Wie man in die Tiefen des Weltraums schaut

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Anonim
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Ring in den Bergen

Es liegt in den Ausläufern des Großkaukasischen Rückens, in den beiden Flüssen Bolschoi Selentschuk und Khusa. Riesig, weiß. Aus der Vogelperspektive sieht es aus wie ein Fragment der mysteriösen "Nazca-Zeichnungen" an der Küste Perus. Und wie diese Zeichnungen, die eine alte Zivilisation hinterlassen hat, scheint dieser Ring ein Zeichen für Außerirdische zu sein. Gleiche gerade Linien strahlen von der Mitte des Rings aus. Auf ihnen bewegen sich von Zeit zu Zeit "Schiffe" mit quadratischen Metallsegeln. Im Tal herrscht völlige Ruhe, aber die Segel sind gebeugt, ein Sonnenstrahl schlägt darin, als ob kein irdischer, aber der kosmische Wind erfüllt sie.

Und hier stehe ich mitten im Ring und sehe ihn von innen. Rundherum - eine Wand aus Metallplatten, die fast eng aneinander gepresst sind, die Höhe eines zweistöckigen Hauses. Einige von ihnen blicken in den Himmel. Plötzlich ertönt irgendwo über uns, wie aus dem Himmel, eine von einem Lautsprecher multiplizierte Stimme: „Achtung! Auf der Ebene eins können Sie das folgende Programm üben. Eine Minute vergeht, dann noch eine … In der klingenden Stille richtet sich die zurückgeworfene Kante des Metallrings langsam aus und gleichzeitig kippt ihre andere Kante zum Himmel.

Die kaum wahrnehmbare Bewegung riesiger Flugzeuge erweckt den Eindruck, dass all dies nicht in der Realität passiert, sondern in einem fantastischen Traum. Also schwamm und schwamm eines der "Schiffe" bis zur Mitte des Rings … es gleitet entlang der Schienen - dies sind die gleichen radialen Geraden, die von der Mitte des Rings ausgehen. Und das "Sonnensegel" ist die gleiche Metallplatte wie die, aus denen der Ring besteht.

All dies ist RATAN-600 - das weltweit größte Ringradioteleskop mit variabler Profilantenne, das 1974 in Betrieb genommen wurde. RATAN ist eine Abkürzung der Wörter Radioteleskop der Akademie der Wissenschaften, Nummer 600 ist der Durchmesser seines ringförmigen Spiegels in Metern. Ein unglaubliches Gerät von der Größe einer Stadiontribüne steht in einem Hochtal, auf einer Höhe von fast einem Kilometer über dem Meeresspiegel. Die an das Tal angrenzenden Berge schützen RATAN zuverlässig vor Fremdeinwirkungen und atmosphärischen Instabilitäten.

Das Radioteleskop ist für den Menschen zu einem "zweiten Fenster" zum Himmel geworden, das es ermöglicht, viele Phänomene und Objekte zu sehen, die der Beobachtung mit optischen Instrumenten bisher nicht zugänglich waren. Mit seiner Hilfe war es möglich, unsere Galaxie zu "sondieren" und ihre Spiralform zu bestimmen. Quasare (quasi-stellare Radioquellen) und Pulsare wurden unerwartet entdeckt. Radioastronomen haben "Reliktstrahlung" entdeckt - kosmische Mikrowellen-Radioemission von "nirgendwo" nach "nirgendwo"; Nach modernen kosmologischen Theorien hören wir das Echo des Urknalls im Moment der Geburt des Universums.

Für die Radioastronomie gibt es keine Hindernisse in Form von Wolken oder hellem Tageslicht - Radiostrahlen ermöglichen es Ihnen, den "flüchtigen" Merkur zu beobachten, der aufgrund seiner Nähe zur Sonne mit gewöhnlichen Teleskopen schwer zu beobachten ist - der Planet erhebt sich darüber den Horizont nur in den Morgenstunden und verschwindet sofort nach Sonnenuntergang vom Himmel … Die Empfindlichkeit von Radioteleskopen ist erstaunlich - die Energie, die alle Radioteleskope der Welt in den 80 Jahren Radioastronomie empfangen haben, reicht nicht aus, um einen Wassertropfen um ein Hundertstel Grad zu erhitzen.

Königreich der schiefen Spiegel

Um den Ring im Detail zu begutachten, muss man über hundert Meter am gemähten Gras entlang an duftenden Heuhaufen vorbeigehen. Generell ist RATAN ein wirklich erstaunliches Objekt: Hier kreuzen sich die vertraute irdische Welt und Botschaften aus den fernen Tiefen des Kosmos. Und während die Wissenschaftler zwischen den riesigen Teilen ihres Instruments ihren Weltraumangelegenheiten nachgehen, lebt das Tal weiterhin sein normales Leben.

