Реферат: Радиотехника и космос

Реферат: Радиотехника и космос

Ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû äåëàþò, êàê ïðàâèëî, íå­ïîäâèæíûìè. Íî âåäü Çåìëÿ âðàùàåòñÿ âîêðóã ñâîåé îñè, è ïîýòîìó ïîëîæåíèå ñâåòèë íà íåáå íåïðåðûâíî ìåíÿåòñÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, â ðàäèîèíòåðôåðîìåòðå ïî­ñòîÿííî áóäóò íàáëþäàòüñÿ ïåðèîäè÷åñêèå óñèëåíèÿ è îñëàáëåíèÿ ðàäèîïåðåäà÷è îò íàáëþäàåìîãî èñòî÷íè­êà êîñìè÷åñêèõ ðàäèîâîëí.

Ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû

ãîðàçäî

«çîð÷å»

îáû÷íûõ

ðàäèîòåëåñêîïîâ,

òàê êàê îíè

ðåàãèðóþò

íà î÷åíü

ìà­ëûå

óãëîâûå

ñìåùåíèÿ

ñâåòèëà, à

çíà÷èò, è

ïîçâîëÿ­þò

èññëåäîâàòü

îáúåêòû ñ

íåáîëüøèìè

óãëîâûìè

ðàç­ìåðàìè.

Èíîãäà

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû

ñîñòîÿò íå

èç äâóõ, à èç

íåñêîëüêèõ

ðàäèîòåëåñêîïîâ.

Ïðè ýòîì

ðàç­ðåøàþùàÿ

ñïîñîáíîñòü

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðà

ñóùåñò­âåííî

óâåëè÷èâàåòñÿ.

Åñòü è

äðóãèå

òåõíè÷åñêèå

óñò­ðîéñòâà,

êîòîðûå

ïîçâîëÿþò

ñîâðåìåííûì

«ðàäèî

ãëàçàì»

àñòðîíîìîâ

ñòàòü î÷åíü

«çîðêèìè»,

ãîðàçäî

áîëåå

çîðêèìè, ÷åì

íåâîîðóæåííûé

÷åëîâå÷åñêèé

ãëàç!

рис.3 Схема радиоинтерферометра (d- его база, т.е. расстояние между

радиотелескопами, j характеризует направление на источник радиоволн).

Ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû

ãîðàçäî

«çîð÷å»

îáû÷íûõ

ðàäèîòåëåñêîïîâ,

òàê êàê îíè

ðåàãèðóþò

íà î÷åíü

ìà­ëûå

óãëîâûå

ñìåùåíèÿ

ñâåòèëà, à

çíà÷èò, è

ïîçâîëÿ­þò

èññëåäîâàòü

îáúåêòû ñ

íåáîëüøèìè

óãëîâûìè

ðàç­ìåðàìè.

Èíîãäà

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû

ñîñòîÿò íå

èç äâóõ, à èç

íåñêîëüêèõ

ðàäèîòåëåñêîïîâ.

Ïðè ýòîì

ðàç­ðåøàþùàÿ

ñïîñîáíîñòü

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðà

ñóùåñò­âåííî

óâåëè÷èâàåòñÿ.

Åñòü è

äðóãèå

òåõíè÷åñêèå

óñò­ðîéñòâà,

êîòîðûå

ïîçâîëÿþò

ñîâðåìåííûì

«ðàäèî

ãëàçàì»

àñòðîíîìîâ

ñòàòü î÷åíü

«çîðêèìè»,

ãîðàçäî

áîëåå

çîðêèìè, ÷åì

íåâîîðóæåííûé

÷åëîâå÷åñêèé

ãëàç!

