Для чего используют радиотелескопы кратко астрономия

Радиотелескопы

Радиотелескоп – прибор, который широко применяется в астрономических исследованиях, для изучения электромагнитного излучения различных астрономических объектов. В устройстве радиотелескопов используют специальные антенны, которые позволяют улавливать частоты от нескольких десятков мегагерц до нескольких десятков гигагерц.

Развитие радиоастрономии (раздел астрономии, который занимается изучением космических радиоволн) и создание первых радиотелескопов обязано американскому радиоинженеру Карлу Янскому. Янский работал радиоинженером в телефонной компании и ему пришлось изучать помехи неизвестного происхождения. Для этой цели инженер собрал особый прибор, который позволял улавливать радиоволны с длинной волны 4000 метров и 14,6 метров. Прибор Янского и был первым радиотелескопом в мире.

Датчики радиотелескопа были установлены на деревянной конструкции, которая размещались на движущейся платформе. С помощью этого прибора инженер смог услышать шумы, свисты и другие помехи. В результате его исследования удалось установить, что помехи исходят из Центра Галактики, то есть из Млечного Пути. Когда Янский направлял датчики прибора на Млечный Путь, то помехи становились отчетливей и сильней. Инженер написал ряд статей на тему космических шумов и их источников, но его труды не заинтересовали ни инженеров, ни астрономов. Только лишь в сороковых годах двадцатого века дело Карла Янского продолжили Г. Ребер, Дж. С. Хей и Дж. Саутуорт.

Принцип работы радиотелескопа во многом сходен с работой оптического телескопа. Радиотелескопы улавливают излучение космических объектов, обрабатывает сигнал и передает его на детектор (монитор), на котором появляется условное изображение объекта. Использование различных улавливающих антенн позволяет астрономам изучать различной природы излучения. Например, одни радиотелескопы настроены только на рентгеновское излучение, другие на тепловое инфракрасное излучение, третьи телескопы улавливают световое излучение, включая инфракрасные и ультрафиолетовые волны.

Антенны представляют собой огромную чашу (иногда металлическую, иногда зеркальную), которая отражает радиоволну и направляет ее на специальный прибор – облучатель – настроенный на определенную длину волны. Таких антенн может быть огромное количество. Некоторые радиотелескопы имеют диаметр в несколько сотен метров, как например трехсотметровый радиотелескоп, установленный на острове Пуэрто-Рико. В России есть радиотелескоп размер которого равен 600 метров.

Источник

Радиотелескоп

Содержание

Введение

VLA — «Сверхбольшой массив».

Устройство и принцип действия

где Р — мощность собственных шумов радиотелескопа, S — эффективная площадь (собирающая поверхность) антенны, Δf — полоса частот, которые принимаются, t — время накопления сигнала.

Для повышения чувствительности радиотелескопа увеличивают их собирающую поверхность и применяют малошумящие приемные устройства на основе мазеров, параметрических усилителей и т. д. Разрешение q радиотелескопа (радианы):

где I — длина волны, D — линейный размер апертуры антенны.

Первые радиотелескопы

Предпосылки

Начало — Карл Янский

Точная копия радиотелескопа Карла Янского в натуральную величину. Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), Грин Бэнк, Западная Вирджиния, США

Запись излучений, полученная Янским 24 февраля 1932 года. Максимумы (стрелки) повторяются через 20 мин. — период полного оборота антенны.

Второе рождение — Гроут Ребер

Меридианный радиотелескоп Гроута Ребера

Радиокарта небосвода, полученная Гроутом Ребером в 1944 г. [11]

После Второй Мировой войны были сделаны существенные технологические улучшения в области радиоастрономии учёными в Европе, Австралии и США. Таким образом начался расцвет радиоастрономии.

Классификация радиотелескопов

Источник

Радиотелескоп

Содержание

Введение

VLA — «Сверхбольшой массив».

Устройство и принцип действия

где Р — мощность собственных шумов радиотелескопа, S — эффективная площадь (собирающая поверхность) антенны, Δf — полоса частот, которые принимаются, t — время накопления сигнала.

Для повышения чувствительности радиотелескопа увеличивают их собирающую поверхность и применяют малошумящие приемные устройства на основе мазеров, параметрических усилителей и т. д. Разрешение q радиотелескопа (радианы):

где I — длина волны, D — линейный размер апертуры антенны.

Первые радиотелескопы

Предпосылки

Начало — Карл Янский

Точная копия радиотелескопа Карла Янского в натуральную величину. Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), Грин Бэнк, Западная Вирджиния, США

Запись излучений, полученная Янским 24 февраля 1932 года. Максимумы (стрелки) повторяются через 20 мин. — период полного оборота антенны.

Второе рождение — Гроут Ребер

Меридианный радиотелескоп Гроута Ребера

Радиокарта небосвода, полученная Гроутом Ребером в 1944 г. [11]

После Второй Мировой войны были сделаны существенные технологические улучшения в области радиоастрономии учёными в Европе, Австралии и США. Таким образом начался расцвет радиоастрономии.

Классификация радиотелескопов

Источник

Для чего нужны радиотелескопы?

Опытные радисты знают: когда в радиоприёмнике иногда раздаются шум и треск, не стоит сразу винить аппаратуру: вполне возможно, что это подаёт голос. Солнце!

Впервые о том, что Солнце имеет собственную «радиостанцию», люди узнали в 30-х годах прошлого века. Открывателем космических радиоволн стал молодой физик Карл Янский. Он работал в одной из американских радиокомпаний, и ему поручили изучить направление прихода атмосферных коротковолновых радиопомех.

