Радиотехника і космос

Реферат по астрономии.

Тема:Радиотехника і космос.

[pic].

З про буд е р ж, а зв і е. 1. Запровадження. Зародження радіоастрономії. 3 2. Прозора чи атмосфера. 5 3. Радіотелескопи і рефлектори. 7 4. Боротьба перешкодами. 10 5. Про пильність радіотелескопів. 11 6. «Радиоэхо в астрономії. 14 7. Радіолокація відвідин Місяця й планет. 14 8. Метеори спостерігають днем. 18 9. У пошуках позаземних цивілізацій. 19 10.

Заключение

.

22 Використана література. 24.

1.Зарождение радиоастрономии.

Грудень 1931 року … У одній з армійських лабораторій її співробітник Карл Янський вивчає атмосферні перешкоди радиоприему. Нормальний хід радіопередачі хвилі 14,7 м порушений шумами, інтенсивність яких немає залишається постоянной.

Поступово з’ясовується загадкова періодичність — кожні 23 години 56 хвилин перешкоди стають особливо сильними. І день у дня з місяці в месяц.

Втім, загадка швидко віднаходить своє рішення. Дивний період точності дорівнює тривалості зоряних діб в одиницях сонячного часу. Через кожні 23 години 56 хвилин зі звичайних годинах, отсчитывающим сонячне час, земну кулю робить повний оборот навколо своєї осі, і всі зірки знову повертаються до початкове положення щодо горизонту будь-якого пункту Земли.

Звідси Янський робить природний висновок: прикрі перешкоди мають космічне походження. Якась таємнича космічна «радіостанція» разів у добу займає таке становище на небі, що її радіопередача сягає найбільшої интенсивности.

Янський намагається відшукати об'єкт, викликає радіоперешкоди. І, незважаючи на досконалість радіоапаратури, винуватець знайдено. Радіохвилі походять від сузір'я Стрільця, саме його, у бік якої перебуває ядро нашої зоряної системи — Галактики.

Так народилася радіоастрономія — одне з найбільш захоплюючих галузей сучасної астрономии.

Перші п’ятнадцять років радіоастрономія майже розвивалася. Багатьом були ще незрозуміло, принесуть чи радіо методи якусь істотну користь астрономії. Війна, що друга світова війна призвела до бурхливе зростання радіотехніки. Радіолокатори було прийнято на озброєнні всіх армій. Їх вдосконалювали, всіляко прагнули підвищити чутливість, зовсім не від припускаючи, звісно, використовувати радіолокатори на дослідження небесних тел.

Радянські вчені академіки Л. І. Мандельштам і М. Д. Папалексі теоретично обгрунтували можливість радіолокації Місяця ще 1943 году.

Це були перші радиоастрономическое дослідження у Радянському Союзі. Два роки (в 1946 року) він був здійснено спочатку у США, а потім у Угорщини. Радіохвилі, послані людиною, досягли відвідин Місяця й, позначившись від нього, почали використовувати Землю, де були уловлені чутливим радиоприемником.

Наступні десятиліття — це надзвичайно швидкого прогресу радіоастрономії. Його може бути тріумфальним, оскільки щорічно радіохвилі приносять з космосу дивовижні відомості про природу небесних тел.

Радіоастрономія використовує зараз найчутливіші прийомні пристрої і найбільші антенні системи. Радіотелескопи проникли в такі глибини космосу, які залишаються не досяжними для звичайних оптичних телескопів. Радіоастрономія стала невід'ємною частиною сучасного природознавства. Перед людством розкрився радіо космос — картина Всесвіту в радиоволнах.

Кожна наука вивчає певні явища природи, через методи і засоби. Для радіоастрономії об'єктом вивчення служить весь неосяжний космос, все незліченну кількість небесних тіл. Щоправда, це вивчення кілька одностороннє — воно ведеться лише за допомогою радіохвиль. Та й у такому «розрізі» Всесвіт виявляється нескінченно різній, невичерпною для исследователя.

Ми у світі хвиль. Будь-яке тіло, чи це книга, ваше тіло, чи зірка, випромінює енергію у вигляді електромагнітних хвиль. Людський очей чутливий далеко ще не всім їх. Лише незначна частка електромагнітних хвиль, потрапляючи на сітківку очі, викликає відчуття світла. Але й цій частки вистачає, щоб наповнити земну кулю сяйвом сонячного світла і гамою різноманітних фарб. Можливо, наша обмеженість в сприйнятті електромагнітних хвиль є благодійна турбота нас саму природу. Адже якби людина сприймав все випромінювання, що у природі, ні б він придушений їх постійним многообразием?

Хай не було, але людському оку доступні лише ті електромагнітні хвилі, довжина яких криється у межах від 400 до 760 миллимикрон. Розкладаючи тригранної скляній призмою білий промінь на складові частини, ми маємо спектр — райдужну смужку, де представлені все кольору, доступні глазу.

Відомо, що у обидві сторони видимого спектра розташовуються області невидимих випромінювань. Такі ультрафіолетові промені із довжиною хвилі менше 400 миллимикрон. Вони виявляють своє існування по-різному. У спекотний сонячного дня окремі викликають засмагу на нашому тілі. Ті ж промені сильно впливають на емульсію звичайних фотопластинок, залишаючи у ньому що абсолютно очевидно сліди. До ультрафіолетовим променям прилягають рентгеновы промені, широко застосовувані до медицини. Найбільш короткохвильові з відомих випромінювань, звані гама промені, виділяються при радіоактивному розпаді. Їх енергія дуже висока і вони небезпечні — потужне гамма-випромінювання може породити болісні явище променевої болезни.

За червоною кордоном видимого спектра лежить область невидимих інфрачервоних променів. Деякі їх, із довжиною хвилі значно меншою одного сантиметри, здатні помітно нагріти наше тіло, і тому їх іноді називають тепловими променями. Коли ж ви підносите руку до розпеченому праски і якомусь відстані відчуваєте його тепло, на той час ваша рука піддається саме цих інфрачервоних, «теплових» лучей.

За інфрачервоними променями йдуть радіохвилі. Їх довжини вимірюються міліметрами, сантиметрами, дециметрами і метрами.

Попри кількісні і якісні відмінності, перелічені випромінювання — від гама променів до радіохвиль — мають єдиною спільною властивістю: усі мають загальну природу, є електромагнітними волнами.

Завдяки спільності природи всім електромагнітним хвилях властиві, наприклад, такі процеси. Як однакова швидкість поширення, відбиток, і переломлення, поглинання і розсіювання. Радіохвилі, як і промені видимого світла, можуть складатися друг з одним, тобто, мовою фізики, интерферировать. У окремих випадках можна спостерігати дифракцию радіохвиль, чи «заокруглення» ними предметів, розміри яких можна з їх длиной.

Чудово, що всяке нагріте тіло випромінює електромагнітні хвилі різноманітних довжин. Відклавши по горизонтальній осі графіка довжини хвиль, а, по вертикальної осі величини, що характеризують інтенсивність випромінювання, то є випромінюваної енергії для даної довжини хвилі, можна було одержати, кажуть фізики, розподіл енергії за широким спектром даного тела.

Для Сонця максимум кривою розподілу енергії за широким спектром лежать у області жовтих променів. І це дійсно, глухе від Землі на відстань зірок наше Сонце начебто жовтенької. Жовтий колір Сонця звичайно помітне лише через сліпучої яскравості денного светила.

У сфері інфрачервоних променів крива розподілу енергії за широким спектром поступово наближається до горизонтальній осі, теоретично кажучи, ніде її не перетинаючи. Це означає, що всяке нагріте тіло у якійсь мірі випромінює і радіохвилі. Домовимося випромінювання радіохвиль, викликане нагретостью тіла, називати тепловим радиоизлучением.

Як бачите, радіохвилі які завжди штучного походження. Радше навпаки — природних радіостанцій незрівнянно більший, ніж тих, створених руками людини. У принципі, будь-яке тіло може розглядатися як природна радіостанція, нехай незначною мощности.

