Nieuws van het front-end

Roestvorming

Na 15 jaar in het brandpunt van de schotel te hebben gehangen, was het front-end van de Dwingeloo Radiotelescoop toe aan een onderhoudsbeurt. De telescoop zou daarvoor twee maanden buiten bedrijf worden gesteld. Het in 2008 geplaatste front-end was betrouwbaar en heeft goed gefunctioneerd zonder grote aanpassingen. Het onderhoud had eerder gemoeten maar was door de covid-19 maatregelen uitgesteld. Het stond nu voor november 2022 op de planning, maar speciaal voor de Artemis-missie werd het uitgesteld tot januari.

Maandag 9 januari 2023 zijn de vrijwilligers van de “maandagploeg” met het onderhoud begonnen. Dat was hard nodig omdat diverse elektronica in de focusbox behoorlijk was gaan het roesten. Zo waren alle netvoedingen bruin van de roest en de vrees was dat dit zou kunnen leiden tot defecten.

Onderdelen

De onderdelen waar in het huidige onderhoud aan gewerkt zou worden:

• Focusbox-frame: de buizenconstructie die vastzit aan de vierpoot van de telescoop.
• Focusbox: een stalen doos (aan 5 kanten dicht) die kan heen en weer bewegen in het frame.
• Antenneboxhouder: ook wel front-end kar, kan over rails in de focusbox geschoven worden, bevat aan de voorkant een stalen verlenging om dichter bij het brandpunt te komen en heeft wieltjes om uit de focusbox te kunnen schuiven voor onderhoud.
• Antennebox: daaraan zitten feeds en antennes en erin zitten voorversterkers, zenders, voedingen en ventilatoren; deze wordt in de antenneboxhouder vastgeschroefd.
• Trolley: ook wel antenneboxhouder kar, is bedoeld voor het vervoer van de antenneboxhouder met antennebox en staat normaal op het hefplateau, heeft wielen en kan voor onderhoud heen en weer rijden tussen de radiotelescoop en het Mullerhuis.

(1) Focusbox-frame aan de vierpoot met daarin nu – vanwege het front-end onderhoud – de lege en met een plaat afgesloten focusbox; (2) boven op het hefplateau wordt de antenneboxhouder met antennebox uit de focusbox in het focusbox-frame gereden – met Jan van Muijlwijk en Piet Zijlstra; (3) antenneboxhouder en antennebox op de trolley; (4) de van piepschuim opengemaakte antennebox in het Jansky-lab.

Hefplateau en Jansky-lab

Vroeger had het heel wat voeten in aarde om het front-end voor onderhoud naar beneden te halen. Dat had onder andere te maken met de ‘provisorische tent’ van groen zeil over de put van het hefplateau – vaak lift genoemd – en het ontbreken van een onderhoudsruimte. Die obstakels zijn de afgelopen jaren uit de weg geruimd: de lifttent is vervangen door een verrijdbaar huisje over de liftput en in het Mullerhuis is het Jansky-lab een speciale front-end werkruimte.

Werkzaamheden

Operatie front-end betrof samengevat:

• Mechanisch onderhoud, zoals rubbertjes vervangen, algen en roest verwijderen, een ventilatortje repareren, een likje verf.
• Revisie van de elektronica.
• Verplaatsen van de radioamateurzenders vanuit het front-end naar beneden in het waarneemhuis van de telescoop.
• Het oplossen van het kabel-aansluit-risico in de focusbox.
• De bestaande documentatie actualiseren van de elektronica, de kabels/kabelaansluitingen en de afmetingen van de mechanische onderdelen.

De werkzaamheden werden uitgevoerd door de vrijwilligers van de maandagploeg (voor mechanica, elektronica en front-end), voorheen onder leiding van Cor Veldman, tegenwoordig Brant Visser, aangevuld met Jan van Muijlwijk en Jan Kappert van de dinsdagploeg (voor de zenders en ontvangers) en andere geïnteresseerde vrijwilligers. Piet Zijlstra heeft met extra inzet buiten de maandagen de focusbox en antennebox mechanisch tiptop in orde gemaakt en de focusbox afgesloten met een metalen plaat. Tammo Jan Dijkema en Jan Kappert hebben extra inzet geleverd voor het actualiseren van de documentatie.

De laatste week van maart – operatie front-end is dus een maand uitgelopen – zijn de laatste werkzaamheden uitgevoerd.

Dynamiek

Nadat de trolley met inhoud beneden in het Mullerhuis stond, kwam er een ware ideeënstroom op gang onder andere via het Mattermost CAMRAS communicatieplatform. Jan van Muilwijk over dit gezamenlijke proces: “Nu alles beneden staat en er veel meer mensen zien hoe het allemaal precies in elkaar zit, ontstaan er aan de lopende band ideeën. Dat is erg leuk. Soms zijn het ideeën die al eens geopperd zijn en om goede redenen niet zijn verwezenlijkt. (…) Heerlijk, al die dynamiek!”