 ôåâðàëå 1976

ãîäà

ñîâåòñêèå è

àìåðèêàíñêèå

ó÷åíûå

îñóùåñòâèëè

èíòåðåñíûé

ýêñïåðèìåíò—

ðàäèî­òåëåñêîïû

Êðûìñêîé è

Õàéñïòåêñêîé

(ÑØÀ) îáñåðâà

­òîðèé â

ýòîì îïûòå

èãðàëè ðîëü

«ãëàç»

èñïîëèíñêîãî

ðàäèîèíòåðôåðîìåòðà,

à

ðàññòîÿíèå

âî ìíîãî

òûñÿ÷

êèëîìåòðîâ

ìåæäó ýòèìè

îáñåðâàòîðèÿìè

áûëî åãî

áàçîé. Òàê

êàê áàçà

áûëà î÷åíü

âåëèêà è

êîñìè÷åñêèå

ðàäèî

îáúåêòû

íàáëþäàëèñü

ñ ðàçíûõ

êîíòèíåíòîâ,

äî­ñòèãíóòàÿ

ðàçðåøàþùàÿ

ñïîñîáíîñòü

îêàçàëàñü

ïîèñ­òèíå

ôàíòàñòè÷åñêîé—îäíà

äåñÿòèòûñÿ÷íàÿ

äîëÿ ñå­êóíäû

äóãè! Ïîä

òàêèì óãëîì

âèäåí ñ

Çåìëè íà

Ëóíå ñëåä îò

íîãè

êîñìîíàâòà!

Ïîçæå ê ýòèì

ýêñïåðèìå

í­òàì

ïðèñîåäèíèëèñü

è

àâñòðàëèéñêèå

ó÷åíûå, òàê

÷òî

àñòðîíîìû

«âçãëÿíóëè»

íà

êîñìè÷åñêèå

ðàäèîèñòî÷­íèêè

ñðàçó ñ òðåõ

êîíòèíåíòîâ.

Ðåçóëüòàòû

îïðàâäàëè

çàòðà÷åííûå

óñèëèÿ: â

ÿäðàõ

ãàëàêòèê è

êâàçàðàõ

îáíàðóæåíû

âçðûâíûå

ïðîöåññû

íåîáû÷àéíîé

àêòèâ­

íîñòè,

ïðè÷åì â ðÿäå

ñëó÷àåâ

íàáëþäàåìàÿ

ñêîðîñòü

ðàçëåòà

êîñìè÷åñêèõ

îáëàêîâ â

êâàçàðàõ, ïî

-âèäèìî­ìó,

ïðåâîñõîäèò

ñêîðîñòü

ñâåòà!

Òàêèì îáðàçîì, íîâàÿ òåõíèêà ïîñòàâèëà ïåðåä íàóêîé è íîâûå ïðîáëåìû ïðèíöèïèàëüíîãî õàðàêòå­ðà. Äîñòèãíóòàÿ íûíå ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ðà­äèîèíòåðôåðîìåòðîâ — ýòî åùå íå ïðåäåë.  áóäóùåì, âåðîÿòíî, ðàäèîòåëåñêîïû ñòàíóò åùå çîð÷å.

Êñòàòè ñêàçàòü, è â îïòè÷åñêîé àñòðîíîìèè èñïîëü­çóþò èíòåðôåðîìåòðû. Èõ ïðèñîåäèíÿþò ê êðóïíûì òåëåñêîïàì, ÷òîáû èçìåðèòü ðåàëüíûå ïîïåðå÷íèêè çâåçä.  îáîèõ ñëó÷àÿõ èíòåðôåðîìåòðû èãðàþò ðîëü ñâîåîáðàçíûõ «î÷êîâ», ïîçâîëÿþùèõ ðàññìîòðåòü âàæ­íûå ïîäðîáíîñòè â îêðóæàþùåé íàñ Âñåëåííîé.

Íî îïòè÷åñêèå èíòåðôåðîìåòðû ïî çîðêîñòè çíà­÷èòåëüíî óñòóïàþò òåì, êîòîðûå óïîòðåáëÿþòñÿ íûíå â ðàäèîàñòðîíîìèè.

6.«Ðàäèîýõî» â àñòðîíîìèè.

