Реферат: Радиотехника и космос

Реферат: Радиотехника и космос

âîïðîñ—êàê

óñòàíîâèòü

ðàäèî­ñâÿçü ñ

äðóãèìè

ðàçóìíûìè

îáèòàòåëÿìè

Âñåëåííîé?

Êòî çíàåò,

áûòü ìîæåò, è

ñåé÷àñ â

íàïðàâëåíèè

íàøåãî

Ñîëíöà

êòî-òî

ïîñûëàåò

ðàäèîñèãíàëû

èç ãëó­áèí

çâåçäíîãî

ìèðà —

ñèãíàëû, íà

êîòîðûå ïîêà

÷åëî­âå÷åñòâî

îòâå÷àëî

ìîë÷àíèåì!

Íà êàêîé æå

äëèíå ãîäíû

ñêîðåå âñåãî

âåäåòñÿ ýòà

ïåðåäà÷à?

Íåâåäîìûå

íàì

ðàçóìíûå

ñóùåñòâà

æèâóò íà

ïëà­íåòå,

îêðóæåííîé

àòìîñôåðîé.

Çíà÷èò, è

îíè,

âåðîÿòíî,

ìîãóò

ðàäèðîâàòü â

êîñìîñ

òîëüêî

ñêâîçü

óçêîå

«ðà­äèîîêíî»

èõ

àòìîñôåðû.

Çíà÷èò,

âîçìîæíûé

äèàïà­çîí

ðàäèîâîëí

äëÿ

«ìåæçâåçäíîé»

ðàäèîñâÿçè,

ñêîðåå

âñåãî,

îãðàíè÷èâàåòñÿ

äëèíàìè îò

íåñêîëüêèõ

ñàíòè­ìåòðîâ

äî 30 ì.

Êîñìè÷åñêèå

åñòåñòâåííûå

èñòî÷íèêè

ðàäèîâîëí,

êàê óæå

èçâåñòíî

÷èòàòåëþ,

âåäóò

ïîñòî­ÿííóþ

èíòåíñèâíóþ

«ðàäèîïåðåäà÷ó»

íà âîëíàõ

ìåò­ðîâîãî

äèàïàçîíà.

×òîáû îíà íå

ñîçäàâàëà

äîñàäíûå

ïîìåõè,

ðàäèîñâÿçü

îáèòàåìûõ

ìèðîâ

ðàçóìíî

âåñòè ïà

äëèíàõ âîëí

êîðî÷å 50 ñì.

Íî î÷åíü

êîðîòêèå

ðàäèîâîëíû, â

íåñêîëüêî

ñàíòèìåòðîâ,

îïÿòü

íåïðè­ãîäíû —

âåäü

òåïëîâîå

ðàäèîèçëó÷åíèå

ïëàíåò

ñîâåð­øàåòñÿ

èìåííî íà

òàêèõ

âîëíàõ, è îíî

áóäåò

«ãëó­øèòü»

èñêóññòâåííóþ

ðàäèîñâÿçü.

È âîò

Ìîððèñîíó è

Êîêêîíè

ïðèõîäèò â

ãîëîâó

áëåñòÿùàÿ

ìûñëü.

Ðàäèîñâÿçü

íàäî âåñòè

íà âîëíàõ,

áëèçêèõ ê 21

ñì, êîòîðûå

èçëó÷àåò

ìåæçâåçäíûé

âîäîðîä. Âåäü

ðàçóìíûå

îáèòàòåëè

äðóãèõ

ïëàíåò

äîëæíû

ïîíèìàòü

îãðîìíóþ

ðîëü

ìåæçâåçäíîãî

âîäîðîäà â

èçó÷åíèè

Âñåëåííîé.

Çíà÷èò, è ó

íèõ äîëæíà

áûòü ìîùíàÿ

ðàäèîàïïàðàòóðà,

ðàáîòàþùàÿ

èìåííî íà

ýòîé âîëíå.

Òàê êàê

âîäîðîä—ñàìûé

ðàñïðîñòðàíåííûé

ýëåìåíò â

íàáëþäàåìîé

íàìè ÷àñòè

âñåëåííîé,

òî åãî

èçëó÷åíèå

íà âîëíå

äëèíîé 21 ñì

ìîæåò

ðàññìàòðèâàòüñÿ

êàê íåêèé

ïðèðîäíûé,

«êîñ­ìè÷åñêèé»

ýòàëîí äëèí.

