Подобным же образом можно измерить и глубину колодца или какого-нибудь ущелья. Громко крикнув, затем ждите, когда до вашего уха
донесется эхо — отраженный звук. Учтя, что скорость звука в воздухе равна 337 м/с, легко вычислить искомое расстояние. Любопытно, что звуковая
локация встречается и в мире животных. Летучая мышь обладает специальным естественным локационным органом, который, испуская
неслышимые звуки, помогает мыши ориентироваться в полете. Эти ультразвуки поглощаются в толстом слое волос, и поэтому, не получив обратного
звукового эха, летучая мышь воспринимает голову как «пустое место». Этим и объясняется, что летучая мышь иногда в темноте ударяется о головы
людей, не прикрытые головным убором.
Когда говорят о «радиолокации», то под этим словом подразумевают определение местоположения предмета с помощью радиоволн.
Радиолокационная астрономия — еще совсем молодая отрасль науки. Систематически радиолокационные наблюдения небесных тел начались
всего пятьдесят лет назад. И все же достигнутые успехи весьма значительны. Очень интересны и дальнейшие перспективы этого активного метода
изучения небесных тел. «Активного» потому, что здесь человек сам направляет в космос созданные им искусственные радиоволны и, наблюдая их
отражения, может затем по собственному желанию видоизменить эксперимент.
Образно говоря, в радиолокационной астрономии человек «дотрагивается» до небесных тел созданным им радиолучем, а не пассивно
наблюдает их излучение.
7. Радиолокация Луны и планет
Еще в 1928 году, когда большинство радиолюбителей пользовались примитивными детекторными приемниками, советские ученые Л. И.
Мандельштам и Н. Д. Папалекси рассматривали вопрос о посылке радиосигнала на Луну и приеме па Земле радиоэха. Тогда это была только смелая
мечта, далеко опережавшая действительность. Но такова характерная черта больших ученых — их мысль опережает факты и видит то, что
становится реальностью лишь в будущем.
В годы второй мировой войны Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси снова вернулись к занимавшей их идее. Теперь настали другие времена.
Радиолокация прочно вошла в практику военной жизни, и радиолокаторы уверенно нащупывали невидимые цели.
Советские ученые на основе новых данных подсчитали, какова должна быть мощность радиолокатора и другие его качества, чтобы с его
помощью можно было осуществить радиолокацию Луны. Научная ценность такого эксперимента была вне сомнений. Ведь до сих пор, чтобы
определить расстояние до Луны, приходилось наблюдать ее положение среди звезд одновременно из двух достаточно удаленных друг от друга
обсерваторий. Радиолокация решила бы ту же задачу при наблюдениях из одного пункта. Учитывая быстрый прогресс радиотехники, можно было
ожидать, что радиолокационные измерения астрономических расстояний дадут результаты гораздо более точные, чем те, которые были получены в
прошлом.
Трудности, однако, оказались огромными. Расчеты показали, что при прочих равных условиях мощность отраженного сигнала убывает обратно
пропорционально четвертой степени расстояния до цели. Получалось, что лунный радиолокатор должен обладать примерно в тысячу раз большей
чувствительностью, чем обычная радиолокационная станция береговой обороны, обнаруживавшая в те годы самолет неприятеля с расстояния в
двести километров.
И все же проект казался довольно убедительным, и уверенность его авторов в успехе вскоре была оправдана фактами.
В начале 1946 года почти одновременно, но с различными установками, венгерские и американские радиофизики осуществили радиолокацию
Луны.
На Луну посылались мощные импульсы радиоволн длиной 2,7 м. Каждый импульс имел продолжительность 0,25 секунды, причем пауза между
импульсами составляла 4 секунды. Антенна радиолокатора была еще весьма несовершенна: она могла поворачиваться только вокруг вертикальной
оси. Поэтому исследования велись лишь при восходе или заходе Луны, когда последняя находилась вблизи горизонта.
Приемное устройство радиолокатора уверенно зафиксировало слабый отраженный сигнал, лунное радиоэхо.
Путь до Луны и обратно радиоволны совершили всего за 2,6 сек, что, впрочем, при их невообразимо большой скорости не должно вызывать
удивления. Точность этого первого радиоизмерения из-за несовершенства аппаратуры была еще очень низка, но все же совпадение с известными
ранее данными было весьма хорошее.
