Ar radijo teleskopas skleidžia spinduliuotę? Kas yra teleskopas? Teleskopų tipai, charakteristikos ir paskirtis

Nuotraukoje parodyta Murchison radijo astronomijos observatorija, kuri yra Vakarų Australija. Jame yra 36 kompleksai su tokiomis veidrodinėmis antenomis, veikiančiomis 1,4 GHz diapazone. Kiekvienos antenos pagrindinio veidrodžio skersmuo yra 12 metrų. Kartu šios antenos sudaro vieno didelio radijo teleskopo „Pathfinder“ dalį. Tai didžiausias šiandien egzistuojantis radijo teleskopas.

Dešimtys atspindinčių antenų naudojamos galaktikos tyrimams ir stebėjimams. Jie sugeba pažvelgti į tokius atstumus, kurių nepajėgia didžiausias pasaulyje optinis teleskopas Hablo. Kartu šios antenos veikia kaip vienas didelis interferometras ir sudaro masyvą, galintį rinkti elektromagnetines bangas nuo pačio visatos krašto.

Šimtai tūkstančių antenų visame pasaulyje yra sujungtos į vieną radijo teleskopą – kvadratinių kilometrų masyvą.

Panašūs radijo teleskopai yra dislokuoti visame pasaulyje, o daugelį jų iki 2030 m. planuojama sujungti į vieną kvadratinių kilometrų masyvo (SKA) sistemą. bendro ploto imdamas daugiau nei vieną kvadratinis kilometras, kaip tikriausiai atspėjote iš pavadinimo. Tai apims daugiau nei du tūkstančius antenų sistemų Afrikoje ir pusę milijono kompleksų iš Vakarų Australijos. SKA projekte dalyvauja 10 šalių: Australija, Kanada, Kinija, Indija, Italija, Nyderlandai, Naujoji Zelandija, Pietų Afrika, Švedija ir Jungtinė Karalystė:

Niekas niekada nieko panašaus nepastatė. SKA radijo teleskopo sistema padės išspręsti aktualiausias visatos paslaptis. Jis galės išmatuoti didžiulė suma pulsarai, žvaigždžių fragmentai ir kiti kosminiai kūnai, skleidžiantys elektromagnetines bangas magnetiniai poliai. Stebint panašius objektus prie juodųjų skylių, galima atrasti naujų. fiziniai dėsniai ir gali būti plėtojama vieninga teorija kvantinė mechanika ir gravitacija.

Vienos SKA sistemos statyba prasideda etapais su mažesniais komponentais, o „Pathfinder“ Australijoje bus viena iš šių dalių. Be to, šiuo metu yra statoma SKA1 sistema, kuri bus tik nedidelė būsimojo kvadratinių kilometrų masyvo dalis, tačiau užbaigta taps didžiausiu radijo teleskopu pasaulyje.

SKA1 sudarys dvi dalis skirtinguose Afrikos ir Australijos žemynuose

SKA1 sudarys dvi dalys: SKA1-mid Pietų Afrikoje ir SKA1-low Australijoje. SKA1-mid parodytas paveikslėlyje žemiau ir apima 197 reflektoriaus antenas, kurių kiekvienos skersmuo nuo 13,5 iki 15 metrų:

O žemo dažnio sistema SKA1 bus skirta rinkti žemo dažnio radijo bangas, kurios kosmose pasirodė prieš milijardus metų, kai tokie objektai kaip žvaigždės tik pradėjo egzistuoti. SKA1 žemo lygio radijo teleskopas nenaudos atspindinčių antenų šioms radijo bangoms priimti. Vietoj to bus sumontuota daug mažesnių turniketų antenų, skirtų rinkti signalus įvairiais dažniais, įskaitant televizijos ir FM juostas, kurios sutampa su seniausių visatos šaltinių dažniu. SKA1 žemos antenos veikia diapazone nuo 50 iki 350 MHz, jų išvaizda paveikslėlyje žemiau:

Iki 2024 metų SKA projekto vadovai planuoja įrengti daugiau nei 131 000 tokių antenų, sugrupuotų į grupes ir išsibarsčiusių po dykumą dešimtis kilometrų. Viename klasteryje bus 256 tokios antenos, kurių signalai bus sujungti ir perduodami viena šviesolaidinio ryšio linija. Žemo dažnio antenos dirbs kartu, kad priimtų spinduliuotę, kuri atsirado visatoje prieš milijardus metų. Ir taip jie padės suprasti fiziniai procesai vykstantys tolimoje praeityje.

Radijo teleskopų veikimo principas

Antenos, sujungtos į vieną bendrą matricą, veikia tuo pačiu principu kaip ir optinis teleskopas, tik radijo teleskopas fokusuoja ne optinę spinduliuotę, o priimamas radijo bangas. Fizikos dėsniai diktuoja, kad kuo didesnis priimamas bangos ilgis, tuo didesnis turi būti reflektoriaus antenos skersmuo. Pavyzdžiui, taip atrodo radijo teleskopas be erdvinės priėmimo antenų sistemų įvairovės – pietvakarinėje Kinijos Guidžou provincijoje veikiantis penkių šimtų metrų sferinis radijo teleskopas FAST. Šis radijo teleskopas ateityje taip pat taps Square Kilometer Array (SKA) projekto dalimi:

Bet veidrodžio skersmens didinti neribotą laiką nepavyks, o interferometro, kaip aukščiau esančioje nuotraukoje, įgyvendinimas ne visada ir ne visur įmanomas, todėl tenka naudoti daugybę geografiškai išsklaidytų mažesnių antenų. Pavyzdžiui, tokio tipo radijo astronomijos antena yra Murchison Widefield Array (MWA). MWA antenos veikia diapazone nuo 80 iki 300 MHz:

MWA antenos taip pat yra SKA1 žemos sistemos dalis Australijoje. Jie taip pat gali pažvelgti į tamsų ankstyvosios visatos laikotarpį, vadinamą reionizacijos amžiumi. Ši era egzistavo prieš 13 milijardų metų (maždaug milijardą metų po Didžiojo sprogimo), kai besiformuojančios žvaigždės ir kiti objektai pradėjo kaitinti vandenilio atomų pripildytą visatą. Įdomu tai, kad šių neutralių vandenilio atomų skleidžiamas radijo bangas vis dar galima aptikti. Bangos buvo skleidžiamos 21 cm bangos ilgio, tačiau kol jos pasiekė Žemę, praėjo milijardai metų kosminio plėtimosi ir ištempė jas dar kelis metrus.

MWA antenos bus naudojamos tolimos praeities aidams aptikti. Astronomai tikisi, kad šios elektromagnetinės spinduliuotės tyrimas padės geriau suprasti, kaip susidaro ankstyvoji visata ir kaip per šią erą formavosi ir keitėsi į galaktikas panašios struktūros. Astronomai pastebi, kad tai yra viena iš pagrindinių Visatos evoliucijos fazių, kuri mums visiškai nežinoma.

Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduoti skyriai su MWA antenomis. Kiekvienoje sekcijoje yra 16 antenų, kurios yra sujungtos į vieną tinklą naudojant optinį pluoštą:

MWA antenos vienu metu priima radijo bangas dalimis iš skirtingų krypčių. Įeinantys signalai kiekvienos antenos centre sustiprinami pora žemo triukšmo stiprintuvų ir siunčiami į netoliese esantį spindulio formuotoją. Ten skirtingo ilgio bangolaidžiai suteikia tam tikrą vėlavimą antenos signalams. Teisingai pasirinkus šį delsą, spindulių formuotojai „pakreipia“ masyvo spinduliavimo modelį taip, kad radijo bangos, sklindančios iš tam tikros dangaus srities, patektų į anteną tuo pačiu metu, tarsi jas gautų viena didelė antena.

MWA antenos skirstomos į grupes. Kiekvienos grupės signalai siunčiami į vieną imtuvą, kuris paskirsto signalus tarp skirtingų dažnių kanalų ir siunčia juos į centrinis pastatas observatorija per šviesolaidį. Ten, naudojant specializuotus programinės įrangos paketus ir grafikos apdorojimo blokus, duomenys koreliuojami, dauginant iš kiekvieno imtuvo gaunamus signalus ir laikui bėgant juos integruojant. Šis metodas sukuria vieną stiprų signalą, tarsi jį gautų vienas didelis radijo teleskopas.

Kaip ir optinio teleskopo, tokio virtualaus radijo teleskopo matomumo diapazonas yra proporcingas jam fizinis dydis. Visų pirma, virtualiam teleskopui, kurį sudaro atspindinčių arba fiksuotų antenų rinkinys, didžiausia teleskopo skiriamoji geba nustatoma pagal atstumą tarp kelių priimančių dalių. Kuo didesnis šis atstumas, tuo tikslesnė skiriamoji geba.

Šiandien astronomai naudoja šią savybę kurdami virtualius teleskopus, apimančius ištisus žemynus, leidžiančius pakankamai padidinti teleskopo skiriamąją gebą, kad būtų galima pamatyti juodąsias skyles Paukščių Tako centre. Tačiau radijo teleskopo dydis nėra vienintelis reikalavimas norint gauti išsamią informaciją apie tolimą objektą. Rezoliucijos kokybė taip pat priklauso nuo bendras skaičius priėmimo antenos, dažnių diapazonas ir antenų vieta viena kitos atžvilgiu.

Duomenys, gauti naudojant MWA, superkompiuteriu siunčiami šimtus kilometrų į artimiausią duomenų centrą. MWA gali siųsti daugiau nei 25 terabaitus duomenų per dieną, o ateinančiais metais šis greitis dar labiau padidės, kai bus išleista SKA1-low. O 131 000 antenų SKA1 žemo lygio radijo teleskope, dirbančių viename bendrame masyve, kasdien surinks daugiau nei terabaitą duomenų.

Ir taip išsprendžiama radijo teleskopų maitinimo problema. Merčisono radijo astronomijos observatorijoje antenų kompleksų maitinimą užtikrina saulės kolektorių 1,6 megavato galia:

Dar visai neseniai observatorijos antenos veikė dyzeliniais generatoriais, tačiau dabar, be saulės baterijų, joje yra ir didžiulis kiekis ličio jonų baterijų, galinčių sutalpinti 2,6 megavatvalandžių. Kai kurios antenos masyvo dalys netrukus gaus savo saulės baterijas.

Tokiose ambicingus projektus Finansavimo klausimas visada yra gana aštrus. Dabartinis SKA1 statybų biudžetas Pietų Afrikoje ir Australijoje yra maždaug 675 mln. Tokią sumą nustato 10 projekto šalių: Australija, Kanada, Kinija, Indija, Italija, Nyderlandai, Naujoji Zelandija, Pietų Afrika, Švedija ir Jungtinė Karalystė. Tačiau šis finansavimas nepadengia visų SKA1 išlaidų, kurių tikisi astronomai. Taigi observatorija bando įtraukti daugiau šalių į partnerystes, kurios galėtų padidinti finansavimą.

Išvada

Radijo teleskopai leidžia stebėti tolimus kosmoso objektus: pulsarus, kvazarus ir kt. Taip, pavyzdžiui, naudojant FAST radijo teleskopą buvo galima aptikti radijo pulsarą 2016 m.

Po pulsaro atradimo buvo galima nustatyti, kad pulsaras yra tūkstantį kartų sunkesnis už Saulę ir žemėje vienas kubinis centimetras tokios medžiagos svertų kelis milijonus tonų. Sunku pervertinti informacijos, kurią galima gauti naudojant tokius neįprastus radijo teleskopus, svarbą.

Esame įpratę matyti pasaulį optiniame diapazone, o girdėti – garso diapazone. Visi žino, kad šikšnosparnis tamsoje mato ultragarsinio lokatoriaus dėka. Yra daug įrenginių, kurie plečiasi žmogaus galimybes suvokimas – tai apima visą matavimo įrangą. Jis rodo visų rūšių fizinius procesus grafiškai arba garso forma prieinamas žmonėms.

Techninis aprašymas

Įrenginyje naudojama parabolinė tinklinė antena, keitiklis 10-12 GHz diapazonui, dviejų ašių sukamasis įrenginys, su specialiai sukurta valdymo pultu, parašyta programa sukamajam įrenginiui valdyti. Norint suskaitmeninti lygį, surenkama plokštė iš AD8313 logaritminio lygio keitiklio, MAX1236 ADC ir valdiklio, kuris perduoda informaciją į COM prievadą. Sukamąjį įrenginį valdanti programa gauna duomenis iš ADC, prideda prie jo laiko ir koordinačių žymes bei išsaugo į failą. Vaizdas konstruojamas naudojant paprastą, bet būtiną algoritmą, nes Koordinatės tikslumas yra 1 laipsnis, o duomenų srautas yra 10 kartų per laipsnį. Nes mūsų atveju plokštė sukasi horizontaliai, tada horizontali skiriamoji geba yra maždaug 10 taškų vienam laipsniui, o vertikali skiriamoji geba yra 1 taškas vienam laipsniui. Visas panoraminis kadras su 360 laipsnių pločio ir 90 laipsnių aukščio vaizdu nufotografuojamas maždaug per pusantros valandos. Dėl keitiklio galimybių galima atskirai priimti skirtingų poliarizacijų spinduliuotę ir gauti įvairių vaizdų. Tokius nespalvotus vaizdus galima sujungti į vieną spalvą, todėl palydovai atrodo įvairiaspalviai. Tik nedaugelis žmonių tai supranta, tačiau parabolinė sistema, kurios galva yra parabolės židinyje, turi galimybę sutelkti dėmesį ne tik į palydovus, bet ir bandyti sutelkti dėmesį, pavyzdžiui, į kaimyninį namą, kurio dėka galite gauti aiškias nuotraukas. kuriame matosi šiltnamio rėmas ir net langų rėmai, be to, parabolinio atšvaito skersmuo gerokai viršija jų plotį.