Äî ñèõ ïîð ðå÷ü øëà î ïàññèâíîì èçó÷åíèè êîñìè÷å­ñêèõ ðàäèîâîëí. Îíè óëàâëèâàþòñÿ ðàäèîòåëåñêîïàìè, è çàäà÷à àñòðîíîìà çàêëþ÷àåòñÿ ëèøü â òîì, ÷òîáû íàèëó÷øèì îáðàçîì ðàñøèôðîâàòü ýòè ñèãíàëû, ïîëó­÷èòü ñ èõ ïîìîùüþ êàê ìîæíî áîëüøå ñâåäåíèé î íå­áåñíûõ òåëàõ. Ïðè ýòîì èññëåäîâàòåëü íèêàê íå âìå­øèâàåòñÿ â õîä èçó÷àåìîãî èì ÿâëåíèÿ—îí ëèøü ïàññèâíî íàáëþäàåò.

Òà îòðàñëü ðàäèîàñòðîíîìèè, ñ êîòîðîé ìû òåïåðü êðàòêî ïîçíàêîìèìñÿ, èìååò èíîé, åñëè òàê ìîæíî âûðàçèòüñÿ, àêòèâíûé õàðàêòåð. Åå íàçûâàþò ðàäèî­ëîêàöèîííîé àñòðîíîìèåé.

Ñëîâî «ëîêàö

èÿ»

îçíà÷àåò

îïðåä

åëåíèå

ìåñòîïîëî­æ

åíèÿ

êàêîãî-

íèáóäü

ïðåäìåòà.

Åñëè,

íàïðèìåð, äëÿ

ýòîãî

èñïîëüçóåòñÿ

çâóê, òî

ãîâîðÿò î

çâóêîâîé

ëîêà­öèè

. Åþ, êàê

èçâåñòíî,

øèðîêî

ïîëüçóþòñÿ

ñîâðåìåí­íûå

ìîðåïëàâàòåëè.

Îñîáîå

óñòðîéñòâî,

íàçûâàåìîå

ýõîëîòîì,

ïîñûëàåò â

íàïðàâëåíèè

êî äíó

îêåàíà

êî­ðîòêèå, íî

ìîùíûå

íåñëûøèìûå

óëüòðàçâóêè.

Îòðà­çè

âøèñü îò äíà,

îíè

âîçâðàùàþòñÿ,

è ýõîëîò

ôèêñè­ðóåò

âðåìÿ,

çàòðà÷åííîå

çâóêîì íà

ïóòåøåñòâèå

äî äíà è

îáðàòíî.

Çíàÿ

ñêîðîñòü

ðàñïðîñòðàíåíèÿ

çâóêà â âîäå,

ëåãêî

ïîäñ÷èòàòü

ãëóáèíó

îêåàíà.

Ïîäîáíûì æå

îáðàçîì

ìîæíî

èçìåðèòü è

ãëóáèíó

êîëîäöà èëè

êàêîãî-íèáóäü

óùåëüÿ.

Ãðîìêî

êðèêíóâ,

затем ждите, когда до вашего уха донесется эхо — отраженный звук. Учтя, что

скорость звука в воздухе равна 337 м/с, легко вычислить искомое

расстояние. Любопытно, что звуковая локация встречается и в мире животных.

Летучая мышь обладает специальным естественным локационным органом, который,

испуская неслышимые звуки, помогает мыши ориентироваться в полете. Эти

ультразвуки поглощаются в толстом слое волос, и поэтому, не получив обратного

звукового эха, летучая мышь воспринимает голову как «пустое место». Этим и

объясняется, что летучая мышь иногда в темноте ударяется о головы людей, не

прикрытые головным убором.

Когда говорят о «радиолокации», то под этим словом подразумевают определение

местоположения предмета с помощью радиоволн. Радиолокационная астрономия —

еще совсем молодая отрасль науки. Систематически радиолокационные наблюдения

небесных тел начались всего пятьдесят лет назад. И все же достигнутые успехи

весьма значительны. Очень интересны и дальнейшие перспективы этого активного

метода изучения небесных тел.»Активного» потому, что здесь человек сам

направляет в космос созданные им искусственные радиоволны и, наблюдая их

отражения, может затем по собственному желанию видоизменить эксперимент.