Позже радиолокация Луны была повторена на многих обсерваториях, и с каждым разом со все большей точностью и, конечно, с большей
легкостью.
Большие возможности радиолокации обнаружились при наблюдении так называемой либрации Луны. Под этим термином астрономы понимают
своеобразные «покачивания» лунного шара, вызванные отчасти геометрическими причинами (условиями видимости), отчасти причинами
физического характера. Благодаря либрации земной наблюдатель видит не половину, а около 60% лунного шара. Значит, либрация позволяет нам
иногда «заглядывать» за край видимого лунного диска и наблюдать пограничные районы обратной стороны Луны.
При «покачивании», или либрации, Луны один ее край приближается к наблюдателю, а другой удаляется. Скорость этого движения очень мала
— порядка 1 м/сек, что меньше даже скорости пешехода. Но радиолокатор способен, оказывается, обнаружить и такие смещения.
Радиолокатор посылает на Луну волны определенной длины. Естественно, что и отраженный радиосигнал будет обладать той же длиной волны.
Можно сказать, что радиоспектр отраженного сигнала представляет собой одну определенную «радиолинию».
Если бы Луна не «покачивалась» относительно земного наблюдения, радиоспектры посланного и отраженного импульса были бы совершенно
одинаковыми. На самом же деле разница, хотя и небольшая, все же есть. Радиоволна, отразившаяся от того края Луны, который приближается к
земному наблюдателю, по принципу Доплера будет иметь несколько большую частоту и, следовательно, меньшую длину, чем радиоволна, посланная
на Луну. Для другого удаляющегося края Луны должен наблюдаться противоположный эффект. В результате «радиолиния» в радиоспектре
отраженного импульса будет более широкой, растянутой, чем «радиолиния» посланного импульса. По величине расширения можно вычислить
скорость удаления краев Луны. Этим же методом можно определить периоды вращения планет вокруг оси и скорости их движения по орбите.
Раньше требовались многолетние высокоточные оптические наблюдения Луны, чтобы затем после долгих вычислений получить величину
либрации. Радиолокаторы решили эту задачу, так сказать, непосредственно и несравненно быстрее.
При каждом измерении пользуются некоторым эталоном — меркой, употребляемой как единица длины. Для измерений на земной поверхности
таким эталоном служит метр. Для астрономии расстояние ни метр, ни даже километр не являются вполне подходящей единицей масштаба —
слишком уж велики расстояния между небесными телами. Поэтому астрономы употребляют вместо метра гораздо более крупную единицу длины.
Называется она «астрономической единицей» (сокращенно «а.е.»). По определению астрономическая единица равна среднему расстоянию от
Земли до Солнца. Чтобы связать астрономические измерения длины с чисто земными мерками расстояний, астрономическую единицу, в конечном
счете, сопоставляют с метром — выражают астрономическую единицу в метрах или километрах.
Во времена Иоганна Кеплера (17 век) величину астрономической единицы еще не знали — она впервые была найдена только век спустя. Не
были известны и расстояния от Солнца до других планет Солнечной системы. Тем не менее, третий закон Кеплера гласит, что «квадраты времен
обращения планет вокруг Солнца относятся между собой как кубы их средних расстояний до Солнца». Каким же образом, не зная расстояний планет
до Солнца, Кеплер мог открыть этот важный закон?
Весь секрет, оказывается, в том, что, не зная абсолютных (выраженных в километрах) расстояний планет до Солнца, можно сравнительно
просто из наблюдений вычислить их относительные расстояния, то есть узнать, во сколько раз одна планета дальше от Солнца, чем другая.
Зная же относительные расстояния планет от Солнца, можно сделать чертеж Солнечной системы. Не будет хватать только одного —
масштаба. Если бы можно было указать, чему равно расстояние в километрах между любыми двумя телами на чертеже, то, очевидно, этим самым
был бы введен масштаб чертежа, и в единицах данного масштаба сразу можно было бы получить расстояние всех планет до Солнца.
До применения радиолокации среднее расстояние от Земли до Солнца, то есть астрономическая единица, считалось равным 149504000 км.
Эта величина измерена не абсолютно точно, а приближенно с ошибкой в 17000 км в ту или другую сторону.
