Решил, поделиться своим эссе, которое написал в рамках курса «Основы астрономии» на платформе «Открытое образование». Тогда я чуть не опоздал и сдал работу в последние часы.

Человек всегда смотрел в небо и всегда пытался понять, как оно устроено. Веками, он мог надеяться только на собственное зрение, чуть позже на простейшие угломерные инструменты и только в 17 веке был изобретён первый телескоп с двумя линзами. Следующие 3 века перевернули представления о небе. Развитие науки и техники ускорялось и дарило новые возможности. И как это часто бывает, открытия совершаются случайно.

В 1931 году радиоинженер Карл Янский занимался поиском источника помех, которые так сильно мешали радиосообщению через Атлантику. В ходе экспериментов, он обнаружил шум, который коррелировал со звёздными сутками. Его источником была центральная часть нашей галактики. На работы Янского не сразу обратили должное внимание. Датой рождения радиоастрономии можно считать 1937 год, когда Гроут Ребер, радиолюбитель из США прочитавший работы Янского, построил первый радиотелескоп. Конструкция оказалась на удивление успешной — современные аппараты строятся по той же схеме. Используя свой радиотелескоп, Гроут построил карту неба в радиодиапазоне.

Карл Гуте Янский, 22 октября 1905 — 14 февраля 1950

Активное развитие радиоастрономии началось после Второй Мировой войны, когда ведущие державы начали развивать ракетную технику и вышли в космос. Связь с космическими аппаратами требовала создания больших радиоантенн, которые стали использоваться, в том числе и астрономами.

Что наблюдают в радиотелескопы? Космические объекты путём исследования их электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн. Объектами излучения являются практически все космические тела и их комплексы, а также вещество и поля, заполняющие космическое пространство (межпланетная среда, межзвёздный газ, межзвёздная пыль и магнитные поля, космические лучи, реликтовое излучение).

Основным инструментом радиоастрономии стал телескоп, каким его построил Гроут — большая параболическая тарелка для концентрации волн в одной точке и чувствительное приёмное устройство. Разрешающая способность радиотелескопов зависит от длины волны и диаметра апертуры. Проще увеличивать апертуру, что к тому же увеличивает другую важную характеристику — чувствительность.

Гроут Ребер, 22 декабря 1911 — 20 декабря 2002

Самая большая чаша телескопа не поворачивается, а лежит на земле. Она сделана в естественной выемке, и этот радиотелескоп построен американцами на острове Пуэрто-Рико. Размер отражающей чаши — 300 метров, то есть гигантский размер. Но чаша собирает радиоволны, значит, они сходятся над ней, соответственно, приемник должен быть над чашей, поэтому на стальных тросах подвешена платформа с приемниками излучения на высоте 150 метров.

Чтобы построить еще более резкие картинки радионеба, пришлось идти на ухищрения. Радиотелескопы начали объединять друг с другом, и они могут находиться на разных расстояниях друг от друга, от нескольких десятков метров до нескольких тысяч километров. И если они одновременно ведут работу по источнику, то существуют такие методы обработки, которые позволяют получить карту этого источника так же резко, как если бы он наблюдался на радиотелескопе размером равным расстоянию между телескопами. Такие системы называются радиоинтерферометры. Кроме этого, существует Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ) — вид интерферометрии, в котором приёмные элементы интерферометра располагаются не ближе, чем на континентальных расстояниях друг от друга. При этом управление элементами РСДБ интерферометра производится независимо, без непосредственной коммутационной линии связи, в отличие от обычного радиоинтерферометра. Запись данных осуществляется на носители информации с последующей корреляционной обработкой на специализированном вычислительном оборудовании — корреляторе.

Но не все объекты поддаются изучению с поверхности Земли. Но рядом с нами есть очень удобная площадка — Луна. Почти идеальное место для размещения инструментов радиоастрономии. Отсутствие атмосферы, меньшая сила тяжести, и медленное вращение Луны вокруг своей оси. Это позволяет разместить на Луне телескопы разных диапазонов спектра, а также создать радиоинтерферометр с базой, равной расстоянию Земля — Луна.

Но пока мы не добрались до Луны, а вот в космосе, на разных орбитах работают телескопы в самых разных диапазонах электромагнитного излучения, в том числе и радиотелескопы. Один из самых любопытных на сегодня проектов был реализован в России — это запуск на орбиту радиотелескопа, который называется «Радиоастрон». Он установлен на космическом аппарате «Спектр-Р», который изготовлен в научно-производственном объединение им. С. А. Лавочкина. Он в настоящее время работает на орбите, но орбита его очень любопытна: она сильно вытянутая, так что на самом большом расстоянии от Земли аппарат удален от нее на 350 тысяч километров. Он только недавно начал свою работу, но уже подаёт большие надежды. И это только начало космической радиоастрономии!

Радиотелескоп «Спектр-Р»

Задание было сдано 16 октября и однокурсники оценили его на 65 из 75 баллов.
На обложке газетная фотография советского (российского) радиотелескопа РАТАН-600. РАТАН-600, с диаметром кольца около 600 метров, крупнейший кольцевой радиотелескоп с антенной переменного профиля. Расположен на Северном Кавказе.