Космос | Радиотелескоп

Субмиллиметровый радиотелескоп диаметром 15 м (Швеция — Европейская южная обсерватория). Установлен в Чили
Радиотелескоп — астрономический инструмент для приёма собственного радиоизлучения небесных объектов (в Солнечной системе, Галактике и Метагалактике) и исследования их характеристик, таких как: координаты, пространственная структура, интенсивность излучения, спектр и поляризация.

Радиотелескопы обычно представляют собой конструкции очень больших размеров. Наиболее распро-странённый тип радиотелескопа -это сооружение, основным элементом которого служит сплошное ме-таллическое зеркало параболической формы. Зеркало отражает падающие на него радиоволны, так, что они собираются вблизи фокуса и улавливаются специальным устройством — облучателем. Затем сигнал усиливается и преобразуется в форму, удобную для регистрации и анализа. Хранение и обработка данных осуществляются с помощью компьютерной техники. Чувствительность радиотелескопа тем выше, чем больше отражающая поверхность.

Обычный радиоприёмник имеет приспособление для настройки на волну нужной радиостанции. Оно представляет собой перестраиваемый фильтр, который усиливает радиоизлучение только на волне выбранной станции и не пропускает (подавляет) сигналы станций, работа-ющих на близких волнах. В отличие от земных радиостанций космические радиоисточники, как правило, излучают в широком диапазоне радиоволн. Поэтому и радиоастрономический приёмник должен иметь чувствительность по возможности в более широком диапазоне. Такой приёмник называется ралиометром.

Расширению полосы приёма препятствуют в основном помехи от наземных радиостанций. Поэтому для радиоастрономии международными соглашениями выделены специальные интервалы длин волн, которые запрещается использовать любым наземным радиосредствам.

Крупнейший в мире 300-метровый радиотелескоп с параболической антенной сооружён в 1963 г. в Аресибо, на острове Пуэрто-Рико. Он сконструирован, построен и эксплуатируется Национальным центром астрономических и ионосферных исследований США. Телескоп расположен в огромном естествен- ном котловане в горах. На высоте 1 50 м над поверхностью гигантского неподвижного зеркала укреплена на стальных тросах 600-тонная платформа, на которую можно подняться по полукилометровому подвесному мосту или по канатной дороге. Подвижная часть платформы поворачивается вокруг собственной оси. По рельсам вдоль платформы перемещается управляемая компьютером кабина с облучателями и приёмниками — так радиотелескоп наводится на исследуемый источник. Из-за неподвижности антенны наблюдения любого источника не могут продолжаться более двух часов. Но этот недостаток компенсируется огромной площадью зеркала, обеспечивающей высокую чувствительность. Радиотелескоп в Аресибо отличается от многих других также тем, что он может служить и передающей антенной. В таком режиме выполнены уникальные экспе-рименты по радиолокации Солнца, Луны и планет Солнечной системы.

В 1972 г. в Германии построен 100-метровый полноповоротный радиотелескоп. Он сооружён в ущелье невысоких гор в 50 км от Бонна, вблизи небольшого городка Эффельсберг. Радиотелескоп имеет достаточно высокую точность поверхности, что позволяет использовать его даже на волне 4 мм. Угловое разрешение телескопа на такой короткой волне составляет около 10". Радиотелескоп в Эффельсберге до сих пор считается крупнейшим в мире полноповоротным радиотелескопом.

Радиотелескопов с диаметром зеркала больше 50 м единицы. Вторым в Европе по размеру после Эффельсбергского является 76-метровый радиотелескоп на обсерватории Джодрелл-Бэнк. Он эффективно ис-пользуется только в дециметровом диапазоне волн, так как точность поверхности зеркала не очень высокая. В 1994 г. в России начал работать 64-метровый радиотелескоп, третий по величине в Европе. Он расположен недалеко от города Калязина на Волге, в 180 км к северу от Москвы.

Крупным отечественным радиотелескопом является РАТАН-600 (Радиотелескоп Академии наук диаметром 600 м), сооружённый в 1976 г. на Северном Кавказе, близ станицы Зеленчукской. Зеркало этого телескопа не покрывает всю площадь круга, а представляет собой кольцо диаметром 600 м, собранное из 895 алюминиевых щитов высотой 7 м. Угловое разрешение такой системы определяется диаметром кольца и составляет на волне 3 см около 10". В реальных наблюдениях всё кольцо сразу используется редко. Телескоп разбит на секторы: северный, южный, восточный и западный. Щиты каждого сектора ориентируются на выбранный источник, а в фокусе каждого сектора установлен облучатель, который может перемешаться, обеспечивая наблюдения данного источника в течение нескольких минут.


Радиотелескоп РАТАН-600 (Россия)
До сих пор были рассмотрены радиотелескопы, на которых вся энергия радиоволн фокусируется с помощью зеркала или системы зеркал на общий облучатель и усиливается затем одним приёмником. Есть другой тип радиотелескопа: излучение принимается независимыми антеннами, усиливается на каждой антенне и передаётся по кабелям или волноводам для общего суммирования сигнала. Длину кабелей подбирают так, чтобы сигналы ото всех антенн поступали на суммирующее устройство в одной фазе (синфазно). Тем самым осуществляется электрическая фокусировка всей антенной системы. Подобные радиотелескопы называются синфазными антеннами.


Гигантский радиотелескоп в чаше кратера Аресибо
На радиоастрономической станции ФИАН в городе Пушино Московской области работает Большая синфазная антенна (БСА), представляющая собой поле взаимосвязанных дипольных антенн длиной 300 м и шириной 400 м. Эффективная собирающая площадь БСА почти такая же, как у радиотелескопа в Аресибо. БСА работает на волне 3 м. На этом радиотелескопе исследуются прежде всего пульсары и ядра галактик.


Один из крупнейших в Европе радиотелескопов. Эффельсберг. Германия

© Михаил Попов

Источники:

Энциклопедия Аванта+, том 8, «Астрономия».

В начало

Космос | Радиотелескоп