Ku preferojnë t'i vendosin antenat astronomët e radios? Radio teleskopi – Revista "Gjithçka për Hapësirën"

Teleskop (nga tele... dhe greqisht skopeo - shikoj) Teleskop (nga tele... dhe greqisht skopeo - shikoj), instrument astronomik për studimin e trupave qiellorë me anë të rrezatimit të tyre elektromagnetik. Teleskopët ndahen në teleskopë me rreze gama, teleskopë me rreze X, ultravjollcë, optikë, infra të kuqe dhe radio. Ekzistojnë 3 lloje të teleskopëve optikë: refraktorë (thjerrëza), reflektorë (pasqyrë) dhe sisteme të kombinuara pasqyrë-thjerrëza. Vëzhgimet e para astronomike duke përdorur teleskopë (refraktore optike) u kryen në 1609 nga Galileo.

Teleskopët optikë ASTRONOMËT VËZHGONIN YJET, PLANETET DHE OBJEKTET E TJERA TË UNIVERSIT DUKE PËRDORUR TELESKOPE. NJË TELESKOPI ËSHTË INSTRUMENTI THEMELOR I PUNËS TË CDO EKSPLORUES TË UNIVERSIT. KUR U SHFAQ TELESKOPI I PARË DHE SI U NDRYSHUAN? NË VITIN 1609, PROFESOR I UNIVERSITETIT TË PADUAS GALILEO GALILEO (1564 -1642) PËR HERË TË PARË DREJTORI NJË VETËM TË VOGËL DREJTËSISË TË BËRË NGA VETË NË QIELIN ME YJE. EKOHA E ASTRONOMISE TELESKOPIKE FILLOI NË STUDIMIN E BORIES QIELLORE.

Parimi i funksionimit teleskop optik... bazohet në vetitë e një lente konvekse ose një pasqyre konkave, e cila vepron si një lente në një teleskop, duke e sjellë atë në fokus rrezet paralele drita që vjen tek ne nga burime të ndryshme qiellore dhe krijon imazhet e tyre në rrafshin fokal. Një astronom që shikon një imazh të një objekti hapësinor përmes një okular e sheh atë të zmadhuar. Në këtë rast, zmadhimi i një teleskopi kuptohet si raporti i të dukshmes dimensionet këndore objekt kur vëzhgohet përmes teleskopit dhe pa të. Zmadhimi i një teleskopi është i barabartë me raportin e gjatësisë fokale të thjerrëzës me gjatësinë fokale të okularit.

Teleskopi Galileo Galilei Por teleskopi i Galileos kishte një pengesë domethënëse: teleskopi i parë i Galileos... thjerrëza ishte një lente plano-konvekse, kishte një fushë shumë të vogël, me diametër 4 cm dhe një gjatësi fokale 50 cm kryhet nga një lente plano-konkave me përmasa më të vogla. Ky kombinim i syzeve optike dha një zmadhim të trefishtë. Galileo më pas krijoi një teleskop më të avancuar me një lente 5.8 cm në diametër dhe një gjatësi fokale prej 165 cm. Ai zmadhonte imazhet e Hënës dhe planetëve 33 herë. Me ndihmën e tij, shkencëtari e bëri atë të shquar zbulimet astronomike: malet në Hënë, satelitët e Jupiterit, fazat e Venusit, pikat në Diell dhe shumë yje të zbehtë. . . vizioni, domethënë një rreth shumë i vogël qielli ishte i dukshëm përmes tubit. Prandaj, drejtojeni instrumentin në disa trup qiellor, dhe nuk ishte aspak e lehtë ta shikoje.

Kishte kaluar vetëm një vit nga fillimi i vëzhgimeve teleskopike kur astronomi dhe matematikani gjerman Johannes Kepler (1571 -1630) propozoi dizajnin e tij të teleskopit. Risia qëndronte në vetë sistemin optik: objektivi dhe okulari ishin lente bikonvekse. Si rezultat, imazhi në teleskopin Keplerian Natyrisht, shikimi i objekteve tokësore në këtë mënyrë nuk ishte i drejtpërdrejtë, ishte i papërshtatshëm, por me ato astronomike, si në teleskopin e Galileos, dhe vëzhgimet, kjo është plotësisht e përmbysur. asnjë kuptim. Në fund të fundit, në Univers nuk ka as një majë absolute dhe as një fund absolut.

Teleskopi i Keplerit doli të ishte SHUMË ME I MIRË SE I PARI I LINDUR OPTIK I GALILEO-S: KISHTE NJË FUSHË TË MADHE PAMJE DHE ISHTE I LEHTË PËRDORIM. KËTO PËRPARËSITË E RËNDËSISHME TË INSTRUMENTIT TË RI PËRCAKTUAN NË MËNYRË UNIK FATIN E TIJ: NË MË TUAJ, TELESKOPËT E LENTËS FILLONË TË NDËRTOHEN EKSKLUZIVIVE SIPAS SKEMES KEPLER. DHE SISTEMI OPTIK I TELESKOPIT GALILEAN U RUAJ VETËM NË DYNDIKËT E TEATRIT.

Pra, ekzistojnë dy lloje kryesore të teleskopëve: TELESKOPI LENSE-REFRAKTOR, NË TË CILIN RREZET E DRITËVE PËRTHYHEN DUKE KALOJNË NË THJERE, DHE REFLEKTORËT TELESKOPI TË PASQYRËS (REFLEKTIV). TELESKOPI PASQYRË ME KOHË ËSHTË PËRDORUR PËR VËZHGIM TË OBJEKTEVE SHUMË TË LARGAT DHE TË NDRIÇUESHME. SYRI I NJERIUT ËSHTË I GJITHË TË DALLON VENDOSUR DY PJESË TË NJË OBJEKTI TË VËZHUR VETËM NËSE DISTANS KËNDORE MIDIS TYRE NUK ËSHTË MË MË VUK SE NJË APO DY MINUTA HARK. PRA, NË HËNË ME SY TË LAKUR MUND TË SHIKONI DETAJET E RELIEVIT MADHËSIA TË CILËT KALIKONI 150 -200 KM. NË DISKUN DIELLOR KUR DIELLI ËSHTË DREJT PERËNDIMIT DHE DRITA E TIJ DOBOSET NGA EFEKTI THYSHTUES I ATMOSFERËS SË TOKËS, PIKA ME PËRMASËSI KRYQI 50-100 MIJË ARE. KM. ASNJË DETAJE TJERA MUND TË KONSIDEROHET NGA SYRI I PAARMATUAR. DHE VETËM FALË TË NJË TELESKOPI, QË RRITET KËNDI TË PAMJES, MUND TË "AFRONI" OBJEKTET TË LARGAT QELËRORE VETE - TË VËZHRONI SI DHE AFËR.