Некоторых такая ошибка может ужаснуть. С этой точки зрения расстояние от Земли до Солнца измерено очень точно — относительная ошибка
не превышает сотых долей процента. Но постоянное стремление к повышению точности характерно для любой точной науки. Поэтому можно понять
астрономов, когда они снова и снова уточняют масштаб Солнечной системы и стремятся применить самые совершенные методы для измерения
астрономической единицы. Вот тут-то и приходит на помощь радиоастрономия.
Совершенно очевидно, что радиолокация планет из-за их удаленности несравненно труднее радиолокации Луны. Не забудьте, что мощность
радиоэха падает обратно пропорционально четвертой степени расстояния, то есть очень сильно. Но современная радиотехника преодолела и эти
трудности.
В феврале 1958 года американскими учеными впервые проведена радиолокация ближайшей из планет — Венеры, а в сентябре того же года
поймано радиоэхо от Солнца.
Во время радиолокации Венера находилась в 43 миллионах километров от Земли. Значит, радиоволне требовалось примерно 5 минут для
путешествия «туда и обратно». Сигналы подавались в течение 4 минут 30 секунд, а следующие 5 минут «подслушивалось» радиоэхо. Длительная
посылка радиосигналов была вызвана необходимостью — при коротком импульсе единичное отражение от Венеры не могло наблюдаться.
Даже с такими ухищрениями разобраться в принятых радиосигналах было нелегко. Крайне слабые, отраженные от Венеры радиоволны
маскировались собственными шумами приемной аппаратуры. Только электронные вычислительные машины после почти годовой обработки
наблюдений, наконец, доказали, что радиолокатор все-таки принял очень слабое радиоэхо от Венеры. После первого успеха радиолокация Венеры
была повторена еще несколько раз.
Радиоэхо от Венеры получилось в 10 миллионов раз более слабым, чем радиоэхо от Луны. Но радиолокаторы его все-таки поймали — таков
прогресс радиотехники за какие-нибудь двенадцать лет.
Гораздо более уверенно и с лучшими результатами провели радиолокацию Венеры в апреле 1961 года советские ученые. По их данным
удалось уточнить величину астрономической единицы. Оказалось, что Солнце на 95 300 км дальше от Земли, чем думали до тех пор, и
астрономическая единица равна 14959930001. Ошибка в этом измерении не превышает 2000 км в ту или другую сторону, что по отношению к
измеренному расстоянию составляет всего лишь тысячные доли процента!
Теперь величину астрономической единицы знают еще точнее, что позволяет с меньшими ошибками вычислять траектории космических ракет, а
это имеет большое значение для межпланетных путешествий.
Солнце для радиолокатора гораздо более крупная цель, чем Венера. Но зато Солнце — само мощный источник космических радиоволн. Чтобы
эти радиоволны не «заглушили» радиоэхо, отраженный от Солнца радиосигнал должен быть, по крайней мере, в сто раз сильнее сигнала,
отраженного от Венеры.
Радиолокация Солнца впервые проводилась так. Передатчик включался с интервалами в 30 секунд в продолжение 15 минут. Наблюдения
начались в сентябре 1958 года и были продолжены весной 1959 года. При обработке также пришлось прибегнуть к помощи электронных
вычислительных машин. В хорошем согласии с предварительными расчетами получилось, что радиосигнал, посланный с Земли, отразился от тех
слоев солнечной короны, которые находятся на расстоянии 1,7 радиуса Солнца от его поверхности.
Еще в 1959 году радиолокация Меркурия показала, что сутки на этой планете близки к 59 земным суткам, то есть Меркурий не обращен всегда к
Солнцу одной стороной, как считалось до этого. Радиолокаторы выяснили также, что сутки на Венере в 243 раза длиннее земных, причем Венера
вращается в направлении с востока на запад, то есть в сторону, обратную вращению всех остальных планет.
Радиолуч сквозь облака Венеры «прощупал» ее рельеф и установил существование на Венере кратеров, подобных лунным. Радиолокация
уточнила данные о рельефе Марса. Но самое, пожалуй, удивительное было достигнуто в метеорной астрономии.
8. Метеоры наблюдают днем
Звездная ночь. В невообразимой дали тихо сияют тысячи солнц. И вдруг как будто одна из звезд сорвалась и полетела, оставляя на небе
узенькую светящуюся полоску. Все явление обычно занимает доли секунды, реже несколько секунд.
