Rijksuniversiteit Groningen

Het logistieke ontwerp van de LOFAR radiotelescoop: een operations research benadering ter optimalisatie van het waarnemingsvermogen en de bouwkosten

Datum: 16 april 2009

Promotie: L.P. Schakel, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Het logistieke ontwerp van de LOFAR radiotelescoop: een operations research benadering ter optimalisatie van het waarnemingsvermogen en de bouwkosten

Promotor(s): prof.dr. G. Sierksma, prof.dr. H.R. Butcher

Faculteit: Economie en Bedrijfskunde

Drie of vijf armen ideaal voor LOFAR-telescoop

Lolke Schakel komt in zijn promotieonderzoek tot de conclusie dat het meerarmig spiraalontwerp voor de lage frequentie telescoop LOFAR, zoals door ASTRON voorgesteld, het best met een oneven aantal armen kan worden gebouwd. Het aantal armen is idealiter drie of vijf en de armen moeten voldoende worden gekromd om het waarnemingsvermogen voor momentopnamen te optimaliseren. De keuze voor het aantal spiraalarmen dient te worden gemaakt op basis van het vereiste waarnemingsvermogen, het niveau van de robuustheid in de waarneming, het beschikbare budget voor de bekabeling en de snelheid waarmee LOFAR de radiohemel volledig kan afzoeken. De schaalbaarheid van het spiraalontwerp heeft als bijkomend voordeel dat de telescoop in fasen gebouwd kan worden en dathet waarnemingsvermogen van het instrument eenvoudig te verhogen is door toevoeging van nieuwe antennevelden aan de uiteinden van de spiraalarmen of tussen aangrenzende antennevelden op een arm. Deze eigenschap is met name nuttig wanneer de toekomstige budgetten onzeker worden.

Hoe dieper we kijken in het heelal, hoe dichter we komen bij haar oorsprong. Dit feit motiveert sterrenkundigen om steeds grotere en geavanceerdere telescopen te bouwen. De lage frequentie telescoop LOFAR behoort tot de nieuwste generatie van radiotelescopen en wordt gebouwd door de Stichting Astronomisch Onderzoek in Nederland (ASTRON) om het radiospectrum van 10 tot 240 megahertz te openen. LOFAR zal bestaan uit meer dan honderd antennevelden, verspreid in een gebied van enkele honderden vierkante kilometers in Nederland en omringende landen, verbonden door supersnelle glasvezelkabels met een supercomputer. Op deze wijze wordt een reusachtig waarnemingsinstrument gesynthetiseerd met hoge gevoeligheid en hoge resolutie.

Schakels proefschrift draagt bij aan de kennis en de inzichten over hoe een optimaal topologisch ontwerp, een optimale geografische locatie en een efficiënte bekabeling voor LOFAR bepaald dienen te worden. Dit ontwerpprobleem en de bijbehorende optimalisaties maken gebruik van technieken uit de operations research en richten zich op het simultaan maximaliseren van het waarnemingsvermogen en het minimaliseren van de bouwkosten van het instrument.

Lolke Schakel (Harlingen, 1979) studeerde Econometrie & Operations Research aan de Rijksuniversiteit Groningen. Hij verrichtte zijn onderzoek aan de faculteit Economie en Bedrijfskunde. Het werd gefinancierd door onderzoeksschool SOM.