Вам, звісно, траплялося спостерігати прикрі перешкоди на екрані телевізора. Десь поруч проїжджає тролейбус чи автобус, й одразу зображення псується — екраном біжать якісь білі смужки. І це разі винуватець — природні радіохвилі. Їх породили іскрові розряди на кінцях струмоприймачів тролейбуса чи щетках генератора автомашини. «Непрохані» радіохвилі втрутилися в передачу, зіпсували настроювання телевізора і викликали помехи.

Кожна електрична іскра — природна «радиостанция».

Електричні розряди завжди породжують радіохвилі. Як відомо, перший радіоприймач А. З. Попова був «грозоотметчиком» — він уловлював хвилі, породжувані молнией.

Є, проте, суттєва відмінність радіохвиль, випромінюваних електричної іскрою і радиоизлучением, наприклад, нагрітого утюга.

Радіовипромінювання іскри викликано як нагретостью розпеченого повітря, а й іншими, складнішими процесами. У разі кажучи не про тепловому радіовипромінювання. Як побачимо надалі, нетепловое радіовипромінювання може виникнути, наприклад, під час гальмування надшвидких електронів під впливом магнітних сил.

Здається, безліч різноманітних радіо випромінювань дозволяє вивчати Всесвіт у кожному діапазоні радіохвиль. Але, на жаль, цьому перешкоджає атмосфера.

2.Прозрачна чи атмосфера?

Важко повірити, що повітря майже прозорий, щодо наших очей доходить тільки незначна частка всіх випромінювань, що у природе.

Погляньте малюнок 1. Він ілюструє прозорість земної атмосфери для електромагнітних хвиль різних довжин. Гладка горизонтальна частина кривою, співпадаюча із горизонтальним віссю графіка, зазначає ті випромінювання, котрим земна атмосфера не прозора. Два «горба» кривою, один вузький, інший широкий, відповідають двом «вікнам прозорості» в земної атмосфере.

Ліва їх лежать у основному області видимих променів — від ультрафіолетових до інфрачервоних. На жаль, атмосфера Землі цілком не прозора для променів, довжина хвилі котрих значно менша 290 миллимикрон. Між тим, у далеких ультрафіолетових областях спектра розташовані спектральні лінії багатьох хімічних елементів. Ми не бачимо, і тому наші відомості про хімічний склад небесних тіл далеко ще не сповнені. [pic].

мал.1 Прозорість земної атмосферы.

Останнім часом астрономи намагаються вирватися поза межі повітряної оболонки Землі та побачити космос, в «чистому вигляді». І це ним вдається. Висотні ракети і повітряні кулі виносять спектрографы та інші прилади в верхні, дуже виряджені верстви атмосфери, де він автоматично фотографують спектр Солнца.

Розпочато вивчення у такий спосіб та інших астрономічних объектов.

Інший край «оптичного вікна» атмосфери впирається у область спектра із довжиною хвилі близько мікрона. Інфрачервоні промені з більшою довжиною хвиль сильно поглинаються переважно водяними парами земної атмосферы.

Багато тисячоліть астрономи вивчали Всесвіт лише крізь одне вузьке «оптичне вікно» атмосфери. Не підозрювали що є ще одне «вікно», значно більше широке. Воно лежать у області радиоволн.

Лівий край «радіо вікна» відзначений ультракороткими радіохвилями довжиною 1,25 див, правий край радіохвилями завдовжки близько 30 м.

Радіохвилі довжина котрих значно менша 1,25 див (крім хвиль завдовжки близько 8 мм), поглинаються молекулами кисню і водяних парів. Їх є безперервний перехід до тих електромагнітним хвилях, якими називаємо инфракрасными.

Радіохвилі, довжина яких набагато більше 30 м, поглинаються особливим верхнім шаром атмосфери, що мав назва іоносфери. Як свідчить саму назву, іоносфера складається з іонізованих газів, тобто таких газів, атоми яких позбавлені частини своїх електронів (такі ж входить у ионосферу).

Для деяких радіохвиль шар іонізованого газу подібний до дзеркала — радіохвилі відбиваються від цього як сонячний промінь від поверхні води. Тому які надходять хвилі більше 30 м майже зовсім відбиваються від іоносфери. Їх Земля є «блискучим кулькою» (як сонячних променів блискучий іграшковий ялинковий кулю), і пробити іоносферу вони за состоянии.

«Радіо вікно» набагато ширші «оптичного вікна». На малюнку 1 по горизонтальній осі відкладена так звана логарифмічна шкала довжин, то є одиниці масштабу вздовж цієї осі є одиниці ступеня числа 10. Якщо ж поводитися з числами, а чи не зі своїми логарифмами, то ширина «радіо вікна» (близько 30 м) вийде майже десять мільйонів разів більше ширини «оптичного вікна». Отже, «оптичне вікно» скоріш можна вважати надзвичайно вузької щілиною, і можна тільки дивуватися, що досліджуючи Всесвіт через таку «щілину», ми знаємо про неї надзвичайно многое.

Природно очікувати, широко розчахнуте до космосу «радіо вікно» покаже нам Всесвіт ще більше різній і сложной.

Якщо випромінювання небесного тіла за довжиною хвилі адресований «радіо вікна», воно практично безперешкодно сягає земної поверхні, і завдання астрономів у тому, щоб вловити і досліджувати якимось способом це излучение.

І тому і створено радиотелескопы.

3.Радиотелескопы і рефлекторы.

Пригадаємо, як влаштований телескоп-рефлектор. Промені, що посилаються небесним тілом, потрапляють на увігнуте параболическое дзеркало й краще, позначаючись з його поверхні, збирається у фокусі рефлектора. Тут виходить зображення небесного тіла, яка розглядається через сильну лупу — окуляр телескопа. Маленька друге дзеркало, що відбиває проміння на бік окуляра, має суто конструктивне, а чи не принципове значение.

Роль головного дзеркала тут досить зрозуміла. Воно створює зображення небесного тіла, і це зображення буде найкращим у разі, коли небесне тіло перебуває в продовженні оптичної осі телескопа. Телескоп в цьому випадку спрямований безпосередньо в спостережуваний объект.

Приймачем випромінювання в телескопе-рефлекторе служить людське око чи миска. Щоб збільшити кут зору докладно розглянути зображення світила, припадати користуватися проміжним пристроєм — окуляром.

Отже, в телескопе-рефлекторе є збирач випромінювання — параболическое дзеркало й краще приймач випромінювання — очей спостерігача чи фотопластинка.

За такою схемою влаштований, по суті, і найпростіший радіотелескоп (мал.2). У ньому космічні радіохвилі збирає металеве дзеркало, іноді суцільне, інколи ж решетчатое.

[pic].

мал.2 Схема устрою радіотелескопа. Форма дзеркала радіотелескопа, як й у рефлекторе, параболічна. Звісно і тут подібність не випадкове — лише параболічна (чи, точніше, параболоидная) поверхню здатна зібрати в фокусі падаюче її у електромагнітне излучение.

Якби очей міг сприймати радіохвилі, пристрій радіотелескопа міг стати неотличимым від устрою телескопа-рефлектора. Насправді приймачем радіохвиль в радиотелескопах служить не людське око чи табличка, а высокочувствительный радиоприемник.

Дзеркало концентрує радіохвилі на маленькій дипольної антени, опромінюючи її. Саме тому ця антена в радиотелескопах отримав назву облучателя.

Радіохвилі, як і випромінювання, несуть у собі деяку енергію. Тому, падаючи на опромінювач, вони збуджують у тому металевому провіднику упорядкований переміщення електронів, інакше кажучи, електричний струм. Радіохвилі з неуявної швидкістю «набігають» на опромінювач. Тож у облучателе виникають швидко перемінні токи.