Образно говоря, в радиолокационной астрономии человек «дотрагивается» до

небесных тел созданным им радиолучем, а не пассивно наблюдает их излучение.

7.Ðàäèîëîêàöèÿ Ëóíû è ïëàíåò.

Åùå â 1928 ãîäó, êîãäà áîëüøèíñòâî ðàäèîëþáèòåëåé ïîëüçîâàëèñü ïðèìèòèâíûìè äåòåêòîðíûìè ïðèåìíè­êàìè, ñîâåòñêèå ó÷åíûå Ë. È. Ìàíäåëüøòàì è Í. Ä. Ïàïàëåêñè ðàññìàòðèâàëè âîïðîñ î ïîñûëêå ðà­äèîñèãíàëà íà Ëóíó è ïðèåìå ïà Çåìëå ðàäèîýõà. Òîãäà ýòî áûëà òîëüêî ñìåëàÿ ìå÷òà, äàëåêî îïåðå­æàâøàÿ äåéñòâèòåëüíîñòü. Íî òàêîâà õàðàêòåðíàÿ ÷åðòà áîëüøèõ ó÷åíûõ—èõ ìûñëü îïåðåæàåò ôàêòû è âèäèò òî, ÷òî ñòàíîâèòñÿ ðåàëüíîñòüþ ëèøü â áóäóùåì.

 ãîäû âòîðîé ìèðîâîé âîéíû Ë. È. Ìàíäåëü­øòàì è Í. Ä. Ïàïàëåêñè ñíîâà âåðíóëèñü ê çàíèìàâ­øåé èõ èäåå. Òåïåðü íàñòàëè äðóãèå âðåìåíà. Ðàäèî­ëîêàöèÿ ïðî÷íî âîøëà â ïðàêòèêó âîåííîé æèçíè, è ðàäèîëîêàòîðû óâåðåííî íàùóïûâàëè íåâèäèìûå öåëè.

Ñîâåòñêèå

ó÷åíûå íà

îñíîâå

íîâûõ

äàííûõ

ïîäñ÷è­òàëè,

êàêîâà

äîëæíà áûòü

ìîùíîñòü

ðàäèîëîêàòîðà

è äðóãèå åãî

êà÷åñòâà,

÷òîáû ñ åãî

ïîìîùüþ

ìîæíî áûëî

îñóùåñòâèòü

ðàäèîëîêàöèþ

Ëóíû.

Íàó÷íàÿ

öåí­íîñòü

òàêîãî

ýêñïåðèìåíòà

áûëà âíå

ñîìíåíèé.

Âåäü äî ñèõ

ïîð, ÷òîáû

îïðåäåëèòü

ðàññòîÿíèå

äî Ëóíû,

ïðèõîäèëîñü

íàáëþäàòü

åå ïîëîæåíèå

ñðåäè çâåçä

îä­íîâðåìåííî

èç äâóõ

äîñòàòî÷íî

óäàëåííûõ

äðóã îò äðóãà

îáñåðâàòîðèé.

Ðàäèîëîêàöèÿ

ðåøèëà áû òó

æå çàäà÷ó

ïðè

íàáëþäåíèÿõ

èç îäíîãî

ïóíêòà.

Ó÷èòûâàÿ

áûñòðûé

ïðîãðåññ

ðàäèîòåõíèêè,

ìîæíî áûëî

îæè­äàòü, ÷òî

ðàäèîëîêàöèîííûå

èçìåðåíèÿ

àñòðîíîìè÷å­ñêèõ

ðàññòîÿíèé

äàäóò

ðåçóëüòàòû

ãîðàçäî

áîëåå

òî÷­íûå, ÷åì

òå, êîòîðûå

áûëè

ïîëó÷åíû â

ïðîøëîì.