Так выглядят «падающие звезды», или метеориты,— явление, хорошо знакомое каждому еще с детских лет. Когда по небу пролетает
«падающая звезда», это означает, что в земную атмосферу из безвоздушного мирового пространства вторглась крохотная твердая частичка весом
в граммы или даже доли грамма — метеорное тело.
Двигаясь со скоростью десятки километров в секунду, сильно сжимает перед собой воздух. Он ярко светится, образуя спереди метеорного
тела так называемую «воздушную подушку». Ее мы и видим как «падающую звезду», тогда как само метеорное тело из-за малости
непосредственному наблюдению не доступно.
Поединок твердой частички космического вещества и земной атмосферы всегда имеет один исход. Примерно на высоте 80 – 100 км
метеорные тела полностью разрушаются, и остающаяся после них мельчайшая метеорная пыль медленно оседает на Землю. Так как яркость
метеоров сравнима с видимой яркостью звезд, то до последнего времени «падающие звезды» наблюдались только по ночам, на темном фоне
звездного неба.
Радиоастрономия значительно расширила возможность изучения этих интересных явлений.
Когда метеорное тело стремительно прорезает земную атмосферу, то, сталкиваясь с молекулами и атомами воздуха, оно частично ионизует их,
то есть «вышибает» из них некоторые электроны. В результате за метеорным телом образуется длинный цилиндрический слой из ионизованных
газов. Его размеры весьма внушительны — при поперечнике в несколько метров длина этой ионизованной «трубы» достигает десятков километров.
Вследствие диффузии (рассеивания газов) «труба» постепенно расширяется и, в конце концов, разрушаемая ветрами и другими причинами, как бы
растворяется в атмосфере.
Мы уже отмечали, что слой ионизованных газов для радиоволн определенных длин является своеобразным зеркалом. Значит, с помощью
радиолокатора можно получить радиоэхо и от ионизованных метеорных следов. Возможности радиотехники в этой области исключительно велики.
Радиолокаторы могут быстро определить расстояние до метеора, скорость метеорного тела, его торможение в атмосфере и, наконец, положение
радианта, то есть той точки неба, откуда, как нам кажется, вылетел метеор.
Опыты показали, что наилучшие результаты получаются, если радиолокация метеоров ведется на волнах длиной около 5 м.
Современные радиолокаторы так чувствительны, что им доступны метеоры 16-й звездной величины, то есть почти в 10000 раз менее яркие,
чем самые слабые из звезд, доступных невооруженному глазу.
Систематические радиолокационные наблюдения метеоров начались с 1946 года. В ночь с 9 на 10 октября этого года Земля должна была
пересечь орбиту кометы Джакобини — Циннера. Когда такое же событие происходило в 1933 году, на небе наблюдался интенсивный «звездный
дождь». Сотни метеоров бороздили во всех направлениях звездное небо. В этот день земной шар встретился с метеорным потоком — огромным
роем метеорных тел, своеобразных «осколков» кометного ядра, несущихся вокруг Солнца по орбите породившей их кометы. Астрономы
договорились называть метеорные потоки по тому созвездию, из которого, как нам кажется, вылетают соответствующие им метеоры. Так как
метеорный дождь, связанный с кометой Джакобини — Циннера, имеет радиант в созвездии Дракона, то порожденный ею метеорный поток получил
название Драконит.
Ежегодно в конце первой декады октября Земля встречается с драконидами — метеорными телами потока Драконид. Но только иногда их
звездные дожди бывают особенно обильными. Как раз такой случай и произошел в 1946 году, когда Земля пересекала наиболее плотную часть
потока.
К огорчению астрономов в ночь с 9 на 10 октября 1946 года ярко светила Луна, и ее сияние сильно мешало обычным наблюдениям. Но для
радиолокаторов лунный свет не помеха. Советские ученые Б. Ю. Левин и П. О. Чечик в ту ночь зарегистрировали радиоэхо от сотен метеоров,
большинство которых оставалось невидимым.
