Радиоастрономия на Земле, Луне и в космосе.
Радиоастрономия – одна из самых интересных отраслей современной астрономии, а также одна из самых плодотворных. Без нее невозможны ни космические полеты, ни спутники и вместе с ними всё, что они дают нам.
Начало радиоастрономии было положено Карлом Янским в 30х годах прошлого века, когда он открыл радиоизлучение. Первый радиотелескоп был построен на Земле несколько лет спустя и имел диаметр 9.5 метров.
С тех пор радиоастрономия продвигалась семимильными шагами. Десятки новых телескопов можно найти как на поверхности Земли, так и в космосе, с диаметрами до 500 метров! И всё еще строятся новые.
Телескопы, расположенные на поверхности Земли, делают всё больше, для получения более четкого изображения. Например, только в прошлом месяце был достроен самый большой радиотелескоп Fast в Китае. Диаметр его тарелки – 600 метров, а над ней висит 30-тонный облучатель, который улавливает радиосигналы, направленные тарелкой, и усиливает их.
Ещё один способ улучшить качество изображения – объединить радиотелескопы в систему. Так, несколько телескопов могут находиться на расстоянии от нескольких десятков метров, до нескольких километров друг от друга. Полученные сигналы записываются с точными метками времени (до пикосекунд) и потом объединяются. С помощью современных методов обработки таким образом можно получить карту источника настолько же резкую, как если бы он наблюдался одним телескопом размером, равным расстоянию между антеннами. Подобные системы называются радиоинтерферометры.
На данный момент самой большой системой в мире является ALMA. В высокогорной пустыне на высоте 5 километров над уровнем моря, этот комплекс состоит из 66 антенн размером 7-12 метров. Место выбрано так, чтобы пары воды не мешали наблюдению радионаблюдению на волнах миллиметрового диапазона.
Все земные радиотелескопы стараются располагать вдали от цивилизации, так как радиосигналы от сотовых телефонов и прочей техники представляют сильные помехи при улавливании слабых космических излучений. Поэтому территории таких обсерваторий являются подобием заповедников, в которые нельзя брать никакие средства связи или приезжать на машине. На радиоволны не накладывается ограничений атмосферы, они свободно проникают до поверхности земли, поэтому телескопы совсем не обязательно ставить на возвышенности или лезть далеко в горы. Наоборот, самым благоприятным местом будет низина, окруженная горами, которые будут защищать обсерваторию от помех.
Для наблюдения за ультрафиолетовым и рентгеновским излучениями необходимо выводить радиотелескопы на орбиту Земли, так как земная атмосфера не пропускает их. Самой первой космической лабораторией была станция SkyLab, предназначенная изучения Солнца в ультрафиолетовом спектре.
Для разных типов космических обсерваторий существуют свои «любимые» места. Это точки Лагранжа, в которых за счет притяжения Земли и Солнца аппараты не меняют своё положение относительно Земли и всегда остаются на одном месте. Первая точка – между Солнцем и Землей. В ней работают солнечные обсерватории, например Soho. Вторая точка – от Земли в противоположном направлении. Там, наоборот, прячутся в тени Земли телескопы, которым нельзя нагреваться. Третья точка симметрична первой относительно Солнца. Четвертая и пятая образуют равнобедренные треугольники с Землей и Солнцем. В этих точках находятся инфракрасные телескопы. Они скрываются от Земли и её мощного излучения. На борту таких телескопов находятся резервуары с жидким газом, предназначенным для охлаждения системы. Как только газ испарится из-за энергии Солнца, телескоп «ослепнет». Сейчас создается новый телескоп James Webb Space Telescope, который станет преемником телескопов Hubble и Spitzer.
Радиоастрономия – относительно молодая наука, но уже занимает одну из лидирующих позиций в изучении космоса. И ещё есть, куда развиваться. Самым перспективным направлением являются космические телескопы; хоть и более дорогие, они имеют больше возможностей, чем их братья на Земле.
На радиоастрономию возлагаются большие надежды! От её успехов зависит будущее мировой космонавтики и всей астрономии.