Тепер ці струми треба передати на приймальне будова та досліджувати. Від облучателя до радіоприймачу електричні струми передаються по волноводам — спеціальним лідерів у яких, форму порожніх трубок. Форма перетинів волноводов та його розміри штрафів можуть бути различными.

Космічні радіохвилі чи, точніше, порушені ними електричні струми надійшли у радіоприймач. Можна було б, мабуть, підключивши до приймачу репродуктор, послухати «голоси зірок». Та звичайно роблять. Голоси небесних тіл позбавлені будь-якої музикальності — не чарівні «небесні мелодії», а ріжучу наш слух шипіння і свист почулися із репродуктора.

Астрономи надходять інакше. До приймачу радіотелескопа вони приєднують спеціальний самопишущий прилад, який реєструє потік радіохвиль певної длины.

Два типу установок не тільки в рефлекторів, а й в радіотелескопів. Окремі можуть рухатися лише навколо вертикальної і горизонтальній осей. Інші обладнані параллактической установкою — таких, щоправда, поки меншість. Установки радіотелескопів мають дуже важливе призначення: якомога точніше націлити дзеркало на об'єкт і зберегти таку орієнтування під час наблюдений.

Є між радіотелескопами і рефлекторами велика різниця. Настільки великі що забувати про неї не можна. Насамперед, розміри збирачів випромінювань — дзеркал. Найбільший з нашій країні телескопіврефлекторів 6-метровий інструмент Спеціальної астрофізичної обсерваторії. Дзеркала радіотелескопів значно більше. У рядових їх вони вимірюються метрами, та якщо з найбільших рухливих діючих радіотелескопів має дзеркало поперечником 76 м. До того найбільшим радіотелескопом був телескоп в Аресібо (Пуерто-Ріко). Нерухоме дзеркало цього телескопа має діаметр 300 метрів і вмонтовано в кратер одного бездіяльних вулканів. Цей інструмент може працювати як радіолокатор, причому радіосигнали від цього може бути уловлені (лише на рівні земної радіотехніки) не більше нашої Галактики.

На тому Спеціальної астрофізичної обсерваторії АН СРСР перебуває 600-метровый радіотелескоп. На відміну від радіотелескопа в Пуерто-Ріко, головна частина нашого радіотелескопа є не суцільне металеве увігнуте дзеркало, а кільце діаметром 600 м, що складається з 895 рухливих алюмінієвих відбивачів, кожен із яких має в діаметрі 2*7,5 м. Ця найбільша у світі радіотелескоп вміщує прийом радіохвиль із довжиною хвилі від 8 мм до 30 див. З параметрів (зокрема, по роздільною здібності) цей інструмент їй немає подібних у світі. У часу побудують ще більші радіотелескопи, тоді як рефлектори з поперечником дзеркала 10 м навряд чи домовленість створювати найближчі двадцятьтридцять років. У чому причина таке істотне различия?

Секрет простий. Виготовити дзеркало телескопа-рефлектора в технічному відношенні незрівнянно важче, ніж значно більше за величиною дзеркало радиотелескопа.

Щоб параболическое дзеркало давало у своїй фокусі досить рідкісне, чітке зображення небесного об'єкта (неважливо, в видимих чи невидимих променях), поверхню дзеркала має ухилятися від ідеальної геометричній поверхні понад 1/10 довжини хвилі зібраного випромінювання. Такий «допуск» вірний як видимих променів світла, так радіохвиль. Для радіохвиль 1/10 довжини хвилі вимірюється міліметрами, бо і сантиметрами, тоді як променів видимого світла цей допуск мізерно малий — соті частки мікрона! Як бачите, важливі не абсолютні значення шорсткості дзеркал, які ставлення до довжини хвилі зібраного излучения.

Про те, як важко створити великий рефлектор, ми вже казали. Радіотелескоп з поперечником кілька десятків метрів побудувати легше. Адже якщо цей телескоп прийматиме радіохвилі із довжиною хвилі 1,25 див, то шорсткості нічого не винні за величиною перевищувати 1 мм — допуск цілком технічно осуществимый.

У деяких радиотелескопах, розрахованих приймання радіохвиль з довжиною, вимірюваною багатьма метрами, дзеркала робляться не суцільні, а сетчатыми. Цим значно зменшується вагу інструмента, верб той час, якщо розміри осередків малі тоді як довжиною радіохвиль, ґратчасте дзеркало діє і як суцільне. Інакше висловлюючись, для радіохвиль отвори у дзеркалі радіотелескопа, по суті, є невідчутними «неровностями».

Підкреслимо одну чудову особливість описуваних радіотелескопів — можуть працювати в різних довжинах хвиль. Бо зрозуміло, що властивість параболічних дзеркал концентрувати випромінювання в фокусі залежить від довжини хвилі цього випромінювання. Тому, змінюючи опромінювач, тобто приймальню антену, можна «налаштовувати» радіотелескоп на бажану довжину хвиль. При цьому, звісно, потрібно змінити частоту радиоприемника.

Чим більший розміри дзеркала, тим більше коштів випромінювання воно збирає. Кількість зібраного випромінювання, очевидно, пропорційно площі дзеркала. Отже, що більше дзеркало, тим чутливіше телескоп, тим паче слабкі джерела випромінювання вдається його спостерігати — ведеться чи прийом на радіохвилях чи променях видимого света.

Чудово, що радіотелескопи можна встановлювати у кожному пункті країни. Адже вони не залежить від примх погоди чи прозорості атмосфери. З допомогою радіотелескопів можна досліджувати Всесвіт хоча у проливний дождь!

4.Борьба з помехами.

Нелегко створити суцільне металеве дзеркало з поперечником в кілька десятків метрів, ще й встановити те щоб, переміщуючи дзеркало з дивовижною плавністю, його було націлити про всяк ділянку неба. І таке творіння рук людських є справжнє диво сучасної техники.

Іноді дзеркало радіотелескопа, як говорилося, роблять дуже великим, але нерухомим. При високої чутливості такий телескоп обмежена у своїх можливостях — вона завжди спрямовано те ж точку неба.

Втім, і нерухомий телескоп все-таки рухається, адже він перебувати лежить на поверхні Землі, а земну кулю безупинно і рівномірно обертається навколо своєї уявлюваного осі. Тож у зору нерухомого радіотелескопа постійно з’являються дедалі нові небесні тіла, причому спостереженню доступний досить широке кругової пояс неба. Зрозуміло, через добу, коли Земля зробить повний оборот, картини зору радіотелескопа знову почнуть повторяться.

Радіоприймачі приєднані до антени радіотелескопа, дуже чутливі. Якщо, наприклад, до них просто підключити який-небудь провідник, то приймач стане реагувати на безладні теплові руху на цьому провіднику. Ясніше кажучи, теплове рух електронів викликає на кінцях провідника безладно мінливі напруги, пропорційні температурі провідника. У приймальнику ці процеси набудуть характер «шумов».

Хоча потужність таких перешкод від антенного устрою мізерно мала, вони все-таки, хоч як це прикро, часом десятки, котрий іноді у сотні разів перевершують потужність космічного радіовипромінювання. Заважають ще й шуми, що у самому приймальнику під час роботи транзисторов.

Шуми, породжені апаратурою, хіба що маскуються під космічне випромінювання. Вони друг на одного й посилюються в приймальнику одночасно. Цим обставиною обмежується чутливість сучасних радіотелескопів. Проте якщо з допомогою великого ускладнення апаратури вдається зареєструвати сигнали на 100 раз слабші, ніж шуми аппаратуры.

Під час вивчення слабких джерел космічних радіохвиль застосовують досить складні і хитромудрі методи лікування й устрою. дозволяють вловити невловиме. І тут перемога залишається зрештою за людиною. Зростання техніки радіоастрономії відбувається бурхливо, і з кожним роком радіотелескопи стають дедалі більш чувствительными.