Bij het openen van de antennebox bleek er een grote vliegenpopulatie in gehuisvest. Die deden er lang over om allemaal uit het Mullerhuis te verdwijnen … De piepschuim isolatielagen boden natuurlijk een ideale broedplaats voor insecten (zie bovenstaande foto). De piepschuim behuizing is volledig vernieuwd. Nu zonder lijm, makkelijker te verwijderen om bij de antennes te komen, veel beter sluitend en dus beter isolerend.

Verplaatsing van de zenders

Na de kabel-vernieuw-actie in mei 2017 gaan er tien coaxkabels naar de focusbox: drie 7/8 inch-kabels en zeven dunnere Hyperflex13 kabels. Voorheen – met verdenking van mogelijk gekneusde coaxkabels – was het niet verantwoord om veel vermogen door de kabels te sturen naar de zenders in de focusbox. Nu er kortere betrouwbare dikke kabels naar boven lopen, lag het voor de hand om nu de zenders beneden in de waarneemruimte te plaatsen.

Een deel van de werkzaamheden bestond er dan ook uit de TV-zender voor 70 cm en de andere zender voor 23 cm beneden in de cabine te plaatsen. De 70-cm heeft een maximale output van 400 Watt. De 23-cm eindtrap is een veel kleiner apparaat met maximale output van 120 Watt. Sturing vanuit de TS2000X transceiver was op 70 cm circa 12 Watt voor maximum output en op 23 cm circa 3 Watt voor maximum output. Dat zal nu iets veranderen omdat de kabels tussen de TS2000X en de eindtrappen veel korter worden.

Oplossing van het kabelprobleem

Een heikel punt bij het terugplaatsen van de antenneboxhouder (front-end kar) in de focusbox was steeds het vastzetten. Voorheen moesten namelijk eerst alle kabels in de focusbox worden aangesloten aan de antennebox, waarna de front-end kar in de focusbox wordt gereden. Omdat de kabels losliggen was er een risico – en dat is ook wel eens gebeurd – dat de kabels bekneld en beschadigd raken.

Na veel brainstormen en na verschillende proefballonnen, is er een oplossing voor dit probleem bedacht: de kabels in de focusbox kunnen op een vast paneel in de focusbox worden vastgemaakt en liggen dus niet meer los. In de plaat voor op de antennebox is een afsluitbaar gat waardoor dit kabelpaneel na het vastmaken van de antenneboxhouder nog bereikt kan worden zodat de kabels van de antennebox alsnog kunnen worden vastgemaakt. Dit briljante idee werd al enige tijd geleden geopperd door Harm Jan Stiepel, geïnspireerd door de Westerbork telescopen. Deze verbetering moet het makkelijker en veiliger maken om het front-end te verwisselen.

(1) Drie 7/8 inch-kabels; (2) zeven dunnere Hyperflex13 kabels; (3) Piet Zijlstra begint met het aanleggen van het kabelpaneel; (4) het kabelpaneel.

Met name de aansluiting van de bekabeling en de routering bleek nu inderdaad verbeterd te kunnen worden. De foto’s laten zien hoe een en ander was en nu is gewijzigd. Ook konden beneden in de bedieningscabine de binnenkomende coax- en voedingslijnen wat netter, praktischer en professioneler afgemonteerd worden.

Voorlopig klaar

Dinsdagmiddag 28 maart hebben – na nog wat laatste strubbelingen – Ed Dusschoten, Jan van Muijlwijk en Piet Zijlstra de antennebox naar boven gebracht en aangesloten. Na testen – behalve zenden – werkt alles weer als voorheen:

• De pulsar is zowel op horizontale als verticale polarisatie goed te zien.
• De 21cm-lijn is helder in beeld.
• Op 13cm (de S-band-toeter die we ook voor Artemis gebruikt hebben) lijken we minder signaal te zien dan voorheen. De zon en ook de Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) zijn vrij goed in beeld, maar het signaal lijkt zwakker.

Het zwakkere signaal gaan we verder uitzoeken, en er worden nog andere voorversterkers en filters geplaatst. Maar het grote werk lijkt nu afgerond. De Dwingeloo Radiotelescoop is weer in bedrijf!

Toekomstplannen

Operatie front-end gaat verder met het ontwikkelen van een tweede front-end speciaal voor hogere frequenties en een derde front-end speciaal voor radioastronomie.

Doordat het wisselen van front-end nu makkelijker gaat, wordt het ook eenvoudiger om uitbreidingen te doen aan het ‘standaard’ front-end dat nu in de focusbox zit. Daarin zitten de 23cm-hoorn, een 13cm-hoorn (off-focus) en dipolen voor 70cm, alles met bijbehorende elektronica. Uitbreidingen zijn bijvoorbeeld het plaatsen van elektronica om op 2 m golflengte te kunnen zenden en ontvangen (waarvoor dan wel de benodigde yagi antennes tijdelijk moeten worden bevestigd).

Maar voor die toekomstplannen hoeft de telescoop niet drie maanden uit bedrijf zoals nu is gebeurd.