Òðóäíîñòè, îäíàêî, îêàçàëèñü îãðîìíûìè. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî ïðè ïðî÷èõ ðàâíûõ óñëîâèÿõ ìîùíîñòü îòðàæåííîãî ñèãíàëà óáûâàåò îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëü­íî ÷åòâåðòîé ñòåïåíè ðàññòîÿíèÿ äî öåëè. Ïîëó÷àëîñü, ÷òî ëóííûé ðàäèîëîêàòîð äîëæåí îáëàäàòü ïðèìåðíî â òûñÿ÷ó ðàç áîëüøåé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ, ÷åì îáû÷­íàÿ ðàäèîëîêàöèîííàÿ ñòàíöèÿ áåðåãîâîé îáîðîíû, îáíàðóæèâàâøàÿ â òå ãîäû ñàìîëåò íåïðèÿòåëÿ ñ ðàñ­ñòîÿíèÿ â äâåñòè êèëîìåòðîâ.

È âñå æå ïðîåêò êàçàëñÿ äîâîëüíî óáåäèòåëüíûì, è óâåðåííîñòü åãî àâòîðîâ â óñïåõå âñêîðå áûëà îï­ðàâäàíà ôàêòàìè.

 íà÷àëå 1946 ãîäà ïî÷òè îäíîâðåìåííî, íî ñ ðàç­ëè÷íûìè óñòàíîâêàìè, âåíãåðñêèå è àìåðèêàíñêèå ðàäèîôèçèêè îñóùåñòâèëè ðàäèîëîêàöèþ Ëóíû.

Íà Ëóíó ïîñûëàëèñü ìîùíûå èìïóëüñû ðàäèîâîëí äëèíîé 2,7 ì. Êàæäûé èìïóëüñ èìåë ïðîäîëæèòåëü­íîñòü 0,25 ñåêóíäû, ïðè÷åì ïàóçà ìåæäó èìïóëüñàìè ñîñòàâëÿëà 4 ñåêóíäû. Àíòåííà ðàäèîëîêàòîðà áûëà åùå âåñüìà íåñîâåðøåííà: îíà ìîãëà ïîâîðà÷èâàòüñÿ òîëüêî âîêðóã âåðòèêàëüíîé îñè. Ïîýòîìó èññëåäîâà­íèÿ âåëèñü ëèøü ïðè âîñõîäå èëè çàõîäå Ëóíû, êîãäà ïîñëåäíÿÿ íàõîäèëàñü âáëèçè ãîðèçîíòà.

Ïðèåìíîå óñòðîéñòâî ðàäèîëîêàòîðà óâåðåííî çà­ôèêñèðîâàëî ñëàáûé îòðàæåííûé ñèãíàë, ëóííîå ðà­äèîýõî.

Ïóòü äî Ëóíû è îáðàòíî ðàäèîâîëíû ñîâåðøèëè âñåãî çà 2,6 ñåê, ÷òî, âïðî÷åì, ïðè èõ íåâîîáðàçèìî áîëüøîé ñêîðîñòè íå äîëæíî âûçûâàòü óäèâëåíèÿ. Òî÷íîñòü ýòîãî ïåðâîãî ðàäèîèçìåðåíèÿ èç-çà íåñîâåð­øåíñòâà àïïàðàòóðû áûëà åùå î÷åíü íèçêà, íî âñå æå ñîâïàäåíèå ñ èçâåñòíûìè ðàíåå äàííûìè áûëî âåñüìà õîðîøåå.

Ïîçæå ðàäèîëîêàöèÿ Ëóíû áûëà ïîâòîðåíà íà ìíîãèõ îáñåðâàòîðèÿõ, è ñ êàæäûì ðàçîì ñî âñå áîëü­øåé òî÷íîñòüþ è, êîíå÷íî, ñ áîëüøåé ëåãêîñòüþ.

Страницы: 1, 2, 3, 4