Втім, вже нині чутливість радіотелескопів викликає подив. Якщо порівняти енергію випромінювання, сприйняту найкращими із сучасних радіотелескопів, з енергією видимого світла, що посилається зірками, то виявиться, що радіотелескопи в тисячі разів чутливі гігантських телескопов-рефлекторов. Серед різноманітних приймачів електромагнітних хвиль радіотелескопи немає собі равных.

5.О пильність радиотелескопов.

Завдяки складним оптичним явищам промені від зірки, уловлені телескопом, сходяться над одній точці (фокусі телескопа), а деякою невеликої області простору поблизу фокусу, створюючи зване фокальное пляма. У цьому вся плямі об'єктив телескопа конденсирует електромагнітну енергію світила, уловлену телескопом. Якщо в телескоп, зірка нам видасться не точкою, а кружечком з помітним діаметром. Але це справжній диск зірки, лише її зіпсоване зображення, викликане недосконалістю телескопа. Ми створене телескопом фокальное пляма. Чим більший діаметр об'єктива, тим менший прибуток і розміри фокального пятна.

З величиною фокального плями міцно пов’язана що дозволяє здатність телескопа. Так називають найменше відстань між двома джерелами випромінювання, які даний телескоп дає розрізнити окремо. Якщо, наприклад, в подвійний зірці обидві зірки так близькі на небі друг до друга, що їх зображення, створювані телескопом, потрапляють практично всередину фокального плями, подвійна зірка видасться в телескоп одиночной.

Оптичні телескопи мають дуже великий роздільну здатність. Нині найкращі з оптичних телескопів здатні «розділити» подвійні зірки з відстанню між складовими в 0,1 секунди дуги! Під таким кутом видно людську волосину з відривом 30 м.

Радіотелескопи сприймають дуже довгохвильове випромінювання. Тому фокальное пляма в радиотелескопах величезна. І, відповідно що дозволяє здатність цих інструментів дуже низька. Виявляється, наприклад, що радіотелескоп з діаметром дзеркала 5 м при довжині радіовипромінювання 1 м здатний розділити джерела випромінювання, якщо вони відстоять друг від друга більш як десять градусов!

Десять градусов—это двадцять видимих поперечников Місяця. Отже, зазначений радіотелескоп неспроможний «розгледіти» окремо такі незначні йому небесні світила, як Сонце чи Луна.

Зрозуміло, що низька що дозволяє здатність звичайних невеликих радіотелескопів — недолік; навіть за величезних розмірах дзеркала вона, зазвичай, поступається роздільною силі ока (що вже казати вже про оптичних телескопах). Які ж можна усунути це препятствие?

Фізикам вже давно відомо явище складання хвиль, що його ними інтерференцією. У шкільному підручнику фізики докладно описано, яке має інтерференція практично. Виявляється, інтерференцію можна залучити до радиоастрономии.

Уявімо, що водночас з цих двох джерел поширюються дві хвилі. Якщо вони самі, кажуть фізики, перебувають у протилежних фазах, то є «горб» однієї доводиться саме проти «западини» інший, обидві хвилі «погасять» одне одного, коливання середовища припиняться. Якщо це світлові волны—наступит пітьма, якщо звуковые—тишина, якщо хвилі на воді — повний покой.

Може статися, що хвилі перебувають у однакових фазах («горб» однієї хвилі збігаються з «горбом» інший). Тоді такі хвилі посилюють одне одного, коливання середовища відбуватимуться які з подвійною интенсивностью.

Уявімо тепер пристрій, зване радіоінтерферометром (рис.3). Це два однакових радіотелескопа, розділених відстанню (базою) і з'єднаних між собою електричним кабелем, до середини якого приєднано радіоприймач. Від джерела радіовипромінювання на обидва радіотелескопа безупинно приходять радіохвилі. Однак тим їх, які потрапляють на ліве дзеркало, доводиться проробити кілька більший шлях, ніж радіохвилях, уловленим правим радіотелескопом. Розбіжність у шляхах, звана різницею ходу, дорівнює відтинку АБ. Неважко зметикувати, що у цьому відрізку вкладається парне число полуволн улавливаемого радіовипромінювання, то «ліві» і «праві» радіохвилі надійдуть у приймач з однаковим фазою і підсилять одне одного. При непарному числі полуволн станеться зворотне— взаємне гасіння радіохвиль, й у приймач радіосигнали зовсім не від поступят.

Зверніть увагу: за зміни напрями на джерело випромінювання змінюється від і різницю хода.

Досить у своїй (що дуже важливо!) лише незначне зміна кута j, щоб «гасіння» хвиль змінилося їх зусиллям навпаки, потім відразу ж потрапити відгукнеться дуже чутливий радиоприемник.

Радиоинтерферометры роблять, зазвичай, нерухомими. Однак Земля обертається навколо своєї осі, і тому становище світил на небі безупинно змінюється. Отже, в радиоинтерферометре постійно спостерігатимуть періодичні посилення і послаблення радіопередачі від спостережуваного джерела космічних радиоволн.

Радиоинтерферометры набагато «зорче» звичайних радіотелескопів, оскільки вони реагують на дуже малі кутові усунення світила, отже, і дозволяють досліджувати об'єкти з невеликими кутовими розмірами. Іноді радиоинтерферометры складаються з цих двох, та якщо з кількох радіотелескопів. У цьому що дозволяє здатність радіоінтерферометра істотно збільшується. Є й інші технічні устрою, що дозволяють сучасним «радіо очам» астрономів стати дуже «зіркими», значно більше зіркими, ніж неозброєний людський глаз!

[pic].

рис. 3 Схема радіоінтерферометра (dйого база, тобто. відстань між радіотелескопами, j характеризує напрям на джерело радиоволн).

Радиоинтерферометры набагато «зорче» звичайних радіотелескопів, оскільки вони реагують на дуже малі кутові усунення світила, отже, і дозволяють досліджувати об'єкти з невеликими кутовими розмірами. Іноді радиоинтерферометры складаються з цих двох, та якщо з кількох радіотелескопів. У цьому що дозволяє здатність радіоінтерферометра істотно збільшується. Є й інші технічні устрою, що дозволяють сучасним «радіо очам» астрономів стати дуже «зіркими», значно більше зіркими, ніж неозброєний людський глаз!

Вже у лютому 1976 року радянські і американські вчені що його цікавий експеримент— радіотелескопи кримської і Хайсптекской (США) обсерваторій у цьому досвіді грали роль «очей» велетенського радіоінтерферометра, а відстань в багато тисячі кілометрів між тими обсерваторіями було його базою. Оскільки база була великою і космічні радіо об'єкти спостерігалися із різних континентів, досягнута що дозволяє здатність виявилася воістину фантастической—одна десятитисячна частка секунди дуги! Під таким кутом видно з Землі на Місяці слід від ноги космонавта! Пізніше до цих експериментам приєднались і австралійські вчені, отже астрономи «глянули» на космічні радіоджерела відразу з трьох континентів. Результати виправдали витрачені зусилля: в ядрах галактик і квазарах виявлено вибухові процеси надзвичайної активності, причому у деяких випадках що спостерігається швидкість розльоту космічних хмар в квазарах, очевидно, перевершує швидкість света!

Отже, нова техніка поставила перед наукою й побудувати нові проблеми принципового характеру. Досягнута нині що дозволяє здатність радіоінтерферометрів — це ще межа. У найближчому майбутньому, мабуть, радіотелескопи стануть ще зорче.

До речі, й у оптичної астрономії використовують інтерферометри. Їх приєднують до великим телескопам, щоб виміряти реальні поперечники зірок. У обох випадках інтерферометри грають роль своєрідних «очок», дозволяють розглянути важливі подробиці у навколишній нас Вселенной.

Але оптичні інтерферометри по пильність значно поступаються тим, які вживаються нині у радиоастрономии.

6."Радиоэхо" в астрономии.

До цього часу йшлося і про пасивному вивченні космічних радіохвиль. Вони уловлюються радіотелескопами, і завдання астронома лише у цьому, щоб найкраще розшифрувати ці сигнали, отримати з допомогою як жило якнайбільше даних про небесних тілах. У цьому дослідник неможливо втручається у хід досліджуваного їм явления—он лише пасивно наблюдает.