Çíà÷èò,

âåðîÿòíåå

âñåãî ïðèåì

ðàäèîñèãíàëîâ

ñ äðóãèõ

îáèòàåìûõ

ïëàíåò íàäî

âåñòè íà

âîëíå äëèíîé

21 ñì.

Òðóäíî,

êîíå÷íî,

ïðåäñêàçàòü,

êàêîé øèôð

áóäåò ñêðûò

â ýòèõ

ñèãíàëàõ.

Íàäî äóìàòü,

÷òî íàøè

äàëåêèå

«áðàòüÿ ïî

êîñìîñó»

âîñïîëüçóþòñÿ

óíèâåðñàëüíûì

ÿçûêîì âñåõ

ìûñëÿùèõ

ñóùåñòâ—ÿçûêîì

ìà­òåìàòèêè.

Ìîæåò áûòü,

èõ ñèãíàëû

áóäóò

äàâàòü

ïî­ñëåäîâàòåëüíîñòü

öèôð 1, 2, 3... Èëè

îíè

ïåðåäàäóò

÷åðåç

áåçäíû

êîñìîñà

øèôðîâàííîå

çíà÷åíèå

òàêîãî

çàìå÷àòåëüíîãî

÷èñëà, êàê p.

Âî âñÿêîì

ñëó÷àå

èñ­êóññòâåííûå

ðàäèîñèãíàëû

íà âîëíå 21 ñì

ìîæíî áó­äåò

îòëè÷èòü îò

åñòåñòâåííûõ.

Â

÷àñòíîñòè,

òàê êàê

ðàäèîïåðåäàò÷èê

óñòàíîâëåí

ê à ïëàíåòå è

âìåñòå ñ íåé

îáðàùàåòñÿ

âîêðóã

çâåçäû, òî

áëàãîäàðÿ

ýôôåêòó

Äîïëåðà

èñêóññòâåííûå

ðàäèîñèãíàëû

äîëæíû

ïåðèî­äè÷åñêè

ìåíÿòü ñâîþ

÷àñòîòó.

Ïðîåêò

Ìîððèñîíà è

Êîêêîíè

âûçâàë â

ñðåäå

àñòðîíîìîâ

îãðîìíûé

èíòåðåñ. Ñ

êîíöà 1960 ãîäà â

Íàöèîíàëüíîé

ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêîé

îáñåðâàòîðèè

ÑØÀ Ôðàíê

Äðåéê íà÷àë

ñèñòåìàòè÷åñêèå

«ïðîñëó­øèâàíèÿ»

íåêîòîðûõ

çâåçä ñ öåëüþ

îáíàðóæèòü

èñ­êóññòâåííûå

ðàäèîñèãíàëû.

Äëÿ íà÷àëà

áûëè

âûáðà­íû äâå

çâåçäû,

âåñüìà

ïîõîæèå íà

Ñîëíöå. Ýòî

Òàó èç

ñîçâåçäèÿ

Êèòà è

Ýïñèëîí èç

ñîçâåçäèÿ

Ýðèäàíà. Äî

êàæäîé èç

íèõ îêîëî

îäèííàäöàòè

ñâåòîâûõ

ëåò.

Ïðîñëóøèâàíèå

âåëîñü íà

ðàäèîòåëåñêîïå

ñ äèàìåò­ðîì

çåðêàëà 26 ì.

Êîñìîñ

áåçìîëâñòâîâàë.

Âïðî÷åì,

íàäåÿòüñÿ

íà áû­ñòðûé

óñïåõ áûëî

áû ñëèøêîì

íàèâíî.

Ïðîéäóò ãîëû,

à ìîæåò áûòü,

ìíîãèå

äåñÿòèëåòèÿ,

ïðåæäå ÷åì

óäàñòñÿ

ïðèíÿòü

èñêóññòâåííûå

ðàäèîïåðåäà÷è

èç ãëó­áèí

Âñåëåííîé.

Äà è

ðàñøèôðîâàâ

ýòè ñèãíàëû

è ïî­ñëàâ â

îòâåò ñâîè,

ìû íå ìîæåì

îæèäàòü

áûñòðîãî,

«îïåðàòèâíîãî»

ðàçãîâîðà.

