Войти
64-метровый радиотелескоп в Обсерватории Паркс, как это было видно в 1969 году, когда он использовался для прямой трансляции телетрансляция с Аполлон-11 
Антенна УТР-2 низкочастотного радиотелескопа, Харьковская область, Украина. Состоит из массива из 2040 дипольных элементов. A радиотелескоп - это специализированная антенна и радиоприемник, используемые для приема радио. волны от астрономических радиоисточников в небе. Радиотелескопы являются основным инструментом наблюдения, используемым в радиоастрономии, который изучает радиочастотную часть электромагнитного спектра, излучаемого астрономическими объектами, а также оптические телескопы являются основным инструментом наблюдения, используемым в традиционной оптической астрономии, которая изучает часть спектра световой волны, исходящую от астрономических объектов. В отличие от оптических телескопов, радиотелескопы можно использовать как днем, так и ночью.
Поскольку астрономические радиоисточники, такие как планеты, звезды, туманности и галактики, находятся очень далеко, радио волны, исходящие от них, чрезвычайно слабы, поэтому радиотелескопам требуются очень большие антенны, чтобы собирать достаточно энергии для их изучения, и чрезвычайно чувствительное приемное оборудование. Радиотелескопы обычно представляют собой большие параболические ("тарелки") антенны, аналогичные тем, которые используются для отслеживания спутников и космических зондов и связи с ними. Их можно использовать по отдельности или связать вместе в виде массива. Радио обсерватории предпочтительно расположены далеко от крупных населенных пунктов, чтобы избежать электромагнитных помех (EMI) от радио, телевидения, радара, двигателя автомобили и другие электронные устройства, созданные руками человека.
Радиоволны из космоса были впервые обнаружены инженером Карлом Гуте Янски в 1932 году в Bell Telephone Laboratories в Холмделе, штат Нью-Джерси, с помощью антенны, построенной для изучения шума в радио. приемники. Первым специально сконструированным радиотелескопом была 9-метровая параболическая антенна, построенная радиолюбителем Гроте Ребером на его заднем дворе в Уитоне, штат Иллинойс, в 1937 году. Обзор неба, который он сделал с ним, часто считается началом в области радиоастрономии.
Полноразмерная копия первого радиотелескопа, диполя Янского массив 1932 г., хранящийся в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния. 
"тарелка" радиотелескопа Ребера, Уитон, Иллинойс, 1937 г. Первый Радиоантенна, используемая для идентификации астрономического радиоисточника, была построена Карлом Гуте Янски, инженером из Bell Telephone Laboratories, в 1932 году. Янски была назначена работа по идентификации источников статический, который может мешать работе радиотелефона. Антенна Янски представляла собой массив диполей и отражателей, предназначенных для приема коротковолновых радиосигналов на частоте 20,5 МГц (длина волны около 14,6 метра). Он был установлен на поворотном столе, который позволял ему вращаться в любом направлении, за что получил название «Карусель Янского». Его диаметр составлял примерно 100 футов (30 м), а высота - 20 футов (6 м). Вращая антенну, можно было точно определить направление принимаемого источника помех (статического). В небольшом навесе сбоку от антенны находилась аналоговая записывающая система с ручкой и бумагой. После записи сигналов со всех сторон в течение нескольких месяцев, Янски в конце концов разделил их на три типа статического электричества: близлежащие грозы, далекие грозы и слабое устойчивое шипение неизвестного происхождения. В конце концов Янски определил, что «слабое шипение» повторяется с циклом 23 часа 56 минут. Этот период представляет собой продолжительность астрономических звездных суток, время, которое требуется любому «фиксированному» объекту, расположенному на небесной сфере, чтобы вернуться в то же место на небе. Таким образом, Янски подозревал, что шипение возникло за пределами Солнечной системы, и, сравнив свои наблюдения с оптическими астрономическими картами, Янски пришел к выводу, что излучение исходит из Галактики Млечный Путь и является самым сильным. в направлении центра галактики, в созвездии из Стрельца.
Радист-любитель, Гроте Ребер, был одним из пионеров того, что стало известно как радиоастрономия. Он построил первый параболический радиотелескоп диаметром 9 метров (30 футов) на своем заднем дворе в Уитоне, штат Иллинойс, в 1937 году. Он повторил новаторскую работу Янски, определив Млечный Путь как первый внеземной радиоисточник. и он продолжил первый обзор неба на очень высоких радиочастотах, обнаружив другие радиоисточники. Быстрое развитие радара во время Второй мировой войны создало технологию, которая была применена в радиоастрономии после войны, и радиоастрономия стала отраслью астрономии, а университеты и научно-исследовательские институты создали большие радиостанции. телескопы.