Karakteristikat e radioteleskopëve RADIOTELESKOP MODERN JU LËJON TË EKSPLORONI UNIVERSIN NË DETAJE TË KËTO TË CILËT KOHËT KOHËT ISHIN PËRtej KUFIJVE TË MUNDËSISË JO VETËM NË FARMËN E RADIO, POR GJITHASHTU GJITHASHTU GJITHASHTU NË SHQIPËRI. INSTRUMENTET TË BASHKUARA NE NJË RRJETI TË VETEM, TË LENDUARA NE KONTINENTE TË NDRYSHME, JU LEJOJNË TË SHIKONI VETË ZEMRËN E RADIO GALAKSIVE, KUAZARËVE, GRUPEVE TË YJEVE TË RIJ DHE FORMIMIT TË PLANETATEVE TË PLANETAVE. INTERFEROMETRAT RADIO ME BAZË ULTRA TË GJETA JANË MIJËRA HERË MË TË VETËDIJSHËM SE TELESKOPËT MË TË MËDHËN OPTIKË Me ndihmën e tyre, ju jo vetëm që mund të gjurmoni lëvizjen e anijeve kozmike në afërsi të planetëve të largët, por edhe të eksploroni lëvizjet më të mëdha të planetit tonë. , duke përfshirë drejtpërdrejt "ndjenjën" e zhvendosjes kontinentale. Më pas janë interferometrat e radios hapësinore, të cilët do të na lejojnë të depërtojmë edhe më thellë në sekretet e Universit.

Atmosfera e tokës nuk është transparente ndaj të gjitha llojeve të rrezatimit elektromagnetik që vjen nga hapësira. Ajo ka vetëm dy "dritare transparence" të gjera. Qendra e njërit prej tyre bie në rajonin optik në të cilin shtrihet rrezatimi maksimal i Diellit. Pikërisht kësaj, si rezultat i evolucionit, syri i njeriut është përshtatur në aspektin e ndjeshmërisë, që percepton valë të lehta me një gjatësi nga 350 deri në 700 nanometra. (Në fakt, kjo dritare e transparencës është edhe pak më e gjerë - nga rreth 300 në 1000 nm, domethënë mbulon rrezet e afërta ultravjollcë dhe infra të kuqe). Megjithatë, shiriti i ylberit dritë e dukshme- vetëm një pjesë e vogël e pasurisë së "ngjyrave" të Universit. Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, astronomia u bë me të vërtetë gjithë-valore. Përparimet në teknologji i kanë lejuar astronomët të kryejnë vëzhgime në gamë të reja spektrale. Në anën me gjatësi vale të shkurtër të dritës së dukshme janë rrezet ultravjollcë, rrezet x dhe gama. Për secilën nga këto vargje ka objekte astronomike që manifestohen më qartë në të, megjithëse në rrezatim optik ato mund të mos përfaqësojnë asgjë të jashtëzakonshme, kështu që deri vonë astronomët thjesht nuk i vunë re.

Një nga intervalet më interesante dhe informuese të spektrit për astronominë janë valët e radios. Rrezatimi i zbuluar nga radio astronomia me bazë tokësore kalon përmes një dritareje të dytë dhe shumë më të gjerë të transparencës. atmosfera e tokës- në rangun e gjatësisë së valës nga 1 mm deri në 30 m Jonosfera e Tokës është një shtresë gazi jonizues në një lartësi prej rreth Karakteristikat kryesore radio teleskopi - modeli i tij i rrezatimit. Tregon ndjeshmërinë e instrumentit në 70 km - reflekton në hapësirë ​​të gjithë rrezatimin e sinjaleve që vijnë nga drejtime të ndryshme në hapësirë. Për valët më të gjata se 30 antenë "klasike" parabolike, modeli i rrezatimit është m Në valë më të shkurtra se 1, ai përbëhet nga një lob kryesor, në formë koni, i orientuar përgjatë boshtit paraboloid dhe disa shumë (për mm. rrezatimi kozmik plotësisht rend) të lobeve anësore më të dobëta. "Vigjilenca" "hahet" nga molekulat e teleskopit radio, domethënë rezolucioni këndor i tij përcaktohet nga atmosfera (gjerësia kryesore e lobit kryesor të modelit të rrezatimit. Dy burime në qiell, të cilat së bashku bien në zgjidhja e këtij lobi, si oksigjeni, dhe bashkohen për teleskopin e radios në një. Prandaj, gjerësia e diagramit të avullit të ujit). drejtimi përcakton madhësinë e detajeve më të vogla të një burimi radio që ende mund të dallohen individualisht.

Parimi i funksionimit të radio teleskopëve Antenat parabolike plotësisht rrotulluese - analoge të teleskopëve reflektues optikë - rezultuan të jenë më fleksibilët në funksionimin e të gjithë shumëllojshmërisë së antenave të radioastronomisë. Ato mund të drejtohen në çdo pikë të qiellit, të monitorojnë burimin e radios - "akumulojnë sinjalin", siç thonë astronomët e radios - dhe në këtë mënyrë të rrisin ndjeshmërinë e teleskopit, aftësinë e tij për të izoluar sinjale shumë më të dobëta në sfondin e të gjitha llojeve. zhurma burimet kozmike. Paraboloidi i parë i madh plotësisht rrotullues me një diametër prej 76 m u ndërtua në vitin 1957 në Observatorin Britanik Jodrell Bank. Dhe sot pjata e antenës celulare më të madhe në botë në Observatorin Green Bank (SHBA) ka përmasa 100 me 110 m Dhe ky është praktikisht kufiri për teleskopët e vetëm celular. Rritja e diametrit ka tre pasoja të rëndësishme: dy të mira dhe një të keqe. Së pari, gjëja më e rëndësishme për ne është që rezolucioni këndor të rritet në proporcion me diametrin. Së dyti, ndjeshmëria rritet, shumë më shpejt, në përpjesëtim me sipërfaqen e pasqyrës, domethënë me katrorin e diametrit. Dhe së treti, kostoja rritet edhe më shpejt, e cila në rastin e një teleskopi reflektues (optik dhe radio) është afërsisht proporcional me kubin e diametrit të pasqyrës së tij kryesore.