Teleskopo veikimo pavyzdys

Paveikslėliai

Fokusavimas

Viršutinis vaizdas yra nukreiptas į palydovus, o apatinis vaizdas yra sufokusuotas į namą, o palydovai tampa labiau neryškūs.

Aura

Mėnulis

Šiaurės pašvaistė

Fotografavome saulėtu audringu oru. Naro-Fominskas. Poveikis atsirado po saulėlydžio.

Animacija rodo judančią saulę.

Blyksniai ant žemės

Jei turite ką pasakyti apie protrūkius ar tiesiog turite ką pridėti prie šios temos, rašykite komentaruose.

Visas nuotraukas galite peržiūrėti čia.

FSBEI HPE „Taganrogo valstija pedagoginis institutas pavadintas A.P. Čechovas"

Radijo astronomija. Radijo teleskopai.

Pagrindinės charakteristikos.

Baigė studentas

Fizikos ir matematikos fakultetas

51 grupė: Mazur V.G.

Taganrogas

Įvadas

Radijo astronomija yra astronomijos šaka, kuri tiria kosminius objektus, analizuodama iš jų sklindančią radijo spinduliuotę. Daugelis kosminių kūnų skleidžia radijo bangas, kurios pasiekia Žemę: tai visų pirma išoriniai Saulės sluoksniai ir planetų atmosferos, tarpžvaigždinių dujų debesys. Radijo spinduliavimą lydi tokie reiškiniai kaip turbulentinių dujų srautų sąveika ir smūginės bangos tarpžvaigždinėje terpėje greitas sukimasis neutroninių žvaigždžių su stipriu magnetinis laukas, „sprogstamųjų“ procesų galaktikų ir kvazarų branduoliuose, saulės blykstės tt Radijo signalai iš gamtos objektų, ateinančių į Žemę, turi triukšmo pobūdį. Šie signalai priimami ir sustiprinami naudojant specialią elektroninę įrangą, o vėliau įrašomi analogine arba skaitmenine forma. Radijo astronomijos metodai dažnai būna jautresni ir tolimesni nei optiniai.

Radijo teleskopas – tai astronominis prietaisas, skirtas priimti pačių dangaus objektų (Saulės sistemos, Galaktikos ir Metagalaktikos) radijo spinduliuotę ir tirti jų charakteristikas, tokias kaip koordinates, erdvinę struktūrą, spinduliuotės intensyvumą, spektrą ir poliarizaciją.

RADIJO ASTRONOMIJA

§1. Palyginimas su optine astronomija

Iš visų kosminės elektromagnetinės spinduliuotės rūšių tik matoma šviesa, artima (trumpųjų bangų) šviesa, praeina per Žemės atmosferą, praktiškai nesusilpnėjusi. infraraudonoji spinduliuotė ir radijo bangų spektro dalis. Viena vertus, radijo bangos, kurių bangos ilgis yra daug ilgesnės nei optinės spinduliuotės, lengvai prasiskverbia per debesuotą planetų atmosferą ir tarpžvaigždinių dulkių debesis, kurie yra nepermatomi šviesai. Kita vertus, tik trumpiausios radijo bangos praeina per šviesai skaidrias jonizuotų dujų sritis aplink žvaigždes ir tarpžvaigždinėje erdvėje. Radijo astronomai silpnus kosminius signalus aptinka naudodami radijo teleskopus, kurių pagrindiniai elementai yra antenos. Paprastai tai yra paraboloido formos metaliniai atšvaitai. Atšvaito židinyje, kur sutelkta spinduliuotė, yra dedamas rago arba dipolio pavidalo surinkimo įtaisas, kuris surinktą radijo energiją nukreipia į priimančią įrangą. Atšvaitai, kurių skersmuo iki 100 m, yra judinami ir pilnai pasukami; jie gali nukreipti į objektą bet kurioje dangaus vietoje ir jį sekti. Didesni atšvaitai (iki 300 m skersmens) yra stacionarūs, didžiulio sferinio dubens pavidalo, o nukreipimas į objektą atsiranda dėl Žemės sukimosi ir tiekimo judėjimo antenos židinyje. Net didesni atšvaitai dažniausiai atrodo kaip paraboloido dalis. Kuo didesnis atšvaito dydis, tuo detalesnis stebimas radijo vaizdas. Dažnai, norint jį pagerinti, vienas objektas vienu metu stebimas dviem radijo teleskopais arba visa jų sistema, kurioje yra kelios dešimtys antenų, kartais atskirtų tūkstančiais kilometrų.

§2. Registruotų radijo spindulių diapazonai

Per žemės atmosferą praeina nuo kelių milimetrų iki 30 m ilgio radijo bangos, t.y. dažnių diapazone nuo 10 MHz iki 200 GHz. Taigi radijo astronomai susiduria su dažniais, žymiai aukštesniais nei, pavyzdžiui, vidutinių ar trumpųjų bangų transliuojamas radijo diapazonas. Tačiau atsiradus VHF ir televizijos transliavimui 50–1000 MHz dažnių diapazone, taip pat radarams (radarams) 3–30 GHz diapazone, radijo astronomai turi problemų: galingi signalai iš antžeminių siųstuvų šiuose diapazonuose trikdo silpnų erdvės signalų priėmimas. Todėl tarptautiniais susitarimais radijo astronomams buvo skirti keli dažnių diapazonai, kuriuose signalą perduoti kosmoso stebėjimui draudžiama.

§3. Istorinis fonas

Radijo astronomija kaip mokslas prasidėjo 1931 m., kai K. Jansky iš Bell Telephone kompanijos pradėjo tirti radijo trukdžius ir išsiaiškino, kad jie sklinda iš centrinės Paukščių Takas. Pirmąjį radijo teleskopą 1937-1938 metais sukonstravo radijo inžinierius G. Reberis, kuris savarankiškai savo sode iš geležies lakštų pagamino 9 metrų atšvaitą, iš esmės tokį pat, kaip ir dabartinės milžiniškos parabolinės antenos. Reberis sudarė pirmąjį radijo dangaus žemėlapį ir išsiaiškino, kad esant 1,5 m bangai sklinda visas Paukščių Takas, bet stipriausiai – jo centrinė dalis. 1942 m. vasarį J. Hay pastebėjo, kad metro spinduliu Saulė trukdo radarams, kai joje atsiranda blykstės; Saulės radijo spinduliavimą centimetrų diapazone 1942-1943 metais atrado J. Southworthas. Sisteminga radijo astronomijos plėtra prasidėjo po Antrojo pasaulinio karo. Didžiojoje Britanijoje buvo sukurta didelė Jodrell Bank observatorija (Mančesterio universitetas) ir Cavendish laboratorijos stotis (Kembridžas). Radiofizikinė laboratorija (Sidnėjus) įkūrė keletą stočių Australijoje. Nyderlandų radijo astronomai pradėjo tyrinėti tarpžvaigždinio vandenilio debesis. SSRS radijo teleskopai buvo pastatyti prie Serpuchovo, Pulkovo ir Krymo. Didžiausios radijo observatorijos Jungtinėse Valstijose yra Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos Green Bank (Vakarų Virdžinija) ir Charlottesville (Virdžinija), Kornelio universiteto observatorija Aresibo mieste (Puerto Rikas), Kalifornijos technologijos instituto observatorija Owens slėnyje (Vakarų Virdžinija). ). (Masačusetsas).

