|
Уроки. Радиотелескопы
ЧТ, 11/18/2010 - 20:32 — mav
РАДИОТЕЛЕСКОПЫ
В декабре 1931г Карл Янский (Jansky, 1905-1950, Чехия-США) инженер открыл космическое радиоизлучение на λ=14,6м (помехи – шумы и свисты). Определяет периодичность в 23 часа 56 минут (оборот Земли) и к апрелю 1933г направление -идущее из Млечного Пути из созвездия Стрельца (Центр Галактики). Так было открыто радиоизлучение Галактики. Это открытие положило началу новому направлению астрономических исследований – радиоастрономии. В честь его названа единица плотности потока (Jy), используемая в радиоастрономии. Один янский равен 10-26 Вт/(м2 × Гц).
Первый радиоастроном Гроут Ребер ( США) весной 1939г на первом в мире изготовленном им возле своего дома в Чикаго радиолокаторе с 9,1-метровой параболической чашей с фокусным расстоянием 6м, поймал волны, идущие из глубин космического пространства на волне 1,85м, а в 1940г установил, что радиоизлучение идет от всей полосы Млечного Пути. Родилась радиоастрономия. В 1944г Г. Ребер опубликовал первую радиокарту неба на λ=62,5см. В 1944году открыто радиоизлучение Солнца. (Проникает к Земле излучение оптическое (видимый свет), радио и инфракрасные).
Первый радиотелескоп для исследования космического пространства построен в 1945г, а с 1946г во многих обсерваториях мира началась установка радиотелескопов для приема радиоизлучения небесных объектов.
В СССР первый радиотелескоп был изготовлен в 1945г. Основателями радиоастрономии в нашей стране были В.В. Виткевич и С.Э. Хайкин.
Расширению полосы приема препятствует в основном помехи от наземных радиостанций. Поэтому для радиоастрономии международными соглашениями выделены специальные интервалы длин волн, которые запрещается использовать любым наземным радиосредствам.
Аресибо - крупнейший в мире 305-метровый радиотелескоп с параболической антенной сооружен в 1963 г. в Аресибо (кратер вулкана), на острове Пуэрто-Рико. Он сконструирован, построен и эксплуатируется Национальным центром астрономических и ионосферных исследований США. Телескоп расположен в огромном естественном котловане в горах. На высоте 150 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 приемниками - 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 эксперименты по радиолокации Солнца, Луны и планет Солнечной системы. С него и было 16 ноября 1974г передано первое радио послание землян другим цивилизациям.
Эффельсберг - В 1972г в Германии построен 100-метровый полноповоротный радиотелескоп Боннского института радиоастрономии. Он сооружен 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". Этот радиотелескоп 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 используется только в дециметровом диапазоне волн, так как точность поверхности зеркала не очень высокая.
РАТАН-600 - в 1994г 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), сооруженный в 1976 г. на Северном Кавказе, близ станицы Зеленчукской. Зеркало этого телескопа не покрывает всю площадь круга, а представляет собой кольцо диаметром 588 м, собранное из 895 алюминиевых щитов размером 2х7,4м . Угловое разрешение такой системы определяется диаметром кольца и составляет на волне 3 см около 10". В реальных наблюдениях все 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 перемещаться, обеспечивая наблюдения данного источника в течение нескольких минут. Одновременно может наблюдать 3 участка неба в диапазоне от 8мм до 30см.
Есть другой тип радиотелескопа: излучение принимается независимыми антеннами, усиливается на каждой антенне и передается по кабелям или волноводам для общего суммирования сигнала. Длину кабелей подбирают так, чтобы сигналы ото всех антенн поступали на суммирующее устройство в одной фазе. Тем самым осуществляется электрическая фокусировка всей антенной системы. Подобные радиотелескопы называются синфазными антеннами. На радиоастрономической станции ФИАН в городе Пушкино 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 исследуется прежде всего пульсары и ядра галактик.
В Крыму (Евпатория радиотелескоп диаметром 70м, фото) один из трех в мире с самым мощным передатчиком.
Если несколько радиотелескопов объединить, и заставить работать синхронно, то получается работа в режиме интерферометра.
= Первый космический радиоинтерферометр с базой 13тыс. км – июль – август 1979г (10м радиотелескоп на орбитальной станции “Салют - 6” и 70м телескоп (под Евпаторией)).
= В 1994г в США начал действовать ВЛБА состоящий из 10 антенн (радиотелескопов по 25м) размещенных от центральных регионов Тихого океана до Карибского бассейна с базой в 8000 км. Работают при строгой синхронизации в режиме интерферометра. Разрешающая способность в1000 раз выше лучших оптических. (Предшественник VLA -Большая Антенная Система был построен в 1980г, штат Нью-Мехико) и состоял из 27 подвижных 25 метровых чаш, фото сверху).
Радиотелескопы мира
- Гигантский радиотелескоп метрового диапазона (г. Пуна, Индия)
- Маллардовская радиоастрономическая обсерватория (MRAO) - Кембриджский университет.
- Наффилдские радиоастрономические лаборатории (графство Чешир, Англия) - главный инструмент - 76-м управляемый телескоп
- Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO) - объединение организаций в США
- Обсерватория Двинглоо (Нидерланды) - радиоастрономическая обсерватория, основанная в 1956 г.
- Обсерватория Пола Уайлда
- Паранальская обсерватория - место расположения радиотелескопа VLA Европейской южной обсерватории
- Радиоастрономический институт Макса Планка (Бонн, Германия) - c 1971 г. действует 100-м радиоантенна
- Радиоастрофизическая обсерватория Доминиона (Канада)
- Радиообсерватория Оуэнс-Вэлли (Калифорнийский технологический институт)
- Радиотелескоп Хэйстека - 37-м радиоантенна, расположенная в штате Массачусетс
- Субмиллиметровый телескоп Генриха Герца - 10-м телескоп в Маунт-Грэхемской международной обсерватории
- Телескоп "Австралия" - австралийский радиотелескоп, пущенный в 1988 г.
- Телескоп Джеймса Клерка Максвелла (Мауна-Кеа, Гавайские о-ва) имеет 15 м в диаметре.
- Телескоп Ловелла
- Телескоп Райла
- Хэт-Крикская обсерватория - радиоастрономическая обсерватория в Калифорнии, эксплуатируемая радиоастрономической лабораторией Калифорнийского университета, Беркли.
- MERLIN - сеть радиотелескопов, расположенных в различных точках Великобритании
- VLA (сокр. Very Large Array - "Очень большая решетка") - радиотелескоп, состоящий из 27 антенн, каждая 25 м в диаметре
|
|
|