Все о космосе

Космос. Астрономия. Вселенная. Наука

Leaf
Главная
Новости
FAQ по Астрономии
Астрословарь
Древняя астрономия
Современные теории
Метагалактика
Солнечная система
Статьи о космосе
Космонавтика
Галерея астрофото
Популярно о космосе
Карта сайта
Поиск
Обратная связь
Партнеры

Астрономия
Leaf Главная arrow Новости arrow Статьи о космосе arrow Радиотелескопы, электронные и телевизионные телескопы



Радиотелескопы, электронные и телевизионные телескопы PDF Напечатать Е-мейл

До недавнего времени все наши знания о Вселенной были основаны на анализе наблюдений и измерений видимого света, дошедшего до нас от небесных объектов. Видимый свет является весьма ограниченным участком обширного спектра электромагнитных колебаний, известных в настоящее время физикам. Изучение ультрафиолетового и инфракрасного излучений небесных объектов расширило наши познания о природе и физических условиях весьма отдаленных от нас источников. Совершенно очевидно, что, используя для наблюдений другие участки спектра электромагнитных волн, астрономы смогут получить дополнительные сведения о физических свойствах и природе небесных тел. Однако земная атмосфера не пропускает широкий диапазон, волн электромагнитного спектра. Так, проницаемость ее на поверхности Земли сильно уменьшается для волн ультрафиолетового участка спектра длиной короче 3500 А и достигает предела около 2950 А. Для волн инфракрасной области спектра атмосфера частично непроницаема: она поглощает энергию в широком диапазоне спектра.

Из него видно, что довольно большая область радиоволн, примерно от 1 до 4 мм и от 8 мм до 20 м, проникает через атмосферу Земли. Для волн, близких к 1 см, становится заметным изменение «прозрачности» атмосферы от дождя, снега итуг мана. Волны более 20 м отражаются.от ионизированных верх? них слоев и не проходят сквозь атмосферу. Таким образом, из общего известного нам спектра электромагнитных волн для астрономических исследований можно использовать сравнительно небольшой участок.

Радиоастрономические наблюдения могут производиться независимо от состояния атмосферы и условий видимости днем и ночью. Оптические же наблюдения возможны только в ясную погоду, в основном ночью.

Радиоволны слабо поглощаются межзвездным газом и межзвездной материей. Это дает нам возможность изучать более полно и подробно нашу звездную систему — Галактику, большая часть которой скрыта для визуальных наблюдений темными облаками межзвездной пыли. Путем исследования и измерения радиоизлучения от небесных объектов удалось определить такие их физические характеристики, которые недоступны оптическим наблюдениям.

С помощью радиотелескопов было обнаружено наличие отдельных космических источников радиоизлучения в Галактике. Эти источники были отождествлены с видимыми объектами и во многих случаях оказались туманностями, являющимися либо остатками сверхновых звезд, вспыхивавших когда-то в Галактике, либо внегалактическими образованиями. Число известных дискретных источников радиоизлучения велико.

Уже первые радионаблюдения на волне 21 см показали ученым наличие радиоизлучения межзвездного водорода. Им удалось определить направление движения облаков межзвездного водорода и на основании этих данных более точно рассчитать скорость вращения Галактики. Можно предполагать, что вскоре удастся обнаружить монохроматическое излучение молекул других веществ — компонентов межзвездного газа.

Наши знания о Вселенной намного расширятся, если мы сможем достаточно подробно расшифровать ту информацию, которая попадает к нам от небесных объектов в виде радиоизлучения. Для его приема необходимы специальные устройства. Вся аппаратура, с помощью которой улавливается и регистрируется внеземное радиоизлучение, носит название радиотелескопа, а сама наука об измерении космического радиоизлучения — радиоастрономии. Между оптическими телескопами и радиотелескопами имеются существенные различия. Так, вместо линз или зеркал, применяемых в оптических приборах для собирания и фокусирования света, в радиотелескопах для этой цели применяются антенны. Вместо глаза или фотопластинки, в случае визуальных и фотографических наблюдений, здесь используется радиоприемник и и пишущее устройство, которое регистрирует радиосигналы.

Несмотря на ряд преимуществ перед оптическими системами, радиотелескопы обладают ничтожной разрешающей силой. Они пока еще не могут выделять отдельные источники радиоизлучения, имеющие малые угловые размеры. Энергия, излучаемая отдельными источниками, находящимися на расстоянии нескольких минут дуги друг от друга, улавливается радиотелескопом в виде суммарного радиоизлучения.

Для повышения точности измерений и увеличения разрешающей силы радиотелескопа применяют интерференционный метод с использованием нескольких антенн, разнесенных на расстоянии 100—200 и более длин волн, на которые рассчитана аппаратура. Но в настоящее время не построено радиотелескопа, который имел бы разрешающую силу, рав* ную силе оптического телескопа, хотя проекты таких приборов начинают создаваться.

В оптическом телескопе разрешающая сила прямо пропорциональна диаметру зеркала или объектива, в радиотелескопе она прямо пропорциональна площади или диамет-руантенны. Если, например, для невооруженного человеческого глаза диаметр зрачка принять равным 3 мм> то это составит приблизительно 6000 длин световых волн* Чтобы получить в радиотелескопе такую разрешающую силу, какую имеет человеческий глаз, антенна также должна иметь диаметр, равный 6000 длинам волн. Так, для длины волны 1 м потребовалась бы антенна диаметром 6 км, А если бы, предположим, потребовалось рассчитать систему радиотелескопа с разрешающей силой, равной силе оптического телескопа с диаметром зеркала 5 м, то оказалось бы, что диаметр его антенны должен равняться диаметру земного шара.

Несмотря на малую разрешающую силу радиотелескопов, радиоастрономия и оптическая астрономия существенно дополняют друг друга. Удельный вес радиоисследований в астрономии пока сравнительно невелик, однако он быстро возрастает.

Развитие техники в радиоастрономии идет очень быстро. За сравнительно короткий промежуток времени, с момента первого обнаружения Я неким в 1932 г. внеземного радиоизлучения на волнах 14—17 ле, радиоастрономия сделала большие успехи, а сами радиотелескопы значительно усовершенствовались. Этому способствует бурное развитие техники приема и передачи метровых, сантиметровых и миллиметровых радиоволн, т. е. диапазона волн, используемых в современной радиолокационной технике.

Для уменьшения влияния внешних помех необходимо тщательно выбирать место установки радиотелескопа, особенно когда требуется высокая чувствительность. К радиоприемным устройствам телескопа предъявляются жесткие требования в отношении обеспечения минимальных внутренних радиошумов в радиосхемах.

Радиоприемные устройства, применяемые в настоящее время в радиоастрономии, позволяют измерять излучение, мощность которого составляет сотые доли процента от внутренних шумов радиотелескопа. Наименьшая энергия радиоизлучения, обнаруживаемая радиотелескопом, оказывается во много раз менынеэнергии видимого света, регистрируемого фотопластинкой при помощи мощного оптического прибора большого диаметра. Отсюда можно заключить, что в некоторых случаях радиотелескоп превосходит по проницательной способности оптический телескоп даже при использовании в последнем чувствительной фотопластинки.

<Предыдущая   След.>