RADIJO TELESKOPAS

Radijo teleskopas užima pradinę vietą pagal dažnių diapazoną tarp astronominių elektromagnetinės spinduliuotės tyrimo prietaisų. Aukštesnio dažnio teleskopai yra terminiai, matomi, ultravioletiniai, rentgeno ir gama spinduliai.

Pageidautina, kad radijo teleskopai būtų atokiau nuo pagrindinių gyventojų centrų, kad būtų sumažintas radijo stočių, televizijos, radarų ir kitų skleidžiančių įrenginių elektromagnetiniai trukdžiai. Radijo observatorijos pastatymas slėnyje ar žemumoje dar geriau apsaugo jį nuo žmogaus sukelto elektromagnetinio triukšmo poveikio.

Radijo teleskopas susideda iš dviejų pagrindinių elementų: antenos įrenginio ir labai jautraus priėmimo įrenginio – radiometro. Radiometras sustiprina antenos gaunamą radijo spinduliuotę ir paverčia ją patogia įrašymui ir apdorojimui.

Radijo teleskopų antenų konstrukcijos yra labai įvairios, nes radijo astronomijoje naudojamas labai platus bangų ilgių diapazonas (nuo 0,1 mm iki 1000 m). Radijo teleskopų antenos, priimančios mm, cm, dm ir metro bangas, dažniausiai yra paraboliniai atšvaitai, panašūs į įprastų optinių reflektorių veidrodžius. Paraboloido židinyje sumontuotas švitintuvas – prietaisas, renkantis radijo spinduliuotę, kuri į jį nukreipiama veidrodžiu. Švitintuvas perduoda gautą energiją į radiometro įvestį, o po sustiprinimo ir aptikimo signalas įrašomas į fiksuojančio elektrinio matavimo prietaiso juostą. Šiuolaikiniuose radijo teleskopuose analoginis signalas iš radiometro išvesties konvertuojamas į skaitmeninį ir įrašomas į standųjį diską vieno ar kelių failų pavidalu.

Norint nukreipti antenas į tiriamą dangaus sritį, jos paprastai įrengiamos Azimutas tvirtinasi, užtikrinantys sukimus pagal azimutą ir aukštį (viso sukimosi antenos). Taip pat yra antenų, kurios leidžia tik ribotai suktis ir netgi visiškai nejuda. Priėmimo kryptis pastarojo tipo antenose (paprastai labai didelio dydžio).

§4. Veikimo principas

Radijo teleskopo veikimo principas labiau panašus į fotometro nei optinio teleskopo veikimo principą. Radijo teleskopas negali sukurti vaizdo tiesiogiai, jis matuoja tik spinduliuotės energiją iš tos krypties, kuria teleskopas žiūri. Taigi, norint gauti išplėstinio šaltinio vaizdą, radijo teleskopas turi išmatuoti jo ryškumą kiekviename taške.

Dėl radijo bangų difrakcijos teleskopo apertūroje, matuojant kryptį į taškinį šaltinį, atsiranda tam tikra paklaida, kurią lemia antenos spinduliuotės modelis ir tai iš esmės riboja prietaiso skiriamąją gebą:

kur yra bangos ilgis ir diafragmos skersmuo. Didelė skiriamoji geba leidžia stebėti smulkesnes tiriamų objektų erdvines detales. Norėdami pagerinti skiriamąją gebą, turite sumažinti bangos ilgį arba padidinti diafragmą. Tačiau trumpų bangų ilgių naudojimas padidina veidrodžio paviršiaus kokybės reikalavimus (žr. Rayleigh kriterijų). Todėl jie dažniausiai pasirenka diafragmos didinimo kelią. Didinant diafragmą pagerėja ir kita svarbi savybė – jautrumas. Radijo teleskopas turi būti labai jautrus, kad būtų galima patikimai aptikti kuo silpnesnius šaltinius. Jautrumas nustatomas pagal srauto tankio svyravimų lygį:

,

kur yra radijo teleskopo būdingo triukšmo galia, yra antenos efektyvusis plotas (rinkimo paviršius), dažnių juosta ir signalo kaupimo laikas. Radijo teleskopų jautrumui didinti didinamas jų renkamasis paviršius ir naudojami mažo triukšmo imtuvai ir stiprintuvai, kurių pagrindą sudaro mazeriai, parametriniai stiprintuvai ir kt.

§5. Radijo interferometrai

Be diafragmos skersmens padidinimo, yra dar vienas būdas padidinti skiriamąją gebą (arba susiaurinti spinduliavimo modelį). Jei paimsite dvi antenas, esančias atstumu d(bazė) vienas nuo kito, tada signalas iš šaltinio į vieną iš jų pasieks šiek tiek anksčiau nei į kitą. Jei po to bus trikdomi dviejų antenų signalai, tai iš gauto signalo, naudojant specialią matematinę redukcijos procedūrą, bus galima atkurti informaciją apie šaltinį efektyvia raiška. Ši redukcijos procedūra vadinama diafragmos sinteze. Trikdžiai gali būti atliekami tiek techninėje įrangoje, tiekiant signalą kabeliais ir bangolaidžiais į bendrą maišytuvą, ir kompiuteryje su signalais, anksčiau suskaitmenintais tiksliomis laiko žymomis ir saugomais laikmenoje. Modernus techninėmis priemonėmis leido sukurti VLBI sistemą, į kurią įeina teleskopai, išdėstyti skirtinguose žemynuose ir atskirti keliais tūkstančiais kilometrų.

§6. Pirmieji radijo teleskopai

Namai – Karlas Janskis

Radijo teleskopo kopijaJanskis

Istorija radijo teleskopai kilęs 1931 m., kai Karlo Janskio eksperimentai Bell Telephone Labs bandymų aikštelėje. Norėdamas ištirti žaibo trukdžių atvykimo kryptį, jis sukonstravo vertikaliai poliarizuotą vienkryptę Bruce'o drobės tipo anteną. Statinio matmenys buvo 30,5 m ilgio ir 3,7 m aukščio. Darbas buvo atliktas esant 14,6 m (20,5 MHz) bangos ilgiui. Antena buvo prijungta prie jautraus imtuvo, kurio išvestyje buvo įrašymo įrenginys su didele laiko konstanta.

Radiacijos įrašas, kurį Janskis gavo 1932 m. vasario 24 d. Maxima (rodyklės) pakartokite po 20 minučių. - visiško antenos sukimosi laikotarpis.