Та галузь радіоастрономії, з якою ми тепер коротко познайомимося, має іншої, якщо так висловитися, активний характер. Її називають радіолокаційної астрономией.

Слово «локація» означає визначення місцеположення якогось предмета. Якщо, наприклад, при цьому використовується звук, то говорять про звуковий локації. Нею, як відомо, широко користуються сучасні мореплавці. Особливе пристрій, зване ехолотом, надсилає у напрямі на дно океану короткі, але потужні нечутні ультразвуки. Позначившись від дна, вони повертаються, і ехолот фіксує час, витрачене звуком на подорож доі назад. Знаючи швидкість поширення звуку у питній воді, легко підрахувати глибину океана.

У такий спосіб можна виміряти та глибину колодязя чи якогось ущелини. Голосно гукнувши, потім чекайте, коли до вашого вуха донесеться відлуння — відбитий звук. Урахувавши, що швидкість звуку повітря дорівнює 337 м/с, легко обчислити дані відстань. Цікаво, що звукова локація трапляється у світі тварин. Кажан має спеціальним природним локационным органом, який, випускаючи нечутні звуки, допомагає миші орієнтуватися у польоті. Ці ультразвуки поглинаються в товстому шарі волосся, і тому, не отримавши зворотного звукового відлуння, кажан сприймає голову як «порожнє місце». Цим і пояснюється, що кажан іноді у темряві вдаряється про голови людей, не прикриті головним убором.

Коли говорять про «радіолокації», то під те слово розуміють визначення місцеположення предмета з допомогою радіохвиль. Радіолокаційна астрономія — ще зовсім молода галузь науки. Систематично радіолокаційні спостереження небесних тіл почалися всього років тому. І все-таки досягнуті успіхи дуже великі. Напрочуд цікаві і подальші перспективи цього активного методу вивчення небесних тел."Активного" оскільки тут людина або сама направляє у космос створені їм штучні радіохвилі і, спостерігаючи їхні відбитки, може потім власним бажанням видозмінити эксперимент.

Кажучи образно, в радіолокаційної астрономії людина «доторкається» до небесних тіл створеним їм радиолучем, а чи не пасивно спостерігає їх излучение.

7.Радиолокация відвідин Місяця й планет.

Ще 1928 року, коли більшість радіоаматорів користувалися примітивними детекторными приймачами, радянські вчені Л. І. Мандельштам і М. Д. Папалексі розглядали питання посилці радіосигналу на Місяць, і прийомі па Землі радиоэха. Тоді це лише смілива мрія, далеко випереджала дійсність. Але така характерна риса великих ученых—их думку випереджає факти і що бачить те, що стає можливим лише в будущем.

Протягом років Другої світової війни Л. І. Мандельштам і М. Д. Папалексі знову повернулися до займала їх ідеї. Тепер настали інші часи. Радіолокація надійно ввійшла у військовій життя, і радіолокатори впевнено намацували невидимі цели.

Радянські вчені з урахуванням нових даних підрахували, якою повинна бути потужність радіолокатора і про його якості, щоб її допомогою можна було радіолокацію Місяця. Наукова цінність такого експерименту була поза сумнівом. Адже досі, щоб визначити відстань до Місяця, доводилося спостерігати її становище серед зірок одночасно з цих двох досить віддалених один від друга обсерваторій. Радіолокація вирішила б ту ж саме завдання при спостереженнях вже з пункту. З огляду на швидкий прогрес радіотехніки, можна було б очікувати, що радіолокаційні виміру астрономічних відстаней дадуть результати значно точніші, ніж, отриманих в прошлом.

Труднощі, проте, виявилися величезними. Розрахунки довели, що з інших рівних умов потужність відображеного сигналу убуває назад пропорційно четвертого ступеня відстані до мети. Виходило, що місячний радіолокатор повинен мати приблизно тисячу разів більшої чутливістю, ніж звичайна радіолокаційна станція берегової оборони, обнаруживавшая у роки літак ворога за двісті километров.

І все-таки проект здавався досить переконливим, і впевненість його авторів найбільший винуватець успіху невдовзі була обгрунтована фактами.

На початку 1946 року становили майже одночасно, але з різними установками, угорські і американські радіофізики що його радіолокацію Луны.

На Місяць посилалися потужні імпульси радіохвиль довжиною 2,7 м. Кожен імпульс мав тривалість 0,25 секунди, причому пауза між імпульсами становила 4 секунди. Антена радіолокатора була дуже недосконала: воно могло повертатися лише навколо вертикальної осі. Тому дослідження лише за сході чи заході Місяця, коли остання перебувала поблизу горизонта.

Приймальний пристрій радіолокатора впевнено зафіксувало слабкий відбитий сигнал, місячне радиоэхо.

Шлях до відвідин Місяця й назад радіохвилі зробили за 2,6 сік, що, втім, за її неймовірно великий швидкості на повинен викликати подиву. Точність цього першого радиоизмерения через недосконалість апаратури була ще низька, проте збіг з такими відомими раніше даними було дуже хорошее.

Пізніше радіолокація Місяця була повторена на багатьох обсерваторіях, і з кожним разом зі дедалі більшої влучністю і, звісно, з більшою легкостью.

Великі можливості радіолокації виявилися у спостереженнях так званої либрации Місяця. Під цим терміном астрономи розуміють своєрідні «погойдуванню» місячного кулі, викликані почасти геометричними причинами (умовами видимості), почасти причинами фізичного характеру. Завдяки либрации земної спостерігач бачить не половину, а близько 60% місячного кулі. Отже, либрация дозволяє нас інколи «зазирати» за край видимого місячного диска і спостерігати прикордонні райони зворотного боку Луны.

При «погойдуванні», чи либрации, Місяця один її край наближається до спостерігачеві, а інший видаляється. Швидкість цього руху дуже мала — порядку 1м/сек, що менше навіть швидкості пішохода. Але радіолокатор здатний, виявляється, знайти й такі смещения.

Радіолокатор посилає на Місяць хвилі певної довжини. Природно, як і відбитий радіосигнал володітиме тієї ж довжиною хвиль. Можна сказати, що радиоспектр відображеного сигналу є ще однією певну «радиолинию».

Якби Місяць не «погойдувалась» щодо земного спостереження, радиоспектры посланого і відображеного імпульсу були б зовсім однаковими. Насправді ж різниця, хоч і невеличка, усе-таки є. Радіохвиля, отразившаяся від цього краю Місяця, що наближається до земному спостерігачеві, за принципом Доплера матиме дещо більше частоту і, отже, меншу довжину, ніж радіохвиля, послана на Місяць. Для іншого удаляющегося краю Місяця повинен спостерігатися протилежний ефект. У результаті «радиолиния» в радиоспектре відображеного імпульсу буде більш широкої, розтягнутої, ніж «радиолиния» посланого імпульсу. За величиною розширення можна визначити швидкість видалення країв Місяця. Цим самим методом можна визначити періоди обертання планет навколо осі і швидкості їх руху по орбите.

Раніше були потрібні багаторічні високоточні оптичні спостереження Місяця, щоб потім, після довгих обчислень отримати величину либрации. Радіолокатори вирішили це завдання, як кажуть, безпосередньо і незрівнянно быстрее.

При кожному вимірі користуються деяким еталоном — міркою, уживаної як одиниця довжини. Для вимірів на земної поверхні таким еталоном служить метр. Для астрономії відстань ні метр, ані шеляга навіть кілометр є цілком підходящої одиницею масштабу — надто великі відстані між небесними тілами. Тому астрономи вживають замість метри значно більше велику одиницю довжини. Називається вона «астрономічної одиницею» (скорочено «а.є.»). За визначенням астрономічна одиниця дорівнює середньому відстані від Землі до Сонця. Щоб зв’язати астрономічні виміру довжини з суто земними мірками відстаней, астрономічну одиницю зрештою зіставляють з метром — висловлюють астрономічну одиницю в метрах чи километрах.