Íàøè

âîïðîñû è èõ

îòâåòû

áóäóò

ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ

ñî ñêîðîñòüþ

ñïåòà, à ýòî

çíà÷èò, ÷òî

îò ïîñûëêè

âîïðîñà äî

ïîëó÷åíèÿ

îòâåòà

ïðîéäóò

äåñÿòèëåòèÿ!

Ê ñîæàëåíèþ,

óñêîðèòü

ðàçãî­âîð

íåâîçìîæíî —

â ïðèðîäå íåò

íè÷åãî

áûñòðåå

ðàäèîâîëí,

Ñ 1967 ãîäà

ïîèñêè

ðàäèîñèãíàëîâ

îò

èíîïëàíåòÿí

íà÷àëèñü è â

íàøåé

ñòðàíå. Ýòè

ðàáîòû

âåäóòñÿ ïîä

ðóêîâîäñòâîì

èçâåñòíîãî

ñîâåòñêîãî

ó÷åíîãî

÷ëåíà-êîððåñïîíäåíòà

ÀÍ ÑÑÑÐ Â. Ñ.

Òðîèöêîãî. Â

íàñòî­ÿùåå

âðåìÿ íà

âñåíàïðàâëåííûõ

(à íå íà

ïàðàáîëè÷å­ñêèõ)

ðàäèîòåëåñêîïàõ

âåäåòñÿ

ïðèåì

ðàäèîñèãíàëîâ

â äèàïàçîíå

îò 3 äî 60 ñì.

Îäíîâðåìåííî

ïîäîáíûå

íàáëþäåíèÿ

ïðîâîäÿòñÿ è

â äðóãèõ

ìåñòàõ

Ñîâåòñ­êîãî

Ñîþçà. Åñëè

íà âñåõ

ýòèõ

äàëåêèõ äðóã

îò äðóãà

ðàäèîòåëåñêîïàõ

îäíîâðåìåííî

áóäóò

ïðèíÿòû

çàãà­äî÷íûå

«âñïëåñêè»

ðàäèîèçëó÷åíèÿ,

åñòü

îñíîâàíèÿ

ñ÷èòàòü, ÷òî

ïðèíÿòû

ðàäèîñèãíàëû

(èëè êàêèå-òî

ðàäèîïîìåõè)

èç êîñìîñà.

Ïîêà ÷òî è ýòè ýêñïåðèìåíòû íå ïðèâåëè ê æåëàí­íîìó ðåçóëüòàòó, õîòÿ îáíàðóæåíî íîâîå ÿâëåíèå— âñïëåñêè ðàäèîèçëó÷åíèÿ åñòåñòâåííîãî ïðîèñõîæäå­íèÿ, ïðèõîäÿùèå íà Çåìëþ èç áëèæíåãî êîñìîñà.

Êðóïíåéøèé â ìèðå êîëüöåâîé 600-ìåòðîâûé ðà­äèîòåëåñêîï Ñïåöèàëüíîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòî­ðèè ÀÍ ÑÑÑÐ óæå ñ ñàìîãî íà÷àëà ñâîåé ðàáîòû âêëþ÷èëñÿ â ïîèñêè êîñìè÷åñêèõ ðàäèîñèãíàëîâ èñ­êóññòâåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ.

 ÑØÀ

îáñóæäàåòñÿ

ïðîåêò

«Öèêëîï»,

ðåàëèçó­åìûé

ñ ïîìîùüþ

Íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîãî

öåíòðà ÍÀÑÀ

(Íàöèîíàëüíîå

óïðàâëåíèå

ïî

àñòðîíàâòèêå

è

èññëåäîâàíèþ

êîñìè÷åñêîãî

ïðîñòðàíñòâà).

Ïî ïðî­åêòó

«Öèêëîï»

ñèñòåìà äëÿ

ïðèåìà

ðàäèîñèãíàëîâ

îò

èíîïëàíåòÿí

ñîñòîèò èç

òûñÿ÷è

ðàäèîòåëåñêîïîâ,

óñòàíîâëåííûõ

íà

ðàññòîÿíèè 15

êì äðóã îò

äðóãà II

ðàáîòàþùèõ

ñîâìåñòíî. Â

ñóùíîñòè,

ýòà

ñèñòåìà

ðàäèîòåëåñêîïîâ

ïîäîáíà

îäíîìó

èñïîëèíñêîìó

ïàðà­áîëè÷åñêîìó

ðàäèîòåëåñêîïó

ñ ïëîùàäüþ

çåðêàëà 20

êâàäðàòíûõ

êèëîìåòðîâ!