С тех пор радиолокационные наблюдения метеоров прочно вошли в практику работы многих обсерваторий. Ни туман, ни дождь, ни
ослепительное дневное сияние Солнца не могут помешать радиолокаторам «нащупывать» невидимые «падающие звезды». Они уверенно
фиксируют как спорадические метеоры, то есть те метеоры, которые не связаны с каким-нибудь определенным метеорным потоком, таки и
невидимые «звездные дожди».
9. В поисках внеземных цивилизаций
Вряд ли есть другая научная проблема, которая вызывала бы такой жгучий интерес и такие жаркие споры, как проблема связи с внеземными
цивилизациями. Литература по этой проблеме уже насчитывает многие тысячи наименований. Созываются научные конференции и симпозиумы,
налаживается международное сотрудничество ученых, ведутся экспериментальные исследования. По меткому выражению Станислава Лема,
проблема связи с внеземными цивилизациями подобна игрушечной матрешке — она содержит в себе проблематику всех научных дисциплин.
Одним из возможных каналов связи с разумными обитателями, по-видимому, может быть прием радиосигналов от высокоразвитых внеземных
цивилизаций. При современном уровне радиотехники возможна также посылка сигналов с Земли далеким «братьям по разуму».
В конце 1959 года два известных зарубежных ученых Моррисон и Коккони выступили с проектом установления радиосвязи с обитателями других
планет. Суть этого проекта заключается в следующем: Внутри невообразимо огромной сферы радиусом в сотню световых лет заключено около ста
тысяч звезд. Среди них найдутся десятки, а может быть, и сотни таких, которые окружены обитаемыми планетами. Можно думать, что и перед
другими цивилизациями, достигшими такого же уровня развития, как наша, встал тот же вопрос — как установить радиосвязь с другими разумными
обитателями Вселенной? Кто знает, быть может, и сейчас в направлении нашего Солнца кто-то посылает радиосигналы из глубин звездного мира —
сигналы, на которые пока человечество отвечало молчанием! На какой же длине, скорее всего, ведется эта передача?
Неведомые нам разумные существа живут на планете, окруженной атмосферой. Значит, и они, вероятно, могут радировать в космос только
сквозь узкое «радио-окно» их атмосферы. Значит, возможный диапазон радиоволн для «межзвездной» радиосвязи, скорее всего, ограничивается
длинами от нескольких сантиметров до 30 м. Космические естественные источники радиоволн, как уже известно читателю, ведут постоянную
интенсивную «радиопередачу» на волнах метрового диапазона. Чтобы она не создавала досадные помехи, радиосвязь обитаемых миров разумно
вести па длинах волн короче 50 см. Но очень короткие радиоволны, в несколько сантиметров, опять непригодны — ведь тепловое радиоизлучение
планет совершается именно на таких волнах, и оно будет «глушить» искусственную радиосвязь.
И вот Моррисону и Коккони приходит в голову блестящая мысль. Радиосвязь надо вести на волнах, близких к 21 см, которые излучает
межзвездный водород. Ведь разумные обитатели других планет должны понимать огромную роль межзвездного водорода в изучении Вселенной.
Значит, и у них должна быть мощная радиоаппаратура, работающая именно на этой волне. Так как водород — самый распространенный элемент в
наблюдаемой нами части в селенной, то его излучение на волне длиной 21 см может рассматриваться как некий природный, «космический» эталон
длин. Значит, вероятнее всего прием радиосигналов с других обитаемых планет надо вести на волне длиной 21 см.
Трудно, конечно, предсказать, какой шифр будет скрыт в этих сигналах. Надо думать, что наши далекие «братья по космосу» воспользуются
универсальным языком всех мыслящих существ — языком математики. Может быть, их сигналы будут давать последовательность цифр 1, 2, 3... Или
они передадут через бездны космоса шифрованное значение такого замечательного числа, как p. Во всяком случае, искусственные радиосигналы на
волне 21 см можно будет отличить от естественных. В частности, так как радиопередатчик установлен к а планете и вместе с ней обращается вокруг
звезды, то благодаря эффекту Доплера искусственные радиосигналы должны периодически менять свою частоту.
Проект Моррисона и Коккони вызвал в среде астрономов огромный интерес. С конца 1960 года в Национальной радиоастрономической
обсерватории США Франк Дрейк начал систематические «прослушивания» некоторых звезд с целью обнаружить искусственные радиосигналы. Для
начала были выбраны две звезды, весьма похожие на Солнце. Это Тау из созвездия Кита и Эпсилон из созвездия Эридана. До каждой из них около
одиннадцати световых лет. Прослушивание велось на радиотелескопе с диаметром зеркала 26 м.