1932 m. gruodį Janskis jau pranešė apie pirmuosius jo instaliacijos rezultatus. Straipsnyje buvo pranešta apie „... nuolatinį neaiškios kilmės šnypštimą“, kurį „... sunku atskirti nuo šnypštimo, kurį sukelia pačios įrangos triukšmas. Šnypštimo trukdžių atvykimo kryptis palaipsniui keičiasi visą dieną, todėl pilnas apsisukimas per 24 valandas“. Kituose dviejuose savo straipsniuose, 1933 m. spalį ir 1935 m. spalį, Karlas Janskis pamažu priėjo prie išvados, kad jo naujų trukdžių šaltinis buvo centrinis mūsų galaktikos regionas. Be to, didžiausias atsakas gaunamas, kai antena yra nukreipta į Paukščių Tako centrą.

Janskis suprato, kad radijo astronomijos pažangai reikės didesnių antenų su ryškesniais raštais, kurios turėtų būti lengvai orientuojamos įvairiomis kryptimis. Jis pats pasiūlė suprojektuoti parabolinę anteną su 30,5 m skersmens veidrodžiu, kuri veiktų metrinėmis bangomis. Tačiau jo pasiūlymas nesulaukė palaikymo JAV.

Atgimimas – Grout Reber

Meridiano radijo teleskopasGrouta Rebera

1937 metais Janskio darbais susidomėjo radijo inžinierius Groutas Reberis iš Vetono (JAV, Ilinojaus valstija) ir sukonstravo anteną su 9,5 m skersmens paraboliniu reflektoriumi savo tėvų namo kieme , tai yra, jis buvo valdomas tik pakilimu , o diagramos skilties padėties pasikeitimas dešiniajame kilime buvo pasiektas dėl Žemės sukimosi. Reberio antena buvo mažesnė nei Janskio, bet veikė daugiau trumpos bangos, o jo spinduliavimo modelis buvo daug ryškesnis. Reber antena turėjo kūginį pluoštą, kurio plotis buvo 12 °, esant pusei galios, o Jansky antenos pluoštas buvo vėduoklės formos, kurio plotis buvo 30 °, esant pusei galios lygiui siauriausioje dalyje.

1939 m. pavasarį Reberis atrado 1,87 m (160 MHz) bangos ilgio spinduliuotę su pastebima koncentracija Galaktikos plokštumoje ir paskelbė kai kuriuos rezultatus.

Gautas radijo dangaus žemėlapisSkiedinys Reberis1944 metais

Tobulindamas savo įrangą, Reberis ėmėsi sistemingo dangaus tyrinėjimo ir 1944 metais paskelbė pirmuosius 1,87 m bangos ilgio dangaus radijo žemėlapius. Žemėlapiuose aiškiai matyti centriniai Paukščių Tako regionai ir ryškūs radijo šaltiniai Šaulio, Cygnus A, Cassiopeia A žvaigždyne, Canis Majoras ir Sternas. Reberio kortelės yra gana geros net palyginus su šiuolaikiniai žemėlapiai, metro bangos ilgiai.

Po Antrojo pasaulinio karo Europos, Australijos ir JAV mokslininkai padarė reikšmingų technologinių patobulinimų radijo astronomijos srityje. Taip prasidėjo radijo astronomijos žydėjimas, dėl kurio buvo sukurti milimetriniai ir submilimetriniai bangų ilgiai, leidžiantys pasiekti žymiai didesnę skiriamąją gebą.

§7. Radijo teleskopų klasifikacija

Platus bangų ilgių diapazonas, radijo astronomijos tyrimų objektų įvairovė, greitas tempas radiofizikos ir radioteleskopo konstrukcijos kūrimas, didelis skaičius nepriklausomos radijo astronomų komandos sukūrė įvairiausių tipų radijo teleskopus. Natūraliausia radijo teleskopus klasifikuoti pagal jų angos užpildymo pobūdį ir pagal mikrobangų lauko fazavimo būdus (reflektoriai, refraktoriai, nepriklausomas laukų įrašymas)

Užpildytos diafragmos antenos

Šio tipo antenos yra panašios į veidrodžius optiniai teleskopai ir yra paprasčiausias ir žinomiausias naudoti. Užpildytos diafragmos antenos tiesiog surenka signalą iš stebimo objekto ir sutelkia jį į imtuvą. Įrašytame signale jau yra mokslinės informacijos ir jam nereikia sintezės. Tokių antenų trūkumas yra maža skiriamoji geba. Tuščios diafragmos antenos gali būti suskirstytos į kelias klases pagal jų paviršiaus formą ir tvirtinimo būdą.

Sukimosi paraboloidai

Beveik visos šio tipo antenos yra sumontuotos ant Alt-Az laikiklių ir yra visiškai pasukamos. Pagrindinis jų privalumas yra tas, kad tokie radijo teleskopai, kaip ir optiniai teleskopai, gali būti nukreipti į objektą ir jį nukreipti. Taigi stebėjimus galima atlikti bet kuriuo metu, kol tiriamas objektas yra virš horizonto. Tipiški atstovai: Green Bank radijo teleskopas, RT-70, Kalyazin radijo teleskopas.

Paraboliniai cilindrai

Viso sukimosi antenų konstrukcija yra susijusi su tam tikrais sunkumais, susijusiais su didžiule tokių konstrukcijų mase. Todėl statomos stacionarios ir pusiau mobilios sistemos. Tokių teleskopų kaina ir sudėtingumas didėja daug lėčiau, nes didėja jų dydis. Parabolinis cilindras spindulius renka ne taške, o tiesia linija, lygiagrečia jo generatoriui (židinio linijai). Dėl šios priežasties šio tipo teleskopai turi asimetrinį spinduliuotės modelį ir skirtingą skiriamąją gebą išilgai skirtingų ašių. Kitas tokių teleskopų trūkumas yra tas, kad dėl riboto mobilumo galima stebėti tik dalį dangaus. Atstovai: Ilinojaus universiteto radijo teleskopas, Indijos teleskopas Ooty mieste.

Spindulių kelias Nance teleskope

Antenos su plokščiais atšvaitais

Norint dirbti su paraboliniu cilindru, ant židinio linijos turi būti dedami keli detektoriai, iš kurių signalas pridedamas atsižvelgiant į fazes. Tai nėra lengva padaryti trumpomis bangomis, nes didelių nuostolių ryšio linijose. Antenos su plokščiu atšvaitu leidžia išsiversti tik su vienu imtuvu. Tokios antenos susideda iš dviejų dalių: kilnojamosios plokščias veidrodis ir stacionarus paraboloidas. Judantis veidrodis yra "nukreiptas" į objektą ir atspindi spindulius į paraboloidą. Paraboloidas sutelkia spindulius židinio taške, kuriame yra imtuvas. Tokiame teleskope galima stebėti tik dalį dangaus. Atstovai: Kraus radijo teleskopas, Didysis radijo teleskopas Nansa.