За часів Йоганна Кеплера (17 століття) величину астрономічної одиниці ще було невідомо — вона уперше було знайдено лише через століття. Не були відомі і відстані від поверхні Сонця до інших планет Сонячної системи. Проте, третій закон Кеплера говорить, що «квадрати часів звернення планет навколо Сонця ставляться між собою, як куби їх середніх відстаней до Сонця». Яким чином, не знаючи відстаней планет до Сонця, Кеплер міг відкрити цей закон?

Весь секрет, виявляється, у цьому, що ні знаючи абсолютних (виражених у кілометрів) відстаней планет до Сонця, можна порівняно просто з спостережень обчислити їх відносні відстані, тобто дізнатися, у скільки ж разів одна планета далі від поверхні Сонця, ніж другая.

Знаючи ж відносні відстані планет від поверхні Сонця, можна зробити креслення Сонячної системи. Не вистачатиме лише одну — масштабу. Якщо б можна було вказати, чому одно відстань кілометрів між будь-якими двома тілами на кресленні, то, очевидно, цим самим було б запроваджено масштаб креслення, й у одиницях даного масштабу відразу можна було б мати відстань всіх планет до Солнца.

До застосування радіолокації середнє відстань від Землі до Сонця, то є астрономічна одиниця, вважалося рівним 149 504 000 км. Ця величина виміряти не вже напевне, а наближено з помилкою в 17 000 км у той чи іншу сторону.

Деяких така помилка може жахнути. З цього погляду відстань від Землі до Сонця обмірювано якраз — відносна помилка вбирається у сотої частки відсотка. Але постійне прагнення підвищенню точності притаманно будь-який точної науки. Тому можна було зрозуміти астрономів, коли вони знов і знову уточнюють масштаб Сонячної системи та прагнуть застосувати найдосконаліші методи для виміру астрономічної одиниці. Отут і приходять допомогу радиоастрономия.

Очевидно, що радіолокація планет через їх віддаленості незрівнянно важче радіолокації Місяця. Не забудьте, що потужність радиоэха падає назад пропорційно четвертого ступеня відстані, тобто дуже сильно. Але сучасна радіотехніка подолала й інші трудности.

Вже у лютому 1958 року американськими вченими вперше проведена радіолокація найближчій з планет—Венеры, а вересні цього року піймано радиоэхо від Солнца.

Під час радіолокації Венера лежить у 43 мільйонах км від Землі. Отже, радіохвилі вимагалося приблизно 5 хвилин для подорожі «туди, й назад». Сигнали подавалися протягом 4 хвилин 30 секунд, а такі 5 хвилин «подслушивалось» радиоэхо. Тривала посилка радіосигналів спричинило необходимостью—при короткому імпульсі одиничне відбиток від Венери були наблюдаться.

Навіть із такими хитрощами дати раду прийнятих радиосигналах було нелегко. Вкрай слабкі, відбиті від Венери радіохвилі маскувалися власними шумами приймальні апаратури. Тільки електронні обчислювальні машини після майже річний обробки спостережень нарешті довели, що радіолокатор все-таки прийняв дуже слабке радиоэхо від Венери. Після першого успіху радіолокація Венери була повторена ще кілька раз.

Радиоэхо від Венери виходить 10 мільйонів раз слабшим, ніж радиоэхо від Місяця. Але радіолокатори таки поймали—таков прогрес радіотехніки за якісь дванадцять лет.

Набагато більше яка й із кращими результатами провели радіолокацію Венери у квітні 1961 року радянські вчені. За даними вдалося уточнити величину астрономічної одиниці. Виявилося, що Сонце на 95 300 км далі від Землі, ніж думали до того часу, і астрономічна одиниця дорівнює 14 959 930 001. Помилка у тому вимірі вбирається у 2000 км у той чи іншу бік, що до измеренному відстані становить лише тисячні частки процента!

Тепер величину астрономічної одиниці знають вужче, що дозволяє собі з меншими помилками вираховуватимуть траєкторії космічних ракет, але це має значення для міжпланетних путешествий.

Сонце для радіолокатора значно більше велика мета, ніж Венера. Але зате Солнце—само потужним джерелом космічних радіохвиль. Щоб ці радіохвилі не «заглушили» радиоэхо, відбитий Сонця радіосигнал повинен бути по крайнього заходу на 100 разів сильніший від сигналу, відображеного від Венеры.

Радіолокація Сонця вперше проводилася так. Передавач включався з інтервалами за 30 я секунд протягом 15 хвилин. Спостереження почалися вересні 1958 року й було продовжено навесні 1959 року. Після обробітку також довелося вдатися по допомогу електронних обчислювальних машин. У хорошому злагоді із попередніми розрахунками вийшло, що радіосигнал, посланий з Землі, позначилося від верств сонячної корони, які перебувають у відстані 1,7 радіуса Сонця з його поверхности.

Ще 1959 року радіолокація Меркурія показала, що добу в цій планеті близькі до 59 земним діб, тобто Меркурій не звернений завжди до Сонцю однією стороною, як вважалося доти. Радіолокатори з’ясували також, що добу на Венері в 243 разу довші земних, причому Венера обертається у бік зі Сходу захід, тобто у бік, зворотний обертанню решти планет.

Радиолуч крізь хмари Венери «промацав» її рельєф і встановив існування на Венері кратерів, подібних місячним. Радіолокація уточнила даних про рельєфі Марса. Але, мабуть, полягає досягнуто в метеорної астрономии.

8.Метеоры спостерігають днем.

Зоряна ніч. У неуявної дали тихо сяють тисячі сонць. І раптом начебто одне з зірок зірвалася і полетіла, залишаючи на небі вузеньку підсвічену смужку. Усі явище зазвичай займає частки секунд, рідше кілька секунд.

Такий вигляд мають «падаючі зірки», чи метеорити, — явище, добре знайомі кожному ще з дитинства. Коли небу пролітає «падаюча зірка», це, що у земну атмосферу з безповітряного світового простору вторглася крихітна тверда частинка вагою грами і навіть частки грама — метеорна тело.

Рухаючись зі швидкістю десятки кілометрів на секунду, сильно стискує собі повітря. Він яскраво світиться, створюючи попереду метеорного тіла так звану «повітряну подушку». Її ми бачимо як «падаючу зірку», тоді як саме метеорна тіло через дрібниці безпосередньому спостереженню не доступно.

Поєдинок твердої частинки космічного речовини і земної атмосфери має результат. Приблизно в розквіті 80−100 км метеорні тіла повністю руйнуються, і залишається після нього дрібна метеорна пил повільно осідає на Землю. Оскільки яскравість метеорів порівняти з видимої яскравістю зірок, то досі «падаючі зірки» спостерігалися лише ночами, на темному тлі зоряного неба.

Радіоастрономія значно розширила можливість вивчення цих цікавих явлений.

Коли метеорна тіло стрімко протинає земну атмосферу, то, зіштовхуючись із молекулами і атомами повітря, воно частково ионизует їх, то є «вибиває» їх деякі електрони. Відтак метеорною тілом утворюється довгий циліндричний шар із ионизованных газів. Його розміри дуже солідні — при поперечнику на кілька метрів довжина цієї іонізованої «труби» сягає десятків кілометрів. У результаті дифузії (розсіювання газів) «труба» поступово розширюється й зрештою, разрушаемая вітрами та інші причинами, хіба що розчиняється в атмосфере.

Ми вже зазначали, що шар ионизованных газів для радіохвиль певних довжин є своєрідною дзеркалом. Отже, з допомогою радіолокатора можна отримати роботу радиоэхо і зажадав від ионизованных метеорних слідів. Можливості радіотехніки у цій галузі виключно великі. Радіолокатори можуть швидко визначити відстань до метеора, швидкість метеорного тіла, його гальмування у атмосфері і, нарешті, становище радіанта, тобто такої точки неба, звідки, як здається, вилетів метеор.