Vështirësitë kryesore lidhen me deformimin e pasqyrës nën ndikimin e gravitetit. Në mënyrë që pasqyra e teleskopit të përqendrojë qartë valët e radios, devijimi i sipërfaqes nga parabolika ideale nuk duhet të kalojë një të dhjetën e gjatësisë së valës. Një saktësi e tillë arrihet lehtësisht për valët me gjatësi disa metra ose decimetra. Por në valët e shkurtra centimetrash dhe milimetrash, saktësia e kërkuar tashmë është të dhjetat e milimetrit. Për shkak të deformimeve strukturore nën peshën e vet dhe ngarkesave të erës, është pothuajse e pamundur të krijohet një teleskop parabolik plotësisht rrotullues me një diametër prej më shumë se 150 m Pjata më e madhe fikse me një diametër prej 305 m u ndërtua në Observatorin Arecibo, Puerto. Riko. Por në përgjithësi, epoka e gjigantomanisë në ndërtimin e radioteleskopëve ka marrë fund. Në Meksikë, në malin Sierra Negra, në një lartësi prej 4600 metrash, po përfundon ndërtimi i një antene 50 metra për funksionim në rrezen e valëve milimetra. Kjo mund të jetë antena e fundit e madhe e vetme që po ndërtohet në botë.

Për të dalluar detajet e strukturës së burimeve të radios, na duhen qasje të tjera, të cilat duhet t'i kuptojmë. Valët e radios të emetuara nga objekti i vëzhguar përhapen në hapësirë, duke gjeneruar ndryshime periodike elektrike dhe fushë magnetike. Një antenë parabolike mbledh valët e radios që ndodhin në të në një pikë - fokusi. Kur në një pikë kalojnë disa pika valët elektromagnetike, ndërhyjnë, pra shtohen fushat e tyre. Nëse valët arrijnë në fazë, ato forcojnë njëra-tjetrën, nëse janë në antifazë, ato dobësohen, deri në zero të plotë. E veçanta e një pasqyre parabolike është pikërisht se të gjitha valët nga një burim vijnë për t'u fokusuar në të njëjtën fazë dhe përforcojnë njëra-tjetrën në mënyrën maksimale të mundshme! Funksionimi i të gjithë teleskopëve reflektues bazohet në këtë ide.

Një pikë e ndritshme shfaqet në fokus dhe zakonisht vendoset një marrës, i cili mat intensitetin total të rrezatimit të kapur brenda modelit të rrezatimit të teleskopit. Ndryshe nga astronomia optike, një radio teleskop nuk mund të fotografojë një zonë të qiellit. Në çdo moment, ai zbulon rrezatimin që vjen nga vetëm një drejtim. Përafërsisht, një radio teleskop funksionon si një aparat fotografik me një piksel. Për të krijuar një imazh, duhet të skanoni burimin e radios pikë për pikë. (Megjithatë, radioteleskopi milimetrik që po ndërtohet në Meksikë ka një matricë radiometrash në fokus dhe nuk është më "me një piksel".)

Një radio teleskop është një lloj teleskopi dhe përdoret për të studiuar rrezatimin elektromagnetik të objekteve. Ju lejon të studioni rrezatimi elektromagnetik objekte astronomike në rangun e frekuencave bartëse nga dhjetëra MHz deri në dhjetëra GHz. Duke përdorur një radio teleskop, shkencëtarët mund të marrin emetimin radio të një objekti dhe, bazuar në të dhënat e marra, të studiojnë karakteristikat e tij, të tilla si koordinatat e burimeve, struktura hapësinore, intensiteti i rrezatimit, si dhe spektri dhe polarizimi.

Rrezatimi radiokozmik u zbulua për herë të parë në vitin 1931 nga Karl Jansky, një inxhinier radiofonik amerikan. Ndërsa studionte interferencat e radios atmosferike, Jansky zbuloi zhurmën e vazhdueshme të radios. Në atë kohë, shkencëtari nuk mund të shpjegonte saktësisht origjinën e tij dhe identifikoi burimin e tij Rruga e Qumështit, përkatësisht me të tijën pjesa qendrore, ku ndodhet qendra e galaktikës. Vetëm në fillim të viteve 1940, puna e Jansky vazhdoi dhe kontribuoi zhvillimin e mëtejshëm radio astronomi.

Një radio teleskop përbëhet nga një sistem antenash, një radiometër dhe pajisje regjistrimi. Një radiometër është një pajisje marrëse që mat fuqinë e rrezatimit me intensitet të ulët në intervalin e valëve të radios (gjatësi valore nga 0,1 mm deri në 1000 m). Me fjalë të tjera, teleskopi radio zë pozicionin e frekuencës më të ulët në krahasim me instrumentet e tjera me të cilat studiohet rrezatimi elektromagnetik (për shembull, një teleskop infra të kuqe, një teleskop me rreze X, etj.).

Një antenë është një pajisje për mbledhjen e emetimeve të radios nga objektet qiellore. Karakteristikat thelbësore të çdo antene janë: ndjeshmëria (d.m.th., sinjali minimal i mundshëm për zbulim), si dhe rezolucioni këndor (d.m.th., aftësia për të ndarë emetimet nga disa burime radio që ndodhen afër njëri-tjetrit).

Është shumë e rëndësishme që radioteleskopi të ketë ndjeshmëri të lartë dhe rezolucion të mirë, pasi kjo është ajo që bën të mundur vëzhgimin e detajeve më të vogla hapësinore të objekteve në studim. Dendësia minimale rrjedha DP, e cila regjistrohet, përcaktohet nga relacioni:
DP=P/(S\sqrt(Dft))
ku P është fuqia e zhurmës së teleskopit të radios, S është zona efektive e antenës, Df është brezi i frekuencës që merret, t është koha e akumulimit të sinjalit.