Moliniai dubenys

Noras sumažinti statybos sąnaudas paskatino astronomus naudoti idėją natūralus reljefas kaip teleskopo veidrodis. Šio tipo atstovas buvo 300 metrų Arecibo radijo teleskopas. Jis įsikūręs smegduobė, kurio dugnas išklotas sferoido formos aliuminio lakštais. Imtuvas pakabinamas ant specialių atramų virš veidrodžio. Trūkumas šio instrumento yra tai, kad jis turi prieigą prie dangaus srities, esančios 20 ° atstumu nuo zenito.

Antenų matricos (bendro režimo antenos)

Toks teleskopas susideda iš daugelio elementarių švitintuvų (dipolių arba spiralių), esančių mažesniu atstumu nei bangos ilgis. Dėl tikslaus kiekvieno elemento fazės valdymo galima pasiekti didelę skiriamąją gebą ir efektyvų plotą. Tokių antenų trūkumas yra tas, kad jos gaminamos griežtai apibrėžtam bangos ilgiui. Atstovai: BSA radijo teleskopas Pushchino mieste.

Tuščios diafragmos antenos

Astronomijos tikslais svarbiausios yra dvi radijo teleskopų charakteristikos: skiriamoji geba ir jautrumas. Šiuo atveju jautrumas yra proporcingas antenos sričiai, o skiriamoji geba yra proporcinga didžiausiam dydžiui. Taigi, labiausiai paplitusios apskritos antenos užtikrina blogiausią skiriamąją gebą toje pačioje efektyvioje srityje. Todėl radijo astronomijoje atsirado teleskopai su mažais atstumais.

Teleskopas DKR-1000, su neužpildyta anga

ploto, bet didelės raiškos. Tokios antenos vadinamos tuščios diafragmos antenos, nes jų angoje yra „skylių“, kurios viršija bangos ilgį. Norint gauti vaizdus iš tokių antenų, stebėjimai turi būti atliekami diafragmos sintezės režimu. Diafragmos sintezei pakanka dviejų sinchroniškai veikiančių antenų, esančių tam tikru atstumu, kuris vadinamas bazę. Norėdami atkurti pradinį vaizdą, turite išmatuoti signalą visose įmanomose bazėse su tam tikru žingsniu iki didžiausio.

Jei antenos yra tik dvi, tuomet turėsite atlikti stebėjimą, tada pakeisti bazę, atlikti stebėjimą kitame taške, vėl pakeisti bazę ir tt Ši sintezė vadinama nuoseklus. Šiuo principu veikia klasikinis radijo interferometras. Nuosekliosios sintezės trūkumas yra tas, kad ji užima daug laiko ir negali atskleisti radijo šaltinių kintamumo laikui bėgant. trumpi laikai. Todėl jis naudojamas dažniau lygiagreti sintezė. Tai apima daug antenų (imtuvų) vienu metu, kurios vienu metu atlieka visų būtinų bazių matavimus. Atstovai: Šiaurės kryžius Italijoje, DKR-1000 radijo teleskopas Puščine.

Dideli masyvai VLA tipas dažnai vadinamas nuoseklia sinteze. Tačiau dėl didelis kiekis antenų, jau pateikiamos beveik visos bazės, o papildomų pertvarkymų dažniausiai nereikia.

Radijo teleskopų sąrašas.

Nuorodos

1. Erdvės fizika: maža. enc., 1986, p. 533

2. Kaplanas S. A. Kaip atsirado radijo astronomija // Elementary radioastronomy. - M.: Nauka, 1966. - P. 12. - 276 p.

3. 1 2 Krausas D.D. 1.2. Trumpa pirmųjų radijo astronomijos metų istorija // Radijo astronomija / Red. V. V. Železnyakova. - M.: Tarybinis radijas, 1973. - P. 14-21. - 456 s.

4. Didžioji tarybinė enciklopedija. – SSRS: Sovietinė enciklopedija, 1978.

5. Elektromagnetinė spinduliuotė. Vikipedija.

6. Radijo teleskopas // Kosmoso fizika: Mažoji enciklopedija / Red. R. A. Sunyaeva. - 2 leidimas. - M.: Sov. enciklopedija, 1986. - P. 560. - 783 p. - ISBN 524(03)

7. P.I.Bakulinas, E.V.Kononovičius, V.I.Morozas Na bendroji astronomija. - M.: Nauka, 1970 m.

8. 1 2 3 4 Jonas D. Krausas. Radijo astronomija. - M.: Sovietų radijas, 1973 m.

9. Janskis K.G. Kryptiniai atmosferos aukštų dažnių tyrimai. -Proc. IRE, 1932. - T. 20. - S. 1920-1932.

10. Janskis K.G. Elektros sutrikimai, matyt, nežemiškos kilmės.. – Proc. IRE, 1933. - T. 21. - P. 1387-1398.

11. Janskis K.G. Pastaba apie tarpžvaigždinių trukdžių šaltinį.. – Proc. IRE, 1935. - T. 23. - P. 1158-1163.

12. Reberis G. Kosminė statika. - Astrofija. J., 1940 m. birželio mėn. - T. 91. - P. 621-624.

13. Reberis G. Kosminė statika. -Proc. IRE, 1940 m. vasario mėn. - T. 28. - P. 68-70.

14. 1 2 Reberis G. Kosminė statika. - Astrofija. J., 1944 lapkritis. - T. 100. - P. 279-287.

15. Reberis G. Kosminė statika. -Proc. IRE, 1942 m. rugpjūčio mėn. - T. 30. - P. 367-378.

16. 1 2 N.A.Esepkina, D.V.Korolkovas, Yu.N.Pariysky. Radijo teleskopai ir radiometrai. - M.: Nauka, 1973 m.

17. Ilinojaus universiteto radijo teleskopas.

18. 1 2 L. M. Gindilis „SETI: nežemiško intelekto paieška“

2 lentelė

Teleskopo charakteristikos

Perigee - 350 000 km.

Apogėjus - 600 km. /2/

Radijo teleskopo atspindinti parabolinė antena yra 10 metrų skersmens, susideda iš 27 žiedlapių ir 3 metrų kieto veidrodžio.

Bendras svoris mokslinė naudingoji apkrova - apie 2600 kg. Ją sudaro antenos masė (1500 kg), elektroninis kompleksas, kuriame yra imtuvai, žemo triukšmo stiprintuvai, dažnio sintezatoriai, valdymo blokai, signalų keitikliai, dažnių standartai, itin informatyvi mokslinių duomenų perdavimo sistema – apie 900 kg.

IN dabarties akimirka Dvipusio ryšio seansams naudojami didžiausi Rusijoje antenų kompleksai P-2500 (skersmuo 70 m) pakrantės mieste Ussuriysk ir TNA-1500 (skersmuo 64 m) Medvezhye Ozera kaime netoli Maskvos.