Ïðîåêò

«Öèêëîï»

ïðåäïîëà­ãàåòñÿ

ðåàëèçîâàòü

â òå÷åíèå

áëèæàéøèõ 10—20

ëåò. Òàêèå

Ñðîêè íå

äîëæíû

êàçàòüñÿ

÷ðåçìåðíûìè,

òàê êàê

ñòîèìîñòü

íàìå÷àåìîãî

ñîîðóæåíèÿ

ïîèñòèíå

àñòðîíîìè÷åñêàÿ

— íå ìåíåå 10

ìèëëèàðäîâ

äîëëàðîâ!

Åñëè

ñèñòåìà

«Öèêëîï»

ñòàíåò

ðåàëüíîñòüþ,

óäàñòñÿ â

ïðèíöèïå

ïðèíèìàòü

èñêóññòâåííûå

ðàäèî­ñèãíàëû

â ðàäèóñå 1000

ñâåòîâûõ ë

åò. Â òàêîì

îãðîì­

íîì îáúåìå

êîñìè÷åñêîãî

ïðîñòðàíñòâà

ñîäåðæè

òñÿ ñâ

ûøå ìèëë

èîíà

ïîäîáíûõ

çâåçä, ÷àñòü

êîòîðûõ,

âîçìîæíî,

îêðóæåíà

îáèòàåìûìè

ïëàíåòàìè.

×óâñò­

â

èòåëüíîñòü

ñèñòåìû

«Öèêëîï»

ïîðàçèòåëüíà.

Åñëè áû

âîêðóã

áëèæàéøåé ê

íàì çâåçäû

Àëüôà

Öåíòàâðà

îáðàùàëàñü

ïëàíåòà,

ïîäîáíàÿ

Çåìëå (ñ

òàêèì æå

óðîâíåì

ðàçâèòèÿ

ðàäèîòåõíèêè),

òî ñè

ñòåìà «

Öèêëîï» áûëà

áû ñïîñîáíà

óëîâèòü

ðàäèîïåðåäà÷è,

ïðî­âîäèìûå

äðóãà

îáèòàòåëÿìè

ýòîé

ïëàíåòû!

Ïîêà ïðîåêò

«Öèêëîï» íå

îñóùåñòâëåí,

ãðóïïà

àìåðèêàíñêèõ

ðàäèîàñòðîíîìîâ

ïûòàåòñÿ

ïðèíÿòü

ðà­äèîñèãíàëû

ïðèìåðíî îò 500

áëèæàéøèõ

çâåçä (â радиусе до 80 световых лет).

Прием ведется на 100метровом параболическом радиотелескопе, одном из крупнейших

в мире.

Предпринята и первая попытка активной радиосвязи с инопланетянами. Как уже

говорилось, 300метровый радиотелескоп в Аресибо может работать как радиолокатор

на волне 10 см, причем его сигнал (с помощью радиотелескопов, подобных

земным!)может быть уловлен в пределах всей нашей Галактики.

16 ноября 1974 года, когда состоялось официальное открытие радиообсерватории

в Аресибо, гигантский радиолокатор послал шифрованное радиосообщение к

инопланетянам. В этом сообщении в двоичной системе счисления закодированы

важнейшие сведения о Земле и ее обитателях. Сигнал послан на шаровое звездное

скопление в созвездии Геркулеса, содержащее около 30000 звезд. Если хотя бы

около одной из этих звезд есть высокоразвитая цивилизация , способная

принять и расшифровать сигнал, ответ на него мы получим не ранее, чем через

48000 лет — так далеки от нас эти звезды!

И все таки жажда общения со внеземным Разумом так сильна, что все технические

и временные трудности кажутся преодолимыми. К тому же разумные наши собратья

могут оказаться и по соседству с нами.

10. Заключение.

А с чего все таки началась радиоастрономия!? А началось все с того, что

американский радиоинженер Карл Янский в декабре 1931г. Обнаружил какие-то

странные радиошумы, мешавшие передаче на волне 14,7 м. Выяснилось, что

источником радиопомех было радиоизлучение Млечного Пути.

Во время второй мировой войны радиолокаторы широко вошли в практику и были

приняты на вооружение всех армий. В 1943г. Советские академики Л.И.