Радиотелескоп Ути, дипольная решетка 326,5 МГц в Ути, Индия Диапазон частот в электромагнитном спектре, составляющий радиоспектр, очень велик. Это означает, что типы антенн, которые используются в качестве радиотелескопов, сильно различаются по конструкции, размеру и конфигурации. На длинах волн от 30 до 3 метров (10–100 МГц). Обычно это либо решетки направленных антенн ,, похожие на «телевизионные антенны», либо большие стационарные отражатели с подвижными фокусными точками. Поскольку длины волн, наблюдаемые с помощью этих типов антенн, очень велики, поверхности «отражателя» могут быть сконструированы из крупной проволоки сита, такой как проволочная сетка. На более коротких длинах волн преобладают параболические "тарелочные" антенны. Угловое разрешение тарелочной антенны определяется отношением диаметра тарелки к длине волны наблюдаемых радиоволн. Это диктует размер антенны, необходимый радиотелескопу для полезного разрешения. Радиотелескопы, работающие на длинах волн от 3 метров до 30 см (от 100 МГц до 1 ГГц), обычно имеют диаметр более 100 метров. Телескопы, работающие на длинах волн короче 30 см (выше 1 ГГц), имеют размеры от 3 до 90 метров в диаметре.
Все более широкое использование радиочастот для связи делает астрономические наблюдения более широкими и посложнее (см. Открытый спектр ). Переговоры по защите распределения частот для частей спектра, наиболее полезных для наблюдения за Вселенной, координируются Научным комитетом по распределению частот для радиоастрономии и космической науки.
График пропускания (или непрозрачности) атмосферы Земли для различных длин волн электромагнитного излучения.Некоторые из наиболее заметных полос частот, используемых радиотелескопами, включают:
Самым большим в мире радиотелескопом с заполненной апертурой (т. Е. С полной тарелкой) является Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) завершено в 2016 году Китай. Тарелка диаметром 500 метров (1600 футов) и площадью, равной 30 футбольным полям, встроена в естественную карстовую впадину в ландшафте провинции Гуйчжоу и не может двигаться; Фидерная антенна находится в кабине, подвешенной над тарелкой на кабелях. Активная тарелка состоит из 4450 подвижных панелей, управляемых компьютером. Изменяя форму антенны и перемещая кабину кормления на кабелях, телескоп можно направить в любую область неба под углом до 40 ° от зенита. Несмотря на то, что антенна имеет диаметр 500 метров, только круглая область на 300 метров на тарелке освещается фидерной антенной в любой момент времени, поэтому фактическая эффективная апертура составляет 300 метров. Строительство было начато в 2007 году и завершено в июле 2016 года, и телескоп был введен в эксплуатацию 25 сентября 2016 года.
Второй по величине телескоп с заполненной апертурой в мире - это радиотелескоп Аресибо, расположенный в Аресибо., Пуэрто-Рико. Другой стационарный телескоп-тарелка, такой как FAST, антенна которого 305 м (1001 фут) встроена в естественную впадину в ландшафте, антенна может поворачиваться в пределах угла около 20 ° от зенита путем перемещения подвешенного фидерная антенна, используя часть антенны диаметром 270 метров для любого индивидуального наблюдения. Самым крупным индивидуальным радиотелескопом любого типа является РАТАН-600, расположенный недалеко от Нижний Архыз, Россия, который состоит из 576-метрового круга прямоугольных радиоотражателей., каждый из которых может быть направлен в сторону центрального конического ресивера.
Вышеупомянутые стационарные тарелки не полностью «управляемы»; они могут быть нацелены только на точки в области неба вблизи зенита и не могут принимать сигналы от источников вблизи горизонта. Самый большой полностью управляемый радиотелескоп-тарелка - это 100-метровый телескоп Green Bank в Западной Вирджинии, США, построенный в 2000 году. Самый большой полностью управляемый радиотелескоп в Европе - 100-метровый радиотелескоп Эффельсберга около Бонна, Германия, управляемый Институтом радиоастрономии им. Макса Планка, который также был крупнейшим в мире полностью управляемым телескопом в течение 30 лет до Была построена антенна Green Bank. Третий по величине полностью управляемый радиотелескоп - 76-метровый телескоп Ловелла в обсерватории Джодрелл-Бэнк в Чешире, Англия, завершенный в 1957 году. Четвертый по величине. Полностью управляемые радиотелескопы представляют собой шесть 70-метровых антенн: три российских RT-70 и три в NASA Deep Space Network. Планируемый радиотелескоп Цитай диаметром 110 м (360 футов), как ожидается, станет крупнейшим в мире полностью управляемым радиотелескопом с одной тарелкой, когда будет завершено в 2023 году.
Еще Типичный радиотелескоп имеет одну антенну диаметром около 25 метров. Десятки радиотелескопов примерно такого размера работают в радиообсерваториях по всему миру.
500-метровый пятисотметровый сферический телескоп с апертурой (FAST), строится, Китай (2016)
500-метровый радиотелескоп Китай
305-метровая обсерватория Аресибо, Пуэрто-Рико (1963)
100-метровый телескоп Грин-Бэнк, Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, США, самая большая полностью управляемая тарелка для радиотелескопа (2002 г.))