Ryšys su Spektr-R įrenginiu galimas dviem režimais. Pirmasis režimas yra dvipusis ryšys, įskaitant komandų perdavimą į plokštę ir telemetrinės informacijos priėmimą iš jos.

Antrasis ryšio būdas – radijo interferometrinių duomenų išleidimas per itin kryptingą labai informatyvaus radijo komplekso (VIRK) anteną.

Išvada

as tuo tikiu šis darbas pakankamai aprašo galimus kosminio radijo spinduliavimo metodus. Naudodamiesi šiuo darbu galite sekti radijo teleskopų kūrimo tendencijas. Galima pastebėti, kad mokslininkai savo pastangas tobulindami teleskopus sutelkė labiau į kampinio plėtimosi charakteristikas, o ne į radijo teleskopų jautrumo didinimą. Greičiausiai taip yra dėl to, kad norint padidinti jautrumą, reikia didinti antenų plotą, taigi ir skersmenį (2,5), o tai labai sunku padaryti nuėjus tam tikrą slenkstį (150 m). Kadangi stebėjimai, atlikti naudojant „Radio Astron“, buvo labai produktyvūs, manau, kad radijo astronomija ir toliau vystysis šia kryptimi (didinant skiriamąją gebą didinant diafragmą), statant naujas orbitines observatorijas, kurios bus panašios į „Radio“. Astronas“. Mano idėją patvirtina toks projektas kaip SNAP (SuperNova Acceleration Probe), kurį planuojama pradėti 2020 m. /5/

Naudotų šaltinių sąrašas

1. Krausas D. D. 1.2. Trumpa pirmųjų radijo astronomijos metų istorija // Radijo astronomija / Red. V. V. Železnyakova. - M.: Tarybinis radijas, 1973. - P. 14-21. - 456 s.

2. Susiję apibrėžimai[Elektroninis išteklius] // Elektroninė enciklopedija: svetainė – URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/(prieigos data: 2014-12-05)

3. Aplink pasaulį.-M.: Populiarusis mokslas. 2006–2007 m

4. Projektas Radioastron and space radio astronomy [Elektroninis išteklius] //Federal Space Agency: website. - URL: http://www.federalspace.ru/185/ (prieigos data: 2014-12-05)

5. Informacija apie SNAP projektą [Elektroninis išteklius] // Supernova Acceleration Probe:

svetainę. – URL: http://snap.lbl.gov/index.php (prieigos data: 2014-12-05)

Taikymas

VLA radijo interferometro nuotraukos ir iš jų gautų vaizdų nuotraukos

Ryžiai. 1Labai didelis masyvas (žemės vaizdai)

Ryžiai. 2Labai didelis masyvas (vaizdas iš palydovo)

Ryžiai. 3 Juodosios skylės 3C75 vaizdas radijo diapazone

Teleskopas yra unikalus optinis instrumentas, skirtas dangaus kūnams stebėti. Prietaisų naudojimas leidžia ištirti įvairius objektus, ne tik tuos, kurie yra arti mūsų, bet ir tuos, kurie yra tūkstančius šviesmečių nuo mūsų planetos. Taigi, kas yra teleskopas ir kas jį išrado?

Pirmasis išradėjas

Teleskopiniai prietaisai pasirodė XVII a. Tačiau iki šiol diskutuojama, kas pirmasis išrado teleskopą – Galilėjus ar Lippershei. Šie ginčai susiję su tuo, kad abu mokslininkai optinius įrenginius kūrė maždaug tuo pačiu metu.

1608 m. Lippershey sukūrė akinius aukštuomenei, kad jie galėtų matyti tolimus objektus iš arti. Tuo metu vyko karinės derybos. Armija greitai įvertino kūrimo naudą ir pasiūlė „Lippershey“ nepriskirti įrenginio autorių teisių, o modifikuoti jį taip, kad į jį būtų galima žiūrėti abiem akimis. Mokslininkas sutiko.

Naujos mokslininko plėtros nepavyko išlaikyti paslaptyje: informacija apie tai buvo paskelbta vietiniame leidinyje spausdinti leidiniai. Įrenginį vadino to meto žurnalistai stebėjimo sritis. Jame buvo naudojami du objektyvai, leidžiantys padidinti objektus ir objektus. Nuo 1609 m. Paryžiuje buvo parduodami trimitai su trigubu padidinimu. Nuo šių metų iš istorijos dingsta bet kokia informacija apie Lippershey, atsiranda informacija apie kitą mokslininką ir jo naujus atradimus.

Maždaug tais pačiais metais italų „Galileo“ užsiėmė lęšių šlifavimu. 1609 metais jis pristatė visuomenei nauja plėtra- teleskopas su trigubu padidinimu. Galilėjaus teleskopas turėjo daugiau aukštos kokybės vaizdų nei Lippershey vamzdžiai. Tai buvo italų mokslininko sumanymas, gavęs pavadinimą „teleskopas“.

XVII amžiuje teleskopus gamino olandų mokslininkai, bet jie padarė žemos kokybės vaizdai. Ir tik „Galileo“ pavyko sukurti objektyvo šlifavimo techniką, kuri leido aiškiai padidinti objektus. Jam pavyko pasiekti dvidešimt kartų padidėjimą, o tai tais laikais buvo tikras mokslo proveržis. Remiantis tuo, neįmanoma pasakyti, kas išrado teleskopą: jei oficiali versija, tada būtent Galilėjus pristatė pasauliui prietaisą, kurį pavadino teleskopu, o jei pažvelgsite į optinio prietaiso, skirto objektams didinti, sukūrimo versiją, tada Lippershey buvo pirmasis.

Pirmieji dangaus stebėjimai

Pasirodžius pirmajam teleskopui, buvo padaryti unikalūs atradimai. „Galileo“ taikė savo plėtrą sekimui dangaus kūnai. Jis pirmasis pamatė ir nubraižė mėnulio krateriai, dėmes ant Saulės, taip pat ištyrė Paukščių Tako žvaigždes ir Jupiterio palydovus. Galilėjaus teleskopas leido pamatyti Saturno žiedus. Jūsų žiniai, pasaulyje vis dar yra teleskopas, veikiantis tuo pačiu principu kaip ir Galileo įrenginys. Jis įsikūręs Jorko observatorijoje. Prietaiso skersmuo yra 102 centimetrai ir jis reguliariai tarnauja mokslininkams, kad galėtų sekti dangaus kūnus.

Šiuolaikiniai teleskopai

Per šimtmečius mokslininkai nuolat keitė teleskopų konstrukciją, kūrė naujus modelius, tobulino didinimo koeficientą. Dėl to buvo galima sukurti mažus ir didelius skirtingos paskirties teleskopus.

Mažieji dažniausiai naudojami kosminių objektų stebėjimams namuose, taip pat artimųjų stebėjimui kosminiai kūnai. Dideli įrenginiai leidžia peržiūrėti ir fotografuoti dangaus kūnus, esančius tūkstančius šviesmečių nuo Žemės.