Antenat e përdorura në teleskopët radio mund të ndahen në disa lloje kryesore (klasifikimi bëhet në varësi të diapazonit të gjatësisë së valës dhe qëllimit):
Antenat me hapje të plotë: antena parabolike (përdoren për vëzhgim në valë të shkurtra; të montuara në pajisje rrotulluese), radio teleskop me pasqyra sferike (varg vale deri në 3 cm, antenë fikse; lëvizja në hapësirën e rrezes së antenës kryhet me rrezatim pjesë të ndryshme pasqyra), radio teleskopi Kraus (gjatësia vale 10 cm; i fiksuar vertikalisht pasqyrë sferike, në të cilin rrezatimi i burimit drejtohet duke përdorur pasqyrë e sheshtë, i instaluar nën kënd të caktuar), antena periskopi (të vogla vertikalisht dhe të mëdha horizontalisht);
Antena me hapje të zbrazët(dy lloje në varësi të metodës së riprodhimit të imazhit: sinteza sekuenciale, sinteza e hapjes - shih më poshtë). Mjeti më i thjeshtë të këtij lloji– një radio interferometër i thjeshtë (sistemet e ndërlidhura të dy radio teleskopëve për vëzhgim të njëkohshëm të një burimi radio: ka rezolucion më të madh, shembull: Interferometër i shkrirjes së hapjes në Kembrixh, Angli, gjatësi vale 21 cm). Lloje të tjera antenash: kryq (kryq i njëpasnjëshëm i shkrirjes Mills në Molongo, Australi, gjatësi vale 73,5 cm), unazë (instrument i njëpasnjëshëm i tipit të shkrirjes në Kalgur, Australi, gjatësi vale 375 cm), interferometër i përbërë (interferometër i shkrirjes së hapjes në Flers, Australi, gjatësi vale 21) .

Më të sakta në funksionim janë antenat parabolike me rrotullim të plotë. Nëse ato përdoren, ndjeshmëria e teleskopit rritet për shkak të faktit se një antenë e tillë mund të drejtohet në çdo pikë të qiellit, duke grumbulluar një sinjal nga një burim radio. Një teleskop i tillë izolon sinjalet nga burimet kozmike në sfondin e zhurmave të ndryshme. Pasqyra reflekton valët e radios, të cilat fokusohen dhe kapen nga rrezatuesi. Rrezatori është një dipol gjysmëvalë që merr rrezatim të një gjatësi vale të caktuar. Problemi kryesor me përdorimin e teleskopëve radio me pasqyra parabolike është se kur rrotullohet, pasqyra deformohet nën ndikimin e gravitetit. Për shkak të kësaj, kur diametri rritet përtej rreth 150 m, devijimet në matje rriten. Megjithatë, ka radio teleskopë shumë të mëdhenj që funksionojnë me sukses për shumë vite.

Ndonjëherë, për vëzhgime më të suksesshme, përdoren disa radio teleskopë, të instaluar në një distancë të caktuar nga njëri-tjetri. Një sistem i tillë quhet interferometër radio (shih më lart). Parimi i funksionimit të tij është matja dhe regjistrimi i dridhjeve fushë elektromagnetike, të cilat krijohen nga rrezet individuale në sipërfaqen e një pasqyre ose në një pikë tjetër nëpër të cilën kalon e njëjta rreze. Pas kësaj, të dhënat shtohen duke marrë parasysh zhvendosjen e fazës.

Nëse grupi i antenës nuk është bërë i vazhdueshëm, por i ndarë mjaftueshëm distancë e gjatë, atëherë ju merrni një pasqyrë me diametër të madh. Një sistem i tillë funksionon në parimin e "sintezës së hapjes". Në këtë rast, rezolucioni përcaktohet nga distanca midis antenave, dhe jo nga diametri i tyre. Kështu, këtë sistem ju lejon të mos ndërtoni antena të mëdha, por të kaloni me të paktën tre, të vendosura në intervale të caktuara. Një nga më sistemet e njohura VLA (Very Large Array) është i këtij lloji. Ky grup ndodhet në SHBA, shtetin e New Mexico. "Very Large Grille" u krijua në 1981. Sistemi përbëhet nga 27 antena parabolike plotësisht rrotulluese, të cilat janë të vendosura përgjatë dy vijave që formojnë shkronjën "V". Diametri i secilës antenë arrin 25 metra. Çdo antenë mund të zërë një nga 72 pozicionet ndërsa lëviz përgjatë shinave hekurudhore. VLA ka të njëjtën ndjeshmëri si një antenë me një diametër prej 136 kilometrash dhe një rezolucion këndor superior ndaj sistemeve më të mira optike. Nuk është rastësi që VLA u përdor në kërkimin e ujit në Merkur, radio koronat rreth yjeve dhe fenomene të tjera.

Sipas dizajnit, teleskopët radio janë më shpesh të hapur. Edhe pse në disa raste, për të mbrojtur pasqyrën nga kushtet e motit (ndryshimet e temperaturës dhe ngarkesat e erës), teleskopi vendoset brenda një kubeje: një e fortë (Highstack Observatory, radio teleskop 37 m) ose me një dritare rrëshqitëse (11 -m radio teleskop në Kitt Peak, SHBA).

Aktualisht, perspektivat për përdorimin e teleskopëve radio janë se ato bëjnë të mundur vendosjen e komunikimit midis antenave të vendosura në vende të ndryshme madje edhe në kontinente të ndryshme. Sisteme të tilla quhen radio interferometra bazë shumë të gjatë (VLBI). Një rrjet prej 18 teleskopësh u përdor në vitin 2004 për të vëzhguar zbarkimin e Huygens në hënën e Saturnit Titan. Është duke u projektuar sistemi ALMA, i përbërë nga 64 antena. Perspektiva për të ardhmen është lëshimi i antenave të interferometrit në hapësirë.