Досліди показали, що найкращі результати виходять, якщо радіолокація метеорів ведеться на хвилях завдовжки близько 5 м.

Сучасні радіолокатори так чутливі, що він доступні метеори 16-ї зоряної величини, тобто у 10 тисяч раз менш яскраві, ніж самі слабкі із зірок, доступних неозброєному глазу.

Систематичні радіолокаційні спостереження метеорів почалися зі 1946 року. У ніч із 9 на 10 жовтня цього року Земля мала перетнути орбіту комети Джакобини — Циннера. Коли така ж подія відбувався за 1933 року, на небі спостерігався інтенсивний «зоряний дощ». Сотні метеорів борознили за всіма напрямами зоряне небо. Цього дня земну кулю зустрівся з метеорною потоком — величезним риємо метеорних тіл, своєрідних «осколків» кометної ядра, несущихся навколо Сонця орбітою породила їх комети. Астрономи домовилися називати метеорні потоки у тій сузір'я, з якого, як здається, вилітають відповідні їм метеори. Оскільки метеорний дощ, пов’язані з кометою Джакобини — Циннера, має радіант в сузір'ї Дракона, то породжений нею метеорний потік отримав назву Драконит.

Щороку, наприкінці першої декади жовтня Земля зустрічається з драконидами — метеорними тілами потоку Драконід. Але тільки іноді їх зоряні дощі бувають особливо великими. Саме такою випадок і незабаром стався в 1946 року, коли Земля пересекала найбільш щільну частина потока.

На превелику заздрість астрономів у ніч із 9 на 10 жовтня 1946 року яскраво світила Місяць, і його сяйво сильно заважало звичайним спостереженням. Для радіолокаторів місячний світло не перешкода. Радянські вчені Б.Ю. Левін і П. О. Чечик тієї ночі зареєстрували радиоэхо від сотень метеорів, більшість яких залишалося невидимым.

З того часу радіолокаційні спостереження метеорів надійно ввійшли в практику роботи багатьох обсерваторій. Ні туман, ні дощ, ні сліпуче денний сяйво Сонця що неспроможні завадити радиолокаторам «намацувати» невидимі «падаючі зірки». Вони впевнено фіксують як спорадичні метеори, то є такі метеори, які пов’язані з якимсь певним метеорною потоком, таки і невидимі «зоряні дожди».

9.В пошуках позаземних цивилизаций.

Навряд чи є інша наукова проблема, яка викликала таке величезне інтерес і ті палкі суперечки, як проблема в зв’язку зі позаземними цивілізаціями. Література в цьому плані вже налічує багато тисяч найменувань. Скликаються наукові конференції і симпозіуми, налагоджується міжнародне співробітництво учених, ведуться експериментальні дослідження. По улучному вираженню Станіслава Лема, проблема в зв’язку зі позаземними цивілізаціями подібна іграшкової матрешке—она містить у собі проблематику всіх наукових дисциплин.

Однією з можливих каналів зв’язки Польщі з розумними мешканцями, очевидно, то, можливо прийом радіосигналів від високорозвинених позаземних цивілізацій. При рівні радіотехніки можлива також посилка сигналів з Землі далеким «братам по разуму».

Наприкінці 1959 кілька років відомих закордонних учених Моррісон і Коккони виступили на проект встановлення радіозв'язку з мешканцями інших планет. Стисло суть цього проекту наступного: Усередині неймовірно величезної сфери радіусом до числа ста світлових років укладено близько сотні тисяч зірок. Серед них знайдуться десятки, і може бути, і сотні таких, які оточені населеними планетами. Можна думати, як і над іншими цивілізаціями, досягли такої ж рівня розвитку, як наша, встав хоча б вопрос—как встановити радіозв'язок коїться з іншими розумними мешканцями Всесвіту? Хто знає, можливо, й у напрямі за наше Сонце хтось посилає радіосигнали із глибин зоряного світу — сигнали, куди поки людство відповідало мовчанням! Та на якій самої довжини придатні швидше за все ведеться ця передача?

Невідомі нам розумні істоти живуть планети, оточеній атмосферою. Отже, і вони, мабуть, можуть радирувати до космосу лише крізь вузьке «радиоокно» їх атмосфери. Отже, можливий діапазон радіохвиль для «міжзоряному» радіозв'язку, швидше за все, обмежується довжинами від кількох сантиметрів до 30 м. Космічні природні джерела радіохвиль, як вже відомо читачеві, ведуть постійну інтенсивну «радіопередачу» на хвилях метрового діапазону. Щоб не створювала прикрі перешкоди, радіозв'язок населених світів розумно вести па довжинах хвиль коротше 50 див. Але й короткі радіохвилі, на кілька сантиметрів, знову непридатні — адже теплове радіовипромінювання планет відбувається саме у таких хвилях, і вона «глушити» штучну радиосвязь.

І тепер Моррисону і Коккони спадає на думку блискуча думку. Радіозв'язок потрібно поводитися на хвилях, близьких до 21 див, які випромінює міжзоряний водень. Адже розумні мешканці інших планет повинні розуміти величезну роль міжзоряного водню до вивчення Всесвіту. Отже, і мусить бути потужна радіоапаратура, яка саме цій хвилі була. Так як водород—самый поширений елемент в що спостерігається нами частини всесвіту, його випромінювання хвилі довжиною 21 див може розглядатися як якийсь природний, «космічний» еталон довжин. Отже, найімовірніше прийом радіосигналів з інших населених планет потрібно поводитися хвилі довжиною 21 см.

Важко, звісно, передбачити, який шифр буде криється у тих сигнали. Можна припустити, що діти наші далекі «брати по космосу» скористаються універсальним мовою всіх мислячих существ—языком математики. Можливо, їх сигнали даватимуть послідовність цифр 1, 2, 3… Чи вони передадуть через безодні космосу шифроване значення таку прекрасну числа, як p. Принаймні штучні радіосигнали хвилі 21 див можна буде потрапити від природних. Зокрема, оскільки радіопередавач встановлено до, а планеті й із нею звертається навколо зірки, то завдяки ефекту Доплера штучні радіосигнали повинні періодично змінювати свою частоту.

Проект Моррісона і Коккони викликав у середовищі астрономів величезну зацікавленість. З кінця 1960 року у Національної радіоастрономічної обсерваторії США Франк Дрейк почав систематичні «прослуховування» деяких зірок з єдиною метою знайти штучні радіосигнали. Спочатку було обрано дві зірки, дуже схожі на Сонце. Це Тау із сузір'я Кіта і Епсилон із сузір'я Эридана. До кожної їх близько одинадцяти світлових років. Прослуховування велося на радіотелескопі з діаметром дзеркала 26 м.

Космос мовчав. Втім, очікувати швидкий успіх було б занадто наївно. Минуть голи, і може бути, багато десятиліть, як вдасться затвердити з штучні радіопередачі із глибин Всесвіту. Та й розшифрувавши ці сигнали і відправивши у відповідь свої, ми можемо очікувати швидкого, «оперативного» розмови. Наші питання і їх відповіді будуть поширюватися зі швидкістю скінчилася, але це отже, що з посилки питання до відповіді пройдуть десятиліття! На жаль, прискорити розмова неможливо — у природі нічого немає швидше радиоволн,.

З 1967 року пошуки радіосигналів від інопланетян почалися й у нашої країні. Ці праці ведуться під керівництвом відомого радянського вченого члена-кореспондента АН СРСР У. З. Троїцького. Нині на всенаправленных (а чи не на параболічних) радиотелескопах ведеться прийом радіосигналів буде в діапазоні від 3 до 60 див. Одночасно подібні спостереження проводяться та інших місцях Радянського Союзу. Коли всіх таких далеких друг від друга радиотелескопах одночасно буде ухвалено загадкові «сплески» радіовипромінювання, є підстави вважати, що прийнято радіосигнали (чи є якісь радіоперешкоди) з космоса.