100-метровый Эффельсберг, Бад-Мюнстерайфель, Германия (1971)
76-метровый Ловелл, Обсерватория Джодрелл-Бэнк, Англия (1957)
The 70 антенна DSS 14 "Марс" в Комплекс связи в глубоком космосе Голдстоуна, пустыня Мохаве, Калифорния, США (1958)
70-метровый Евпатория RT-70, Крым, первая часть три РТ-70 в бывшем Советском Союзе, (1978)
70-метровый Галенки РТ-70, Галенки, Россия, второй из трех РТ-70 в бывшем Советском Союзе, (1984)
С 1965 года люди запустили три радиотелескопы космического базирования. В 1965 году Советский Союз отправил первый под названием Zond 3. В 1997 году Япония отправила второй, HALCA. Последний был отправлен Россией в 2011 году под названием Спектр-Р.
Очень большая матрица в Сокорро, Нью-Мексико, и интерферометрическая решетка, состоящая из 27 параболических телескопов-тарелок. Одно из наиболее заметных достижений произошло в 1946 году с введением метода, называемого астрономической интерферометрией, который означает объединение сигналов от нескольких антенн таким образом, чтобы они имитируют антенну большего размера для достижения большего разрешения. Астрономические радиоинтерферометры обычно состоят из массивов параболических тарелок (например, One-Mile Telescope ), массивов одномерных антенн (например, Synthesis Telescope обсерватории Молонгло ) или двух -мерные массивы всенаправленных диполей (например, Тони Хьюиша Pulsar Array ). Все телескопы в группе широко разнесены и обычно подключаются с помощью коаксиального кабеля, волновода, оптического волокна или другого типа линии передачи.. Недавние достижения в стабильности электронных генераторов теперь также позволяют проводить интерферометрию путем независимой записи сигналов на различных антеннах, а затем последующей корреляции записей на каком-то центральном обрабатывающем устройстве. Этот процесс известен как Интерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). Интерферометрия действительно увеличивает общий собираемый сигнал, но ее основная цель - значительно увеличить разрешение с помощью процесса, называемого синтезом апертуры. Этот метод работает путем наложения (интерферирующих ) сигналов волн от разных телескопов по принципу, что волны совпадают с одной и той же фазой будут складываться друг с другом, в то время как две волны с противоположными фазами будут нейтрализовать друг друга. Это создает комбинированный телескоп, который по разрешению (но не по чувствительности) эквивалентен одиночной антенне, диаметр которой равен разносу антенн, наиболее удаленных друг от друга в решетке.
Большая миллиметровая антенная решетка Атакама в пустыне Атакама, состоящая из 66 радиотелескопов диаметром 12 метров (39 футов) и 7 метров (23 футов), предназначенных для работы на суб. -миллиметровые длины волн Для получения высококачественного изображения требуется большое количество различных расстояний между телескопами. Спроецированное расстояние между любыми двумя телескопами, если смотреть со стороны радиоисточника, называется базовой линией. Например, Very Large Array (VLA) около Socorro, New Mexico имеет 27 телескопов с 351 независимой базовой линией одновременно, что обеспечивает разрешение 0,2 угловых секунд на длине волны 3 см. Группа Мартина Райла в Кембридже получила Нобелевскую премию за интерферометрию и синтез апертуры. Зеркальный интерферометр Ллойда был также независимо разработан в 1946 году группой Джозефа Поуси из Сиднейского университета. В начале 1950-х с помощью Кембриджского интерферометра было нанесено на карту радионебо для проведения знаменитых обзоров радиоисточников 2C и 3C. Примером большой физически связанной группы радиотелескопов является Giant Metrewave Radio Telescope, расположенный в Пуне, Индия. Самая большая антенная решетка Low-Frequency Array (LOFAR), завершенная в 2012 году, расположена в Западной Европе и состоит из примерно 81 000 малых антенн на 48 станциях, распределенных на территории диаметром несколько сотен километров, и работает длина волны от 1,25 до 30 м. Системы VLBI, использующие пост-наблюдательную обработку, были созданы с антеннами, расположенными за тысячи миль друг от друга. Радиоинтерферометры также использовались для получения подробных изображений анизотропии и поляризации космического микроволнового фона, как, например, интерферометр CBI в 2004 году.
Самый большой в мире физически подключенный телескоп Square Kilometer Array (SKA) планируется начать работу в 2025 году.
Многие астрономические объекты можно наблюдать не только в видимый свет, но также испускает излучение на длинах волн. Помимо наблюдения за энергетическими объектами, такими как пульсары и квазары, радиотелескопы могут «отображать» большинство астрономических объектов, таких как галактики, туманности и даже радиоизлучение от планет.
 | На Викискладе есть материалы по теме to Радиотелескопы. |