Мандельштам и И.Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации

Луны, что и было осуществлено три года спустя. В после военные годы прогресс

радиоастрономии приобрел бурный, почти взрывной характер.

Вслед за радиолокацией метеоров (1945) и Венеры (1958) последовала

радиолокация Юпитера (1963) и Меркурия (1963). В 1946г. На волне длиной 4,7 м

был открыт мощный космический источник радиоизлучения в созвездии Лебедя. Еще

годом раньше голландский астрофизик Ван Де Хюлст теоретически обосновал

возможность космического излучения на волне длиной 21 см, которое было

обнаружено в 1951г. Радиоизлучение Солнца на волне длиной 18,7 м, открытое

еще в 1947г., стало одним из важных явлений, характеризующих физическую

природу центрального тела Солнечной системы.

Современные радиотелескопы принимают космические радиоволны в шести

диапазонах — от субмиллимитрового (длина волны меньше миллиметра) до

декаметрового (длина волны более десяти метров). Земная атмосфера пропускает

радиоволны в диапазонах от 1, 4 и 8 мм и в интервале от 1 см до 20 м. Иначе

говоря, наибольшая пропускаемая атмосферой длина радиоволны в 20000 раз

больше наименьшей. Между тем в оптическом диапазоне аналогичное отношение

крайних длин электромагнитных волн близко к двум. Таким образом, в этом

смысле «радиоокно» в 10000 раз шире оптического «окна».

Для приема космического радиоизлучения имеются различные типы

радиотелескопов. Некоторые из них напоминают рефлекторы. В таких

радиотелескопах радиоволны собирает металлическое вогнутое зеркало, иногда

решетчатое. Как и рефлекторов поверхность его имеет параболическую форму.

Зеркало концентрирует радиоволны на маленькой дипольной антенне, облучая ее.

По этой причине приемная антенна в радиотелескопах называется облучателем.

Меняя облучатель можно вести радиоприем на разных длинах волн. Возникающие в

облучателе токи передаются на приемное устройство и там исследуются.

У описанных радиотелескопов применяются два типа установок азимутная и

параллактическая. В отличие от рефлекторов, зеркала радиотелескопов имеют

очень большие размеры — метры и даже десятки метров. Один из самых больших

радиотелескопов с подвижной антенной имеется в Радиоастрономическом институте

им. Планка (Германия). Поперечник его зеркала равен 100 м. Еще больше

неподвижный радиотелескоп на острове Пуэрто-Рико. Его зеркало сделано из

кратера потухшего вулкана, оно имеет поперечник 305 м и занимает площадь

более 7 га! В фокусе зеркала на высоте 135 м при помощи специальных стальных

мачт укреплена гондола с облучателями. Гондола может перемещаться над

зеркалом и потому принимать излучение с достаточно большой зоны неба.

«Ратан-600»— радиоастрономический телескоп Академии наук СССР. Он состоит из 895

отдельных зеркал общей площадью 10000 м2, которые установлены по

окружности диаметром 600 м. Специальное устройство из отдельных зеркал

позволяет формулировать параболическую поверхность, которая фокусирует

космическое радиоизлучение на небольшом облучателе. «Ратан-600» может принимать

радиоволны в диапазоне от 8 мм до 30 см.

В радиоастрономии широко применяется давно известный в физике принцип

интерференции, т.е. сложение электромагнитных волн с разными фазами.

Радиоастрономия позволила исследовать радиоизлучение отдельных космических тел,

а также изучить спиральное строение Галактики. Кроме того, радиоастрономы

зафиксировали поразительно малые потоки энергии. Например, за всю полувековую

историю радиоастрономии на волне длиной 21 см принято энергии 10-7.

Использованная лèòåðàòóðà.

1. Äåòñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ. Èçäàòåëüñòâî «Просвещение»

2. Çàíèìàòåëüíî îá àñòðàíîìèè. Èçäàòåëüñòâî ÖÊ ÂËÊÑÌ «Ìîëîäàÿ ãâàðäèÿ».

3. Àñòðîíîìû íàáëþäàþò. Èçäàòåëüñòâî «Íàóêà».

4. «Ñîâåòñêàÿ Ýíöèêëîïåäèÿ».

5. Ïàðîëü-ÁÒÀ Èçäàòåëüñòâî «Äåòñêàÿ ëèòåðàòóðà».

6. Астрономия в ее развитии. Издательство «Просвещение»

Страницы: 1, 2, 3, 4