Jemi mësuar ta shohim botën në intervalin optik dhe të dëgjojmë në diapazonin audio. Të gjithë e dinë këtë shkop sheh në errësirë ​​falë një lokalizimi me ultratinguj. Ka shumë pajisje që zgjerohen aftësitë njerëzore perceptimi - kjo përfshin të gjitha pajisjet matëse. Ai shfaq të gjitha llojet e proceset fizike në grafik ose formë tingullore të arritshme për njerëzit.

Përshkrimi teknik

Pajisja përdor një antenë rrjetë parabolike, një konvertues për intervalin 10-12 GHz, një pajisje rrotulluese me dy boshte, me një panel kontrolli të krijuar posaçërisht dhe u shkrua një program për të kontrolluar pajisjen rrotulluese. Për të dixhitalizuar nivelin, një tabelë është mbledhur nga një konvertues i nivelit logaritmik AD8313, një ADC MAX1236 dhe një kontrollues që transmeton informacion në portën COM. Programi që kontrollon pajisjen rrotulluese merr të dhëna nga ADC, i shton shenjat e kohës dhe koordinatave dhe i ruan në një skedar. Imazhi është ndërtuar në një mënyrë të thjeshtë, por algoritmi i kërkuar, sepse Saktësia e koordinatave është 1 shkallë, dhe të dhënat rrjedhin me një shpejtësi prej 10 numërimesh për shkallë. Sepse në rastin tonë, pllaka rrotullohet horizontalisht, atëherë rezolucioni horizontal është afërsisht 10 pikë për shkallë, dhe rezolucioni vertikal është 1 pikë për shkallë. Një shkrepje e plotë panoramike me një pamje prej 360 gradë gjerësi dhe 90 gradë lartësi bëhet në rreth një orë e gjysmë. Falë aftësive të konvertuesit, është e mundur të merret rrezatim me polarizime të ndryshme veçmas dhe të merret imazhe të ndryshme. Imazhe të tilla bardh e zi mund të kombinohen në një ngjyrë, duke i bërë satelitët të duken me shumë ngjyra. Pak njerëz e kuptojnë këtë, por një sistem parabolik me një kokë në fokusin e parabolës ka aftësinë të fokusohet jo vetëm në satelitë, por gjithashtu të përpiqet të fokusohet, për shembull, në një shtëpi fqinje, falë së cilës mund të merrni fotografi të qarta. në të cilën mund të shihni kornizën e serrës dhe madje edhe kornizat e dritareve, për më tepër që diametri i reflektorit parabolik tejkalon ndjeshëm gjerësinë e tyre në madhësi.

Një shembull se si funksionon një teleskop

Fotot

Duke u fokusuar

Imazhi i sipërm është i fokusuar te satelitët, dhe imazhi i poshtëm është i fokusuar te shtëpia, me satelitët duke u bërë më të paqartë.

Aura

Hëna

Dritat veriore

Fotot i bëmë gjatë një periudhe moti me diell me stuhi. Naro-Fominsk. Efekti ndodhi pas perëndimit të diellit.

Animacioni tregon Diellin në lëvizje.

Blicet në tokë

Nëse keni ndonjë gjë për të thënë në lidhje me shpërthimet ose thjesht keni diçka për të shtuar në këtë temë, ju lutemi shkruani në komente.

Të gjitha imazhet mund të shihen këtu.

Një teleskop është një instrument optik unik i krijuar për të vëzhguar trupat qiellorë. Përdorimi i instrumenteve na lejon të marrim parasysh më së shumti objekte të ndryshme, jo vetëm ato që ndodhen pranë nesh, por edhe ato që janë mijëra vite dritë larg planetit tonë. Pra, çfarë është një teleskop dhe kush e shpiku atë?

Shpikësi i parë

Pajisjet teleskopike u shfaqën në shekullin e shtatëmbëdhjetë. Sidoqoftë, deri më sot ka debate se kush e shpiku teleskopin e parë - Galileo apo Lippershei. Këto mosmarrëveshje lidhen me faktin se të dy shkencëtarët po zhvillonin pajisje optike përafërsisht në të njëjtën kohë.

Në vitin 1608, Lippershey zhvilloi syze për fisnikërinë për t'i lejuar ata të shihnin objekte të largëta nga afër. Në këtë kohë u zhvilluan negociatat ushtarake. Ushtria vlerësoi shpejt përfitimet e zhvillimit dhe sugjeroi që Lippershey të mos caktojë të drejtën e autorit për pajisjen, por ta modifikojë atë në mënyrë që të mund të shikohet me të dy sytë. Shkencëtari u pajtua.

Zhvillimi i ri i shkencëtarit nuk mund të mbahej sekret: informacioni rreth tij u botua në lokale botime të shtypura. Gazetarët e asaj kohe e quajtën pajisjen fushëveprimi i diktimit. Ai përdorte dy lente që lejonin objektet dhe objektet të zmadhoheshin. Që nga viti 1609, boritë me zmadhim të trefishtë u shitën me shpejtësi të plotë në Paris. Nga ky vit, çdo informacion për Lippershey zhduket nga historia dhe shfaqen informacione për një shkencëtar tjetër dhe zbulimet e tij të reja.

Rreth të njëjtave vite, italiani Galileo ishte i angazhuar në bluarjen e lenteve. Në vitin 1609 ai i paraqiti shoqërisë zhvillim i ri- teleskop me zmadhim të trefishtë. Teleskopi i Galileos kishte më shumë cilësi të lartë imazhe se tubat Lippershey. Ishte ideja e shkencëtarit italian që mori emrin "teleskop".

Në shekullin e shtatëmbëdhjetë, teleskopët u bënë nga shkencëtarët holandezë, por ata kishin cilësi të ulët imazhe. Dhe vetëm Galileo arriti të zhvillojë një teknikë të bluarjes së lenteve që bëri të mundur zmadhimin e qartë të objekteve. Ai ishte në gjendje të merrte një rritje njëzetfish, që ishte një zbulim i vërtetë në shkencë në ato ditë. Bazuar në këtë, është e pamundur të thuhet se kush e shpiku teleskopin: nëse version zyrtar, atëherë ishte Galileo ai që prezantoi botën me një pajisje që ai e quajti teleskop, dhe nëse shikoni versionin e zhvillimit pajisje optike për të zmadhuar objektet, Lippershey ishte i pari.