Космос безмолвствовал. Впрочем, надеяться на быстрый успех было бы слишком наивно. Пройдут голы, а может быть, многие десятилетия,
прежде чем удастся принять искусственные радиопередачи из глубин Вселенной. Да и расшифровав эти сигналы и послав в ответ свои, мы не можем
ожидать быстрого, «оперативного» разговора. Наши вопросы и их ответы будут распространяться со скоростью света, а это значит, что от посылки
вопроса до получения ответа пройдут десятилетия! К сожалению, ускорить разговор невозможно — в природе нет ничего быстрее радиоволн.
С 1967 года поиски радиосигналов от инопланетян начались и в нашей стране. Эти работы ведутся под руководством известного советского
ученого члена-корреспондента АН СССР В. С. Троицкого. В настоящее время на всенаправленных (а не на параболических) радиотелескопах
ведется прием радиосигналов в диапазоне от 3 до 60 см. Одновременно подобные наблюдения проводятся и в других местах Советского Союза.
Если на всех этих далеких друг от друга радиотелескопах одновременно будут приняты загадочные «всплески» радиоизлучения, есть основания
считать, что приняты радиосигналы (или какие-то радиопомехи) из космоса.
Пока что и эти эксперименты не привели к желанному результату, хотя обнаружено новое явление — всплески радиоизлучения естественного
происхождения, приходящие на Землю из ближнего космоса.
Крупнейший в мире кольцевой 600-метровый радиотелескоп Специальной астрофизической обсерватории АН СССР уже с самого начала
своей работы включился в поиски космических радиосигналов искусственного происхождения.
В США обсуждается проект «Циклоп», реализуемый с помощью Научно-исследовательского центра НАСА (Национальное управление по
астронавтике и исследованию космического пространства). По проекту «Циклоп» система для приема радиосигналов от инопланетян состоит из
тысячи радиотелескопов, установленных на расстоянии 15 км друг от друга II работающих совместно. В сущности, эта система радиотелескопов
подобна одному исполинскому параболическому радиотелескопу с площадью зеркала 20 квадратных километров! Проект «Циклоп» предполагается
реализовать в течение ближайших 10 – 20 лет. Такие Сроки не должны казаться чрезмерными, так как стоимость намечаемого сооружения поистине
астрономическая — не менее 10 миллиардов долларов!
Если система «Циклоп» станет реальностью, удастся в принципе принимать искусственные радиосигналы в радиусе 1000 световых лет. В
таком огромном объеме космического пространства содержится с выше миллиона солнце подобных звезд, часть которых, возможно, окружена
обитаемыми планетами. Чувствительность системы «Циклоп» поразительна. Если бы вокруг ближайшей к нам звезды Альфа Центавра обращалась
планета, подобная Земле (с таким же уровнем развития радиотехники), то система « Циклоп» была бы способна уловить радиопередачи,
проводимые друг для друга обитателями этой планеты!
Пока проект «Циклоп» не осуществлен, группа американских радиоастрономов пытается принять радиосигналы примерно от 500 ближайших
звезд (в радиусе до 80 световых лет). Прием ведется на 100-метровом параболическом радиотелескопе, одном из крупнейших в мире.
Предпринята и первая попытка активной радиосвязи с инопланетянами. Как уже говорилось, 300-метровый радиотелескоп в Аресибо может
работать как радиолокатор на волне 10 см, причем его сигнал (с помощью радиотелескопов, подобных земным!) может быть уловлен в пределах
всей нашей Галактики.
16 ноября 1974 года, когда состоялось официальное открытие радиообсерватории в Аресибо, гигантский радиолокатор послал шифрованное
радиосообщение к инопланетянам. В этом сообщении в двоичной системе счисления закодированы важнейшие сведения о Земле и ее обитателях.
Сигнал послан на шаровое звездное скопление в созвездии Геркулеса, содержащее около 30000 звезд. Если хотя бы около одной из этих звезд есть
высокоразвитая цивилизация, способная принять и расшифровать сигнал, ответ на него мы получим не ранее, чем через 48000 лет — так далеки от
нас эти звезды!