Teleskopų tipai

Yra keletas teleskopų tipų:

1. Veidrodinis.
2. Objektyvas.
3. Katadioptrinis.

Galilėjos refraktoriai laikomi lęšių refraktoriais. Veidrodiniai įtaisai apima refleksinius įtaisus. Kas yra katadioptrinis teleskopas? Tai unikalus modernus kūrinys, sujungiantis objektyvą ir veidrodinį įrenginį.

Objektyvo teleskopai

Teleskopai atlieka svarbų vaidmenį astronomijoje: jie leidžia pamatyti kometas, planetas, žvaigždes ir kitus kosminius objektus. Vienas iš pirmųjų pokyčių buvo objektyvo įrenginiai.

Kiekvienas teleskopas turi objektyvą. Tai yra pagrindinė bet kurio įrenginio dalis. Jis laužia šviesos spindulius ir surenka juos taške, vadinamame židiniu. Būtent jame konstruojamas objekto vaizdas. Norėdami peržiūrėti nuotrauką, naudokite okuliarą.

Objektyvas dedamas taip, kad okuliaras ir fokusas sutaptų. IN modernūs modeliai Norint patogiai stebėti per teleskopą, naudojami judantys okuliarai. Jie padeda reguliuoti vaizdo ryškumą.

Visi teleskopai turi aberaciją – nagrinėjamo objekto iškraipymą. Lęšių teleskopai turi keletą iškraipymų: chromatinį (iškreipiami raudoni ir mėlyni spinduliai) ir sferinę aberaciją.

Veidrodiniai modeliai

Veidrodiniai teleskopai vadinami reflektoriais. Ant jų sumontuotas sferinis veidrodis, kuris surenka šviesos spindulį ir veidrodžiu jį atspindi ant okuliaro. Chromatinė aberacija nėra būdinga veidrodiniams modeliams, nes šviesa nelūžta. Tačiau veidrodiniai instrumentai turi sferinę aberaciją, kuri riboja teleskopo matymo lauką.

Grafiniuose teleskopuose naudojamos sudėtingos struktūros, veidrodžiai su sudėtingais paviršiais, kurie skiriasi nuo sferinių.

Nepaisant dizaino sudėtingumo, veidrodžių modelius lengviau sukurti nei objektyvo analogus. Štai kodėl šio tipo dažnesnis. Didžiausias veidrodinio tipo teleskopo skersmuo – daugiau nei septyniolika metrų. Rusijoje didžiausias prietaisas yra šešių metrų skersmens. Daugelį metų jis buvo laikomas didžiausiu pasaulyje.

Teleskopo charakteristikos

Daugelis žmonių perka optinius prietaisus kosminiams kūnams stebėti. Renkantis įrenginį svarbu žinoti ne tik kas yra teleskopas, bet ir kokias savybes jis turi.

1. Padidinti. Okuliaro ir objekto židinio nuotolis yra teleskopo padidinimo koeficientas. Jei objektyvo židinio nuotolis yra du metrai, o okuliaro - penki centimetrai, tada toks prietaisas padidins keturiasdešimt kartų. Jei okuliaras bus pakeistas, padidinimas bus kitoks.
2. Leidimas. Kaip žinote, šviesai būdinga refrakcija ir difrakcija. Idealiu atveju bet koks žvaigždės vaizdas atrodo kaip diskas su keliais koncentriniais žiedais, vadinamais difrakcijos žiedais. Disko dydį riboja tik teleskopo galimybės.

Teleskopai be akių

Kas yra teleskopas be akies, kam jis naudojamas? Kaip žinote, kiekvieno žmogaus akys vaizdus suvokia skirtingai. Viena akis mato daugiau, kita – mažiau. Kad mokslininkai galėtų pamatyti viską, ko jiems reikia, jie naudoja teleskopus be akių. Šie įrenginiai perduoda vaizdą į monitorių ekranus, per kuriuos visi mato vaizdą tiksliai tokį, koks jis yra, be iškraipymų. Mažiems teleskopams tam buvo sukurtos kameros, kurios jungiamos prie prietaisų ir fotografuoja dangų.

Šiuolaikiškiausi erdvės matymo būdai yra CCD kamerų naudojimas. Tai specialios šviesai jautrios mikroschemos, kurios renka informaciją iš teleskopo ir perduoda ją kompiuteriui. Iš jų gauti duomenys tokie aiškūs, kad neįmanoma įsivaizduoti, kokie dar įrenginiai galėtų gauti tokią informaciją. Juk žmogaus akis negali atskirti visų atspalvių taip aiškiai, kaip tai daro šiuolaikiniai fotoaparatai.

Atstumams tarp žvaigždžių ir kitų objektų matuoti naudojami specialūs instrumentai – spektrografai. Jie yra prijungti prie teleskopų.

Šiuolaikinis astronominis teleskopas – tai ne vienas prietaisas, o keli iš karto. Gauti duomenys iš kelių įrenginių yra apdorojami ir rodomi monitoriuose vaizdų pavidalu. Be to, po apdorojimo mokslininkai gauna labai didelės raiškos vaizdus. Tokių aiškių kosmoso vaizdų akimis pamatyti pro teleskopą neįmanoma.

Radijo teleskopai

Astronomai už savo mokslo raida naudoti didžiulius radijo teleskopus. Dažniausiai jie atrodo kaip didžiuliai parabolinės formos metaliniai dubenys. Antenos surenka gautą signalą ir apdoroja gautą informaciją į vaizdus. Radijo teleskopai gali priimti tik vieno bangos ilgio signalus.

Infraraudonųjų spindulių modeliai

Ryškus infraraudonųjų spindulių teleskopo pavyzdys yra Hablo aparatas, nors jis gali būti ir optinis. Daugeliu atžvilgių infraraudonųjų spindulių teleskopų konstrukcija yra panaši į optinių veidrodžių modelių dizainą. Šilumos spinduliai atsispindi įprastu teleskopiniu lęšiu ir sufokusuojami viename taške, kur yra šilumos matavimo prietaisas. Gauti šilumos spinduliai praleidžiami per terminius filtrus. Tik po to vyksta fotografavimas.

Ultravioletiniai teleskopai

Fotografuojant juosta gali būti pereksponuota ultravioletiniai spinduliai. Kai kuriose ultravioletinių spindulių diapazono vietose galima gauti vaizdus be apdorojimo ar ekspozicijos. O kai kuriais atvejais būtina, kad šviesos spinduliai praeitų per specialią struktūrą – filtrą. Jų naudojimas padeda pabrėžti tam tikrų sričių spinduliuotę.

Yra ir kitų tipų teleskopų, kurių kiekvienas turi savo paskirtį ir ypatingas savybes. Tai tokie modeliai kaip rentgeno ir gama spindulių teleskopai. Pagal paskirtį visus esamus modelius galima suskirstyti į mėgėjiškus ir profesionalius. Ir tai nėra visa dangaus kūnams sekti skirtų prietaisų klasifikacija.