Радиотелескопы

Опубликовано 27.01.2011 Ведущий Антон Степанов

На протяжении нескольких сот лет, со времен Галилея, человечество изучало космос посредством оптических приборов – телескопов. Их изобретение дало огромный толчок развитию астрономии, и с помощью оптических телескопов было сделано много открытий. Но вскоре ученые столкнулись с пределом возможности приборов данного типа, требовался иной подход. В 20ом веке появились приборы, которые изучают электромагнитные волны, испускаемые космическими объектами не в видимом диапазоне, а в радиодиапазоне.
Главными частями радиотелескопа являются антенна или антенная система и радиометр. В радиоастрономии изучаются радиосигналы объектов в весьма широком диапазоне длин волн – от десятой миллиметра до километра. Поэтому антенны радиотелескопов бывают весьма разнообразны по виду и конструкциям, для работы с тем или иным диапазоном. Антенны, для принятия более коротких волн конструктивно мало отличаются от знакомых нам спутниковых ТВ тарелок. Разве что размерами. Тот же параболоид и облучатель – устройство, где фокусируется радиоизлучение. С него энергия поступает на радиометр, усиливается, оцифровывается и далее поступает для обработки и изучения. Полученная информация позволяет судить о координатах объекта, его структуре, спектре и интенсивности излучения. Радио телескоп не видит объект целиком, он получает данные об энергии излучения в определенной точке. Но измерив ее в множестве точек можно говорить о построении некой картины. Представленные графически, такие данные, конечно, абсолютно отличаются от тех визуальных образов, которые дают нам оптические телескопы, но в научном плане дают далеко не меньше информации.
Главными характеристиками радиотелескопов являются разрешающая способность, т.е., упрощенно, способность показывать раздельно близкорасположенные объекты. И чувствительность – которая определяет насколько слабые источники энергии он способен зарегистрировать.
Так же существует особый вид радиотелескопов – радиоинтерферометры. Это уже системы нескольких антенн, связанных между собой. Сигналы с антенн интерферируют, аппаратно, путем подачи сигнала в общий смеситель или посредством компьютерной техники. Полученная информация от нескольких антенн анализируется для построения общей картины наблюдений, при помощи, так называемого аппретурного синтеза. Сами антенны радиоинтерферометров обычно меньшего диаметра, а характеристики всей системы зависят так же от разноса отдельных антенн.
По характеру заполнения их апертуры и по методам фазирования СВЧ поля радиотелескопы могут быть рефлекторами или рефракторами. Телескопы, которые имеют "дыры" в апертуре, превосходящие длину волны называют антеннами с незаполненной апертурой. К ним относятся и радиоинтерферометры, их отличает высокое разрешение. Для получения изображения происходит уже упомянутый синтез апертур, и по его разновидностям разделяют последовательный и более продвинутый – параллельный. В нем происходит одновременный анализ данных от множества антенн.
Если оптические телескопы стараются разместить на возвышенностях, в горах. Там где толща воздуха будет оказывать меньшее влияние, радиотелескопы, напротив, стараются строить в долинах, вдалеке от городов, там, где влияние электромагнитных шумов будет минимально. Радиотелескопы – дорогие внушительные конструкции. Иногда так, чтобы естественный рельеф местности использовался в качестве зеркала телескопа. А приемник на специальных опорах подвешивается над зеркалом.
Радиотелескопы весьма распространены, расположены в России, Италии, Украине, многих других странах. Они дают важную информацию астрономам. А помимо оптических и радио телескопов, существуют и другие, работающие в прочих диапазонах длин волн, например телескопы рентгеновского и гамма излучения.