Vëzhgimet e para të qiellit

Pas shfaqjes së teleskopit të parë, u bënë zbulime unike. Galileo zbatoi zhvillimin e tij për gjurmimin trupat qiellorë. Ai ishte i pari që pa dhe skicoi krateret hënore, njolla në Diell, dhe gjithashtu ekzaminoi yjet e Rrugës së Qumështit dhe satelitët e Jupiterit. Teleskopi i Galileos bëri të mundur shikimin e unazave të Saturnit. Për informacionin tuaj, ekziston ende një teleskop në botë që funksionon në të njëjtin parim si pajisja e Galileos. Ndodhet në Observatorin e York-ut. Pajisja ka një diametër prej 102 centimetra dhe u shërben rregullisht shkencëtarëve për të gjurmuar trupat qiellorë.

Teleskopë modernë

Gjatë shekujve, shkencëtarët kanë ndryshuar vazhdimisht dizajnin e teleskopëve, kanë zhvilluar modele të reja dhe kanë përmirësuar faktorin e zmadhimit. Si rezultat, u bë e mundur krijimi i teleskopëve të vegjël dhe të mëdhenj me qëllime të ndryshme.

Ato të vogla zakonisht përdoren për vëzhgimet në shtëpi të objekteve hapësinore, si dhe për monitorimin e të dashurve trupat kozmikë. Pajisjet e mëdha bëjnë të mundur shikimin dhe fotografimin e trupave qiellorë që ndodhen mijëra vjet dritë nga Toka.

Llojet e teleskopëve

Ekzistojnë disa lloje të teleskopëve:

1. Pasqyruar.
2. Lente.
3. Katadioptrike.

Refraktorët galileas konsiderohen refraktorë të lenteve. Pajisjet e pasqyrës përfshijnë pajisje reflekse. Çfarë është një teleskop katadioptrik? Ky është një zhvillim unik modern që kombinon një lente dhe një pajisje pasqyre.

Teleskopë me lente

Teleskopët luajnë një rol në astronomi rol të rëndësishëm: ato ju lejojnë të shihni kometat, planetët, yjet dhe të tjerët objektet hapësinore. Një nga zhvillimet e para ishin pajisjet e lenteve.

Çdo teleskop ka një lente. Kjo është pjesa kryesore e çdo pajisjeje. Ai thyen rrezet e dritës dhe i mbledh ato në një pikë të quajtur fokus. Është në të që ndërtohet imazhi i objektit. Për të parë figurën, përdorni një okular.

Lentja vendoset në mënyrë që okulari dhe fokusi të përkojnë. NË modele moderne Për vëzhgim të përshtatshëm përmes një teleskopi, përdoren okularë të lëvizshëm. Ato ndihmojnë në rregullimin e mprehtësisë së imazhit.

Të gjithë teleskopët kanë aberacion - shtrembërim të objektit në fjalë. Teleskopët e lenteve kanë disa shtrembërime: kromatike (rrezet e kuqe dhe blu janë të shtrembëruara) dhe devijime sferike.

Modele pasqyre

Teleskopët pasqyrë quhen reflektorë. Mbi to është instaluar një pasqyrë sferike, e cila mbledh rrezen e dritës dhe e reflekton atë duke përdorur një pasqyrë në okular. Shmangia kromatike nuk është tipike për modelet e pasqyrës, pasi drita nuk thyhet. Megjithatë, instrumentet e pasqyrës shfaqin devijime sferike, gjë që kufizon fushën e shikimit të teleskopit.

Teleskopët grafikë përdorin struktura komplekse, pasqyra me sipërfaqe komplekse që ndryshojnë nga ato sferike.

Pavarësisht kompleksitetit të dizajnit, modelet e pasqyrave janë më të lehta për t'u zhvilluar sesa homologët e lenteve. Kjo është arsyeja pse këtij lloji më të zakonshme. Diametri më i madh i një teleskopi të llojit pasqyrë është më shumë se shtatëmbëdhjetë metra. Në Rusi, pajisja më e madhe ka një diametër prej gjashtë metrash. Për shumë vite ajo u konsiderua më e madhja në botë.

Karakteristikat e teleskopit

Shumë njerëz blejnë pajisje optike për vëzhgimin e trupave kozmikë. Kur zgjidhni një pajisje, është e rëndësishme të dini jo vetëm se çfarë është një teleskop, por edhe çfarë karakteristikash ka.

1. Rritja. Gjatësia fokale e okularit dhe objektit është faktori i zmadhimit të teleskopit. Nëse gjatësia fokale e lenteve është dy metra, dhe okulari është pesë centimetra, atëherë një pajisje e tillë do të ketë një zmadhim dyzetfish. Nëse okulari zëvendësohet, zmadhimi do të jetë i ndryshëm.
2. Leja. Siç e dini, drita karakterizohet nga përthyerja dhe difraksioni. Në mënyrë ideale, çdo imazh i një ylli duket si një disk me disa unaza koncentrike të quajtura unaza difraksioni. Madhësitë e diskut janë të kufizuara vetëm nga aftësitë e teleskopit.

Teleskopë pa sy

Çfarë është teleskopi pa sy, për çfarë përdoret? Siç e dini, sytë e çdo personi i perceptojnë imazhet ndryshe. Një sy mund të shohë më shumë dhe tjetri mund të shohë më pak. Në mënyrë që shkencëtarët të mund të shohin gjithçka që duhet të shohin, ata përdorin teleskopë pa sy. Këto pajisje e transmetojnë imazhin në ekranet e monitorit, përmes të cilave të gjithë e shohin imazhin saktësisht siç është, pa shtrembërim. Për teleskopë të vegjël, për këtë qëllim janë zhvilluar kamera që lidhen me pajisje dhe fotografojnë qiellin.

