அயனாக்க காலகட்டம்: பிரபஞ்சம் நடுநிலை நிலையிலிருந்து அயனாக்கப்பட்ட நிலைக்கு மாறிய செயல்முறையை புரிந்து கொள்ளுதல்.
- காஸ்மிக் கட்டமைப்பு உருவாக்கம்: முதல் நட்சத்திரங்கள் மற்றும் பால்வெளிகளின் உருவாக்கம் பற்றிய அறிவைப் பெறுதல்.
- பிரபஞ்ச பரிணாமம்: பிக் பேங் முதல் இன்றைய பிரபஞ்சம் வரையிலான ஆரம்ப கட்டங்களை வெளிச்சம் போட்டு காட்டுதல், இது பிரபஞ்சத்தின் தோற்றத்திற்கு இடையேயான இடைவெளியை இணைக்கிறது.
முடிவுரை
PRATUSH ஆனது இந்தியாவின் விண்வெளி மற்றும் வானியல் முயற்சிகளில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தை பிரதிபலிக்கிறது. பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலத்தை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், இது பிரபஞ்ச பரிணாமம் பற்றிய அடிப்படைக் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்க உறுதியளிக்கிறது, மேலும் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றம் மற்றும் வளர்ச்சி பற்றிய ஆழமான புரிதலுக்கு பங்களிக்கிறது.