И все-таки жажда общения со внеземным Разумом так сильна, что все технические и временные трудности кажутся преодолимыми. К тому же
разумные наши собратья могут оказаться и по соседству с нами.
10. Заключение
А с чего все-таки началась радиоастрономия!? А началось все с того, что американский радиоинженер Карл Янский в декабре 1931 г.
Обнаружил какие-то странные радиошумы, мешавшие передаче на волне 14,7 м. Выяснилось, что источником радиопомех было радиоизлучение
Млечного Пути.
Во время второй мировой войны радиолокаторы широко вошли в практику и были приняты на вооружение всех армий. В 1943г. Советские
академики Л. И. Мандельштам и И. Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации Луны, что и было осуществлено три года
спустя. В после военные годы прогресс радиоастрономии приобрел бурный, почти взрывной характер.
Вслед за радиолокацией метеоров (1945) и Венеры (1958) последовала радиолокация Юпитера (1963) и Меркурия (1963). В 1946 г. На волне
длиной 4,7 м был открыт мощный космический источник радиоизлучения в созвездии Лебедя. Еще годом раньше голландский астрофизик Ван Де
Хюлст теоретически обосновал возможность космического излучения на волне длиной 21 см, которое было обнаружено в 1951 г. Радиоизлучение
Солнца на волне длиной 18,7 м, открытое еще в 1947 г., стало одним из важных явлений, характеризующих физическую природу центрального тела
Солнечной системы.
Современные радиотелескопы принимают космические радиоволны в шести диапазонах — от субмиллимитрового (длина волны меньше
миллиметра) до декаметрового (длина волны более десяти метров). Земная атмосфера пропускает радиоволны в диапазонах от 1, 4 и 8 мм и в
интервале от 1 см до 20 м. Иначе говоря, наибольшая пропускаемая атмосферой длина радиоволны в 20000 раз больше наименьшей. Между тем в
оптическом диапазоне аналогичное отношение крайних длин электромагнитных волн близко к двум. Таким образом, в этом смысле «радио-окно» в
10000 раз шире оптического «окна».
Для приема космического радиоизлучения имеются различные типы радиотелескопов. Некоторые из них напоминают рефлекторы. В таких
радиотелескопах радиоволны собирает металлическое вогнутое зеркало, иногда решетчатое. Зеркало концентрирует радиоволны на маленькой
дипольной антенне, облучая ее. По этой причине приемная антенна в радиотелескопах называется облучателем. Меняя облучатель можно вести
радиоприем на разных длинах волн. Возникающие в облучателе токи передаются на приемное устройство и там исследуются.
У описанных радиотелескопов применяются два типа установок азимутная и параллактическая. В отличие от рефлекторов, зеркала
радиотелескопов имеют очень большие размеры — метры и даже десятки метров. Один из самых больших радиотелескопов с подвижной антенной
имеется в Радиоастрономическом институте им. Планка (Германия). Поперечник его зеркала равен 100 м. Еще больше неподвижный радиотелескоп
на острове Пуэрто-Рико. Его зеркало сделано из кратера потухшего вулкана, оно имеет поперечник 305 м и занимает площадь более 7 га! В фокусе
зеркала на высоте 135 м при помощи специальных стальных мачт укреплена гондола с облучателями. Гондола может перемещаться над зеркалом и
потому принимать излучение с достаточно большой зоны неба.
«Ратан-600»— радиоастрономический телескоп Академии наук СССР. Он состоит из 895 отдельных зеркал общей площадью 10000 м2,
которые установлены по окружности диаметром 600 м. Специальное устройство из отдельных зеркал позволяет формулировать параболическую
поверхность, которая фокусирует космическое радиоизлучение на небольшом облучателе. «Ратан-600» может принимать радиоволны в диапазоне
от 8 мм до 30 см.
В радиоастрономии широко применяется давно известный в физике принцип интерференции, т. е. сложение электромагнитных волн с разными
фазами.
Радиоастрономия позволила исследовать радиоизлучение отдельных космических тел, а также изучить спиральное строение Галактики. Кроме
того, радиоастрономы зафиксировали поразительно малые потоки энергии. Например, за всю полувековую историю радиоастрономии на волне
длиной 21 см принято энергии 10 – 7.
|