Më së shumti metoda moderne vizioni i hapësirës ishte përdorimi i kamerave CCD. Këto janë mikroqarqe speciale të ndjeshme ndaj dritës që mbledhin informacion nga teleskopi dhe e transmetojnë atë në kompjuter. Të dhënat e marra prej tyre janë aq të qarta sa është e pamundur të imagjinohet se cilat pajisje të tjera mund të marrin një informacion të tillë. Në fund të fundit, syri i njeriut nuk mund t'i dallojë të gjitha nuancat me një qartësi kaq të lartë siç bëjnë kamerat moderne.

Për të matur distancat midis yjeve dhe objekteve të tjera, përdoren instrumente speciale - spektrografë. Ata janë të lidhur me teleskopë.

Një teleskop modern astronomik nuk është një pajisje, por disa në të njëjtën kohë. Të dhënat e marra nga disa pajisje përpunohen dhe shfaqen në monitorë në formën e imazheve. Për më tepër, pas përpunimit, shkencëtarët marrin imazhe me definicion shumë të lartë. Është e pamundur të shohësh imazhe kaq të qarta të hapësirës me sytë e tu përmes teleskopit.

Radio teleskopët

Astronomët për të zhvillimet shkencore përdorni radio teleskopë të mëdhenj. Më shpesh ato duken si lojë me birila të mëdha metalike me një formë parabolike. Antenat mbledhin sinjalin e marrë dhe përpunojnë informacionin që rezulton në imazhe. Radioteleskopët mund të marrin vetëm një gjatësi vale sinjalesh.

Modelet me rreze infra të kuqe

Një shembull i mrekullueshëm i një teleskopi infra të kuqe është aparati Hubble, megjithëse mund të jetë edhe optik. Në shumë mënyra, dizajni i teleskopëve infra të kuqe është i ngjashëm me modelin e modeleve të pasqyrave optike. Rrezet e nxehtësisë reflektohen nga një lente teleskopike konvencionale dhe fokusohen në një pikë ku ndodhet pajisja matëse e nxehtësisë. Rrezet e nxehtësisë që rezultojnë kalohen përmes filtrave termikë. Vetëm pas kësaj bëhet fotografimi.

Teleskopë ultravjollcë

Kur bëni fotografi, filmi mund të ekspozohet tepër rrezet ultraviolet. Në disa pjesë të rrezes ultravjollcë është e mundur të merren imazhe pa përpunim ose ekspozim. Dhe në disa raste është e nevojshme që rrezet e dritës të kalojnë nëpër një strukturë të veçantë - një filtër. Përdorimi i tyre ndihmon në nxjerrjen në pah të rrezatimit të zonave të caktuara.

Ekzistojnë lloje të tjera teleskopësh, secili prej të cilëve ka qëllimin dhe karakteristikat e veta. Këto janë modele të tilla si teleskopët me rreze X dhe rrezet gama. Çdo gjë sipas qëllimit të saj modelet ekzistuese mund të ndahet në amatore dhe profesionale. Dhe ky nuk është i gjithë klasifikimi i pajisjeve për gjurmimin e trupave qiellorë.

Operatorët e radios me përvojë e dinë: kur zhurma dhe kërcitja dëgjohen ndonjëherë në marrësin e radios, nuk duhet të fajësoni menjëherë pajisjet: është shumë e mundur që të jetë zëri... Dielli!

Njerëzit mësuan për herë të parë se Dielli ka "stacionin radiofonik" të tij në vitet '30 të shekullit të kaluar. Zbuluesi i valëve të radios kozmike ishte fizikani i ri Karl Jansky. Ai punoi për një kompani radio amerikane dhe u caktua të studionte drejtimin e mbërritjes së interferencës radio me valë të shkurtër atmosferike.

Një studiues i ri ka projektuar një antenë të veçantë të aftë për të marrë valë të shkurtra. I armatosur me këtë antenë, ai filloi të studionte burimet e ndërhyrjes në radio dhe drejtimin e tyre. Imagjinoni habinë e tij kur pajisja filloi me kokëfortësi të drejtonte... diskun diellor! Për më tepër, këto zhurma fërshëllimash përsëriteshin çdo 24 orë. Kjo tregoi se burimi i ndërhyrjes mund të lidhet me Diellin (24 orë, siç kujtojmë, zgjasin). ditë me diell në Tokë). Por pasi analizoi më me kujdes të dhënat e marra, Karl Jansky pa që sinjali radio që zbuloi përsëritej çdo 24 orë, dhe çdo 23 orë 56 minuta është kohëzgjatja e një dite sidereale, jo ajo diellore, domethënë periudha e rrotullimit. e Tokës në lidhje me yjet e largët, dhe jo Diellin. Pas kontrollit me harta astronomike, Karl Jansky zbuloi se burimi i rrezatimit ishte një zonë në qendër të galaktikës sonë Rruga e Qumështit, në yjësinë e Shigjetarit.

Karl Jansky botoi një artikull në të cilin foli për zbulimin e tij, por ata nuk e besuan. Por faktet janë gjë kokëfortë. Zërat e radios janë zbuluar edhe në yje të tjerë, planetë dhe objekte të tjera qiellore. Ky ishte fillimi i një shkencë të re - radio astronomisë. Ai bëri të mundur që të mësohej shumë për Universin që njerëzit as nuk kishin dyshuar më parë.

"Antena karusele" rrethore e Karl Jansky - teleskopi i parë radio

Antena e një radioteleskopi modern nuk i ngjan më "gocës së gocës" me të cilën punoi Yansky.

Radio teleskopi RT-32 RAO "Badary"
E vendosur në traktin Badary Tunkinskogo rrethi i republikës Buryatia (Rusi).

Më shpesh është një tas gjigant metalik me një diametër prej disa dhjetëra apo edhe qindra metra.

Për shembull, radio teleskopi i madh Arecibo ndodhet në krater vullkan i shuar në Big Antilet. Shpatet e kraterit u rrafshuan dhe u mbuluan me mburoja metalike. Rezultati është një pasqyrë e madhe tas, me ndihmën e së cilës kapen zërat radiofonikë të yjeve.

Observatori Arecibo (Puerto Riko).
Radio teleskopi Arecibo, i ndërtuar në vitin 1963,
e dyta vetëm për nga madhësia Teleskopi kinez FAST, i lançuar në 2016.
Diametri i pasqyrës së radio teleskopit Arecibo është pothuajse 305 metra

Një nga radio teleskopët më të mëdhenj në botë, RATAN-600, ndodhet në vendin tonë, afër fshatit Zelenchukskaya në Territorin e Stavropolit.