Поки що ці експерименти не сприяли бажаному результату, хоча виявлено нове явище— сплески радіовипромінювання природного походження, які надходять на Землю із близького космоса.

Найбільший у світі кільцевої 600-метровый радіотелескоп Спеціальної астрофізичної обсерваторії АН СРСР вже від розпочала диверсифікацію своєї роботи включився у пошуки космічних радіосигналів штучного происхождения.

У обговорюється проект «Циклоп», реалізований з допомогою Науководослідницького центру НАСА (Національне управління з астронавтиці і дослідженню космічного простору). У проекті «Циклоп» система для прийому радіосигналів від інопланетян складається з тисячі радіотелескопів, встановлених з відривом 15 км друг від друга II працюючих спільно. У сутності, цю систему радіотелескопів подібна одному велетенському параболическому радиотелескопу з майданом дзеркала 20 квадратних кілометрів! Проект «Циклоп» передбачається реалізовувати наступних 10—20 років. Такі Терміни нічого не винні здаватися надмірними, оскільки вартість планованого споруди воістину астрономічна — щонайменше 10 мільярдів долларов!

Якщо цю систему «Циклоп» стане реальністю, вдасться принципі приймати штучні радіосигнали в радіусі 1000 світлових років. У цьому величезному обсязі космічного простору міститься понад мільйон сонце подібних зірок, частина яких, можливо, оточена населеними планетами. Чутливість системи «Циклоп» разюча. Якби навколо найближчій до нас зірки Альфа Центавра зверталася планета, така Землі (з такою самою рівнем розвитку радіотехніки), то система «Циклоп» було б здатна вловити радіопередачі, проведені друг для друга мешканцями цієї планеты!

Поки проект «Циклоп» не здійснено, група американських радіоастрономів намагається прийняти радіосигнали приблизно від 500 найближчих зірок (в радіусі до 80 світлових років). Прийом ведеться на 100метровом параболическом радіотелескопі, одному із найбільших у мире.

Розпочата й перша спроба активної радіозв'язку з інопланетянами. Як говорилося, 300метровый радіотелескоп в Аресібо може працюватиме, як радіолокатор хвилі 10 див, і його сигнал (з допомогою радіотелескопів, подібних земным!)может бути уловлений не більше нашої Галактики.

16 листопада 1974 року, коли відбувся офіційне відкриття радиообсерватории в Аресібо, гігантський радіолокатор послав шифроване радиосообщение до інопланетянам. У цьому вся повідомленні в двоичной системі числення закодовані найважливіші інформацію про Землі її мешканців. Сигнал посланий на шаровий зоряне скупчення в сузір'ї Геркулеса, що містить близько 30 000 зірок. Коли б близько однієї з цих зірок є високорозвинена цивілізація, здатна прийняти Європу і розшифрувати сигнал, відповідь нею ми матимемо не раніше, як за 48 000 років — дуже погрішили проти ті його звезды!

І всі таки жага до спілкування зі позаземним Разумом так сильна, що це технічні і тимчасовими труднощами здаються переборними. До того ж розумні наші побратими можуть опинитись і поруч з нами.

10.

Заключение

.

А чого усе-таки почалася радіоастрономія?! Почалося усе з того, що американська радиоинженер Карл Янський у грудні 1931 г. Виявив якіто дивні радіошуми, які перешкоджали передачі хвилі 14,7 м. З’ясувалося, що джерелом радіоперешкод було радіовипромінювання Чумацького Пути.

Під час Другої світової війни радіолокатори широко увійшли до практику і було прийнято на озброєння всіх армій. У 1943 г. Радянські академіки Л. И. Мандельштам і І.Дз. Папалексі теоретично обгрунтували можливість радіолокації Місяця, що й здійснено через три роки. У після військові роки прогрес радіоастрономії придбав бурхливий, майже вибуховий характер.

Після радіолокацією метеорів (1945) і Венери (1958) пішла радіолокація Юпітера (1963) і Меркурія (1963). У 1946 г. На хвилі довжиною 4,7 м відкрили потужний космічний джерело радіовипромінювання в сузір'ї Лебєдя. Ще роком раніше голландський астрофізик Ван Де Хюлст теоретично обгрунтував можливість космічного випромінювання хвилі довжиною 21 див, яке було знайдено в 1951 р. Радіовипромінювання Сонця хвилі довжиною 18,7 м, відкрите ще 1947 г., стала однією з важливих явищ, характеризуючих фізичну природу центрального тіла Сонячної системы.

Сучасні радіотелескопи приймають космічні радіохвилі у діапазонах — від субмиллимитрового (довжина хвилі менше міліметра) до декаметрового (довжина хвиль понад десяти метрів). Земне атмосфера пропускає радіохвилі в діапазонах від 1, 4 і побачили 8-го мм в інтервалі від 1 див до 20 м. Інакше висловлюючись, найбільша пропускаемая атмосферою довжина радіохвилі в 20 000 разів більше найменшої. Водночас у оптичному діапазоні аналогічне ставлення крайніх довжин електромагнітних хвиль близько до двох. Отже, у сенсі «радиоокно» у 10 тисяч раз ширше оптичного «окна».

Для прийому космічного радіовипромінювання існують різні типи радіотелескопів. Деякі їх нагадують рефлектори. У цих радиотелескопах радіохвилі збирає металеве увігнуте дзеркало, іноді ґратчасте. САМІ Як і рефлекторів поверхню його має параболічну форму. Дзеркало концентрує радіохвилі на маленькій дипольної антени, опромінюючи її. Через це прийомна антена в радиотелескопах називається облучателем. Змінюючи опромінювач може бути радиоприем різними довжинах хвиль. Виникаючі в облучателе струми передаються на приймальне влаштування і там исследуются.

У описаних радіотелескопів застосовуються два типу установок азимутная і параллактическая. На відміну від рефлекторів, дзеркала радіотелескопів мають дуже серйозні розміри — метри і навіть десятки метрів. Одна з найбільш великих радіотелескопів з рухомий антеною є у Радіоастрономічному інституті їм. Планка (Німеччина). Поперечник його дзеркала дорівнює 100 м. Ще більше нерухомий радіотелескоп на острові Пуерто-Ріко. Його дзеркало зроблено з кратера погаслого вулкана, він має поперечник 305 метрів і займає площу понад 7 га! У фокусі дзеркала в розквіті 135 м з допомогою спеціальних сталевих щогл укріплена гондола з облучателями. Гондола може переміщатися над дзеркалом і тому приймати випромінювання з досить великий зони неба.

«Ратан-600" — радіоастрономічний телескоп Академії наук СРСР. Він складається з 895 окремих дзеркал загальною площею 10 000 м², які встановлено на основі окружності діаметром 600 м. Спеціальне пристрій з окремих дзеркал дозволяє формулювати параболічну поверхню, яка фокусує космічне радіовипромінювання у невеликому облучателе. «Ратан-600» може приймати радіохвилі буде в діапазоні від 8 мм до 30 см.

У радіоастрономії широко застосовується давно відомий у фізиці принцип інтерференції, тобто. складання електромагнітних хвиль з різними фазами.

Радіоастрономія дозволила досліджувати радіовипромінювання окремих космічних тіл, і вивчати спіральне будова Галактики. З іншого боку, радіоастрономи зафіксували разюче малі потоки енергії. Наприклад, за піввікову історію радіоастрономії хвилі довжиною 21 див прийнято енергії 10−7.

Використана література. 1. Дитяча енциклопедія. Видавництво «Просвітництво» 2. Цікаво про астраномии. Видавництво ЦК ВЛКСМ «Молода гвардія». 3. Астрономи вивчають. Видавництво «Наука». 4. «радянська енциклопедія». 5. Пароль-БТА Видавництво «Дитяча література». 6. Астрономія у розвитку. Видавництво «Просвещение».