Невидимый свет космоса
Солнце и звёзды излучают не только видимый свет, который воспринимает человеческий глаз, но и целый спектр электромагнитных волн, остающихся для нас незримыми. К ним относятся радиоволны, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи. Именно радиоизлучение, идущее из глубин космоса, впервые зафиксировал американский учёный Карл Янский в 1932 году. Чтобы «увидеть» эти сигналы и расшифровать тайны Вселенной, потребовался специальный инструмент — радиотелескоп, созданный в 1940-х годах.
Устройство радиотелескопа
Современный радиотелескоп — это сложный инженерный комплекс, состоящий из трёх ключевых элементов:
- Антенна — улавливает космические радиоволны.
- Чувствительный радиоприёмник — усиливает и обрабатывает полученный сигнал.
- Измерительные устройства — анализируют свойства зафиксированного излучения.
Типы антенн и принцип работы
Конструктивно радиотелескопы делятся на два основных типа. Первые используют вогнутые металлические или решётчатые зеркала диаметром до десятков метров. Вторые оснащены рамными антеннами с параллельными металлическими стержнями. Некоторые антенны неподвижны и сканируют небо благодаря вращению Земли, другие — поворотные, что позволяет отслеживать конкретные космические объекты.
Преимущества перед оптическими телескопами
Главное достоинство радиотелескопов — возможность наблюдений в любое время суток, поскольку солнечный свет не мешает приёму радиоволн. Это открыло астрономам совершенно новую картину мироздания: в радиодиапазоне «проявились» ранее невидимые звёзды, газовые туманности и целые галактики.
Чувствительность и масштабы
Космические радиосигналы чрезвычайно слабы. Например, излучение Солнца в 100 миллионов раз менее интенсивно, чем сигнал средней телевизионной вышки с расстояния 50 км. Поэтому ключевая задача — повышение чувствительности инструментов. Яркий пример — радиотелескоп «РАТАН-600» диаметром 600 метров, введённый в строй в 1976 году. Он позволяет изучать как объекты Солнечной системы, так и удалённые галактики.
Радиолокация в астрономии
Радиоастрономы не только принимают сигналы из космоса, но и активно используют радиолокацию. Направленный радиолуч, отразившись от небесного тела (кометы, астероида или планеты), возвращается на Землю. Анализируя время задержки сигнала, учёные с высокой точностью определяют расстояния, скорости движения и даже рельеф поверхности далёких объектов.
Ограничения и будущее радиоастрономии
Ионосфера Земли — слой атмосферы выше 50 км — пропускает лишь радиоволны длиной от нескольких миллиметров до 15–20 метров. Более длинные волны, несущие ценную информацию о процессах во Вселенной, блокируются. Чтобы преодолеть это ограничение, разрабатываются проекты орбитальных радиообсерваторий, которые смогут работать за пределами земной атмосферы.