Edhe pasi kishin ndërtuar një kolos të tillë, astronomët nuk u ndalën në këtë. Në vitin 1980, me përpjekjet e përbashkëta të specialistëve nga vendet e Lindjes dhe Evropën Perëndimore, si dhe Kina dhe Afrika e Jugut u krijua një radio teleskop, antena e të cilit doli të kishte një diametër... gjysmën e globit! Gjëja më befasuese është se nuk u ndërtuan instalime të reja.

I gjithë truku është në qasjen origjinale që përdorën shkencëtarët. Imagjinoni, le të themi, në Krime dhe diku në Suedi, dy radio teleskopë janë drejtuar në të njëjtin objekt qiellor. Në të dy teleskopët, sinjalet e marra regjistrohen dhe transmetohen në një kompjuter. Astronomët e radios më pas krahasojnë të dhënat, vlerësojnë informacionin duke përdorur elektronikë kompjuterët. Si rezultat, rezulton se dy teleskopë funksionojnë si një - në një parzmore të përbashkët.

Për më tepër, në këtë mënyrë jo vetëm dy, por edhe më shumë teleskopët mund të punojnë së bashku. Antena e një radioteleskopi të tillë gjithëplanetar rezulton të jetë gjigante, që shtrihet në mijëra kilometra. Rrjete të tilla radioteleskopësh quhen rrjete VLBI (që do të thotë Interferometria e Radios me vijë bazë shumë të gjatë). Metoda VLBI u shpik nga amerikanët në vitet 1970. Në ditët e sotme, ekzistojnë tre rrjete të mëdha: QUASAR në Rusi, EVN në Evropë (në të marrin pjesë edhe radioteleskopët rusë) dhe VLBA në SHBA.

Në të ardhmen, shkencëtarët synojnë të krijojnë një radio teleskop me madhësinë e të gjithë sistemit diellor. Si? Pikërisht e njëjta gjë. Ata duan të vendosin një nga teleskopët radio në bordin e automatikut stacioni ndërplanetar dhe e helmojnë diku në periferi sistemi diellor, le të themi, në orbitën e Saturnit ose Plutonit. Radio teleskopë të tjerë do të ndizen në Tokë. Dhe kur informacioni i marrë përpunohet duke përdorur kompjuterë super të fuqishëm, do të duket sikur një radio teleskop supergjigant po funksiononte.

Hapi i parë në këtë drejtim tashmë është bërë - kjo projekt ndërkombëtar"RadioAstron". Dimensionet e këtij rrjeti tashmë tejkalojnë diametrin e planetit tonë, sepse përveç radioteleskopëve me bazë tokësore, ai përfshin një radio teleskop hapësinor në rusisht anije kozmike"Spektr-R", u lëshua në orbitën e ulët të Tokës në 2011.

Pse shkencëtarëve u duhen "lodra" të tilla të Gulliver-it? Rezulton se sa më i madh të jetë teleskopi i radios, aq më i ndjeshëm, dhe gjërat e tjera janë të barabarta, "veshi i tij radio". "Ekipet" e radio teleskopëve janë veçanërisht të përshtatshëm për zbulimin e burimeve me komplekse struktura hapësinore. Kjo do të thotë, kur jo një, por një kor zërash radioje dëgjohet nga një vend, dhe ju duhet të kuptoni se kush i përket kujt.

Nga ana tjetër, specialistët kanë nevojë për njohuritë e akumuluara për të kuptuar më mirë strukturën e botës. Për shembull, ne ende nuk e dimë saktësisht se si u formua sistemi ynë diellor. Proceset gjeologjike në planetë reaksionet kimike në thellësitë e tyre pamja e trupave qiellorë ka ndryshuar shumë dhe tani nuk është e lehtë të imagjinohet se si ishin ata fillimisht. Pra, do të ishte e rëndësishme të gjurmohej formimi i disa të tjerëve sistemi planetar. Pastaj, për analogji, ne mund të merrnim një ide vizuale se si u formua e jona.

Kështu, duke "dëgjuar" së bashku mjegullnajën e gazit dhe pluhurit në yjësinë Orion, astronomët e radios nga pesë vende ishin në gjendje jo vetëm të dëgjonin zëra individualë të radios në korin e përgjithshëm, por edhe të merrnin me mend se për çfarë ishte "biseda". Më shumë gjasa, besojnë shkencëtarët, radioteleskopët ishin në gjendje të zbulonin protoyjet (yje, formimi i të cilëve nuk është përfunduar ende), ndoshta edhe individual sistemet e largëta, si Solnechnaya, pikërisht në mes të ndërtimit. Pra, duke i parë ato, ne mund të mësojmë, me sa duket, shumë gjëra interesante për tonat.

Astronomët e radios arritën të gjenin gjurmë shpërthim i madh. Astronomët e radios kanë zbuluar emetim radiofonik të sfondit ose relikt në thellësitë e Universit, që nuk është gjë tjetër veçse një jehonë e Big Bengut. A mund ta imagjinoni sa miliarda vjet kanë kaluar dhe jehona e radios është ende duke ecur nëpër pafundësinë e Universit. Dhe shkencëtarët arritën ta dëgjonin atë.

Falë rrjeteve VLBI, astronomët kanë mundësinë të studiojnë objekte të tilla misterioze hapësinore si pulsarët, yjet neutron, vrimat e zeza.

Ardhja e radio teleskopëve ndryshoi natyrën e punës së astronomëve. Siç bëjnë shaka ata vetë, tani shumë kanë pushuar së shikuari yjet gjatë natës përmes "teleskopit të natës" të një teleskopi të zakonshëm optik, duke mërmëritur nën zë poezitë e M.V. Lomonosov: "Humnera e yjeve është hapur dhe është plot... Ata tani punojnë në kompjuterë super të fuqishëm, duke kryer llogaritje komplekse astronomike, duke kënduar fjalë nga një romancë deri tek fjalët e M. Yu: "...Dhe ylli i flet yllit..."