Изучение космоса посредствам оптических телескопов началось в 1609 г. после изобретения Галилео Галилея и продолжается по сей день, но такое изучение ограничено множеством факторов и в первую очередь сложностью изготовления достаточно больших телескопов. Но человечество в своем познании не ограничено и потому решило не останавливаться лишь на оптическом наблюдении. Так и зародилась идея исследования космоса в радиодиапазоне (радиоволновой части спектра электромагнитного излучения).
Исследование радиодиапазона потребовало от астрономов создания соответствующих специальных устройств для улавливания и регистрации космических радиоволн — радиотелескопов.
Устройство антенны радиотелескопа в принципе не отличается от устройства отражающего зеркала оптического телескопа, только «радиозеркало» не стеклянное, а металлическое.
Производство оптических телескопов является довольно сложным процессом. Связано это с тем что при шлифовке зеркал, предназначенных для сбора света, требуется колоссальная точность. Так, например, для зеркала шестиметрового телескопа допустимое отклонение от рассчитанной формы составляет всего лишь 0,05 микрометра. Это объясняется тем, что электромагнитные волны чувствительны к неоднородностям, размеры которых сравнимы с длиной их волны. Поэтому для таких коротких волн как видимые лучи света требования к отражающей поверхности очень жёсткие.
Совсем другое дело радиоволны, длина которых гораздо больше. При обработке антенн радиотескопов, которые должны собирать такие волны — вполне можно удовлетвориться и в разы меньшей точностью. Поэтому антенны современных радиотелескопов обладают намного большими размерами, чем зеркала оптических телескопов.
Иногда радиотелескопы строят с неподвижными антеннами, направленными в определенный участок неба. Однако, благодаря суточному вращению Земли, через этот небольшой участок за 24 часа проходит целая полоса небесной сферы.
Хотя создавать телескопы с неподвижными антеннами и проще, у таких инструментов есть определенные недостатки. С их помощью за сутки можно изучить лишь узкую полоску неба, в которую могут и не попасть интересующие наблюдателя источники. Но и те радиоисточники, которые попадут в эту полоску, будут находиться в зоне приема лишь около минуты.
Гораздо более широкими возможностями обладают радиотелескопы с полноповоротными антеннами, которые можно направить в любую точку небесной сферы, и вращать вслед за ее суточным перемещением по небу.
Принцип работы радиотелескопов довольно прост. Электромагнитное излучение, приходя из космоса и отражаясь от антенны телескопа собирается в его фокусе. В этом месте находится непосредственный «съемник энергии» сфокусированных радиоволн. Наподобие всем знакомого телевизионного приемного диполя.
В свою очередь, аппаратура для регистрации принятых сигналов достаточно сложна. Она должна обладать очень высокой чувствительностью и создавать минимальные «шумы», мешающие приему слабых сигналов. При ее конструировании используются новейшие достижения радиоэлектроники.
Еще больше о радиотелескопах Вы можете узнать в продолжении этой статьи «Как слушают самые слабые сигналы космоса».
Статья составлена, вдохновляясь книгой Комарова В.Н. «Занимательная астрофизика», 1984 г.