Антенна современного радиотелескопа давно уже не напоминает ту «раскладушку», с которой работал Янский.

Чаще всего это гигантская металлическая чаша диаметром в несколько десятков, а то и сотен метров.

Например, крупный радиотелескоп Аресибо расположен в кратере потухшего вулкана на Больших Антильских островах. Склоны кратера выровняли и прикрыли металлическими щитами. Получилась огромная чаша-зеркало, с помощью которой и улавливаются радиоголоса звёзд.

Один из крупнейших радиотелескопов мира РАТАН-600 находится в нашей стране, в районе станицы Зеленчукской в Ставропольском крае.

Даже построив такую махину, астрономы на этом не успокоились. В 1980 году совместными усилиями специалистов стран Восточный и Западной Европы, а также Китая и Южной Африки был создан радиотелескоп, антенна которого оказалась диаметром. в половину земного шара! Самое удивительное, что никаких новых установок при этом не строили.

Вся хитрость в оригинальном подходе, который использовали учёные. Представьте себе, скажем, у нас в Крыму и где-то в Швеции два радиотелескопа направлены на один и тот же небесный объект. На обоих телескопах принятые сигналы записываются и передаются на компьютер. Затем радиоастрономы сравнивают записи, оценивают информацию с помощью электронных вычислительных машин. В итоге получается, что два телескопа работают как один — в общей упряжке.

Причём таким образом не только два, но и большее количество телескопов могут действовать сообща. Антенна такого всепланетарного радиотелескопа получается гигантской, простираясь на тысячи километров. Такие сети радиотелескопов называют РСДБ-сетями (расшифровывается как радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами). Метод РСДБ придумали американцы в 1970-х годах. В наше время существует три крупных сети: «КВАЗАР» в России, EVN в Европе (в ней тоже участвуют российские радиотелескопы), и VLBA в США.

Зачем учёным такие гулливеровы «игрушки»? Оказывается, чем больше радиотелескоп, тем при прочих равных условиях чувствительнее его «радиоухо». Особенно удобны «упряжки» радиотелескопов для обнаружения источников со сложной пространственной структурой. То есть когда из одного места доносится не один, а сразу хор радиоголосов, и надо разобраться, кому какой принадлежит.

В свою очередь, накопленные знания нужны специалистам, чтобы лучше понять устройство мира. Например, мы до сих пор плохо знаем, как именно шло образование нашей Солнечной системы. Геологические процессы на планетах, химические реакции в их недрах сильно изменили облик небесных тел, и теперь нелегко представить, какими они были первоначально. Так что было бы важно отследить образование какой-либо другой планетной системы. Тогда по аналогии мы могли бы получить наглядное представление и о том, как образовывалась наша.

Так, проводя совместными усилиями «прослушивание» газопылевой туманности в созвездии Ориона, радиоастрономы пяти стран сумели не только услышать в общем хоре отдельные радиоголоса, но и догадаться, о чём шёл «разговор». Скорее всего, полагают учёные, радиотелескопам удалось обнаружить протозвёзды (звёзды, формирование которых ещё не закончено), возможно, даже отдельные далёкие системы, подобные Солнечной, как раз в разгар строительства. Так что, наблюдая за ними, мы можем узнать, судя по всему, немало интересного и о собственной.

Удалось радиоастрономам отыскать и следы Большого взрыва. Радиоастрономы зафиксировали в глубинах Вселенной фоновое или реликтовое радиоизлучение, которое представляет собой не что иное, как эхо Большого взрыва. Представляете, сколько миллиардов лет прошло, а радиоэхо до сих пор разгуливает по просторам Вселенной. И учёным удалось услышать его.

Благодаря РСДБ-сетям, астрономы получили возможность изучать такие загадочные космические объекты, как пульсары, нейтронные звёзды, чёрные дыры.

Появление радиотелескопов изменило характер труда астрономов. Как шутят они сами, многие теперь перестали смотреть по ночам на звёзды через «ночезрительную трубу» обычного, оптического телескопа, бормоча себе под нос стихи М. В. Ломоносова: «Открылась бездна звёзд полна. » Они теперь работают на сверхмощных компьютерах, выполняя сложные астрономические расчёты, напевая слова из романса на слова М. Ю. Лермонтова: «. И звезда с звездою говорит. »

Источник

Радиотелескоп

Радиоволны из космоса были впервые обнаружены инженером Карлом Гуте Янски в 1932 году в Bell Telephone Laboratories в Холмделе, штат Нью-Джерси, с помощью антенны, построенной для изучения шума радиоприемника. Первым специально созданным радиотелескопом была 9-метровая параболическая антенна, построенная радиолюбителем Гротом Ребером на его заднем дворе в Уитоне, штат Иллинойс, в 1937 году. Проведенный им обзор неба часто считается началом области радиоастрономии.

Содержание

Ранние радиотелескопы [ править ]

Типы [ править ]

Частоты [ править ]

Все более широкое использование радиочастот для связи делает астрономические наблюдения все более трудными (см. Открытый спектр ). Переговоры в защиту распределения частот для частей спектра, наиболее полезных для наблюдения за Вселенной, координируются Научным комитетом по распределению частот для радиоастрономии и космической науки.

Некоторые из наиболее известных диапазонов частот, используемых радиотелескопами, включают:

Большие блюда [ править ]

Более типичный радиотелескоп имеет одну антенну диаметром около 25 метров. Десятки радиотелескопов примерно такого размера работают в радиообсерваториях по всему миру.

Галерея больших блюд [ править ]

500-метровый пятисотметровый сферический телескоп с апертурой (FAST), строящийся, Китай (2016 г.)

Источник