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Wir nähern uns den Platten, aus denen der Ring besteht. Insgesamt gibt es 895 davon und jede misst 11,4 x 2 Meter. Zwischen den Platten gibt es große Lücken, und sie selbst sind überhaupt nicht fest, sondern bestehen aus kleineren Platten. Entschuldigen Sie, - der Leser wird grinsen, - wie ist dieses nachlässig zusammengesetzte Gebilde in der Lage, kosmische Signale einzufangen? Schauen Sie sich das Radioteleskop des Arecibo-Observatoriums (USA, 1963) an - das ist eine echte Antenne!

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Tatsächlich hat die "gekrümmte" RATAN-Antenne eine beneidenswerte Genauigkeit und ist in der Lage, die Koordinaten von Himmelsobjekten mit einer Genauigkeit von einer Bogensekunde zu erfassen. Bei der Entwicklung großer Radioteleskope wurde klar, dass die Abmessungen der Spiegel nicht unendlich vergrößert werden können - die Genauigkeit ihrer realen Oberflächen nimmt allmählich ab. Wissenschaftler und Ingenieure stießen auf ein unüberwindbares technologisches Problem, bis sie den Vorschlag erhielten, den reflektierenden Spiegel in einzelne Elemente zu zerlegen und daraus mit geodätischen und Funkmethoden perfekt glatte Oberflächen beliebiger Größe zu machen.

RATAN-600 wurde auf der Grundlage von N. L. Kaidanowski. Der sowjetische Astronom schlug ein originelles Design vor, bei dem anstelle einer massiven kreisförmigen Antenne ein Reflektorring verwendet wird. Der Ring selbst ist der primäre Reflektor, er sammelt als erster die Energie kosmischer Funksignale. Betrachtet man einen gegebenen Teil des Himmels, so sind die reflektierenden Elemente jedes Sektors in einer Parabel angeordnet und bilden ein reflektierendes und fokussierendes Band der Antenne, ohne die ideale Glätte des ringförmigen Reflektors zu verletzen. Im Fokus eines solchen Streifens befinden sich die Strahler, die von einer riesigen Antenne gesammelte Radiowellen sammeln und registrieren. Die ringförmige Form der Antenne bietet einen Überblick über den gesamten sichtbaren Teil des Himmels, und das Vorhandensein mehrerer Feeds ermöglicht es Ihnen, mehrere Weltraumobjekte gleichzeitig zu beobachten.

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Vielleicht langweilen wir den Leser nicht mit einer Liste magerer wissenschaftlicher Merkmale wie der "Grenze der Helligkeitstemperatur" oder der "Grenze der Flussdichte". Wir stellen nur fest, dass der wahre Durchmesser des "Rings" 576 Meter beträgt und die effektive Fläche der Antenne 3500 Quadratmeter beträgt. Meter. Das Radioteleskop ist in der Lage, Momentanspektren von Himmelsobjekten im Bereich (0,6 ÷ 30 GHz) zu empfangen. Die restlichen Informationen zu RATAN finden Sie leicht auf der offiziellen Website des russischen Astrophysikalischen Observatoriums

Bei RATAN wurden zuerst die Radioemissionen der großen Jupiter-Satelliten Io und Europa empfangen, die tausendmal schwächer sind als die Strahlung des Riesenplaneten. Um sie zu unterscheiden ist es egal, dass man am anderen Ende der Straße durch das Dröhnen des Motors den Atem des KAMAZ-Fahrers hört.

Seit fast 40 Jahren beobachtet das Radioteleskop kontinuierlich die Sonne, studiert den Zustand unseres Sterns, bestimmt die Art seiner Anregungen und lernt sogar, "Sonnenstörungen" zu diagnostizieren. Systematische Studien der Milchstraße und extragalaktischer Objekte des fernen Weltraums sind im Gange.

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Am 17. März 1980 startete das RATAN-Forschungsteam ein Experiment mit dem Codenamen "Cold", um möglichst tief in das Universum zu blicken. Die Ausrüstung war auf extrem schwache Signale abgestimmt, die Empfindlichkeit des Radioteleskops wurde durch ultraniedrige Temperaturen sichergestellt - die Empfänger wurden durch kochenden Heliumdampf mit einer Temperatur von minus 260 ° C gekühlt.

100 Tage lang betrachtete RATAN ununterbrochen einen Punkt am Himmel, wodurch aufgrund der Erdrotation kein Punkt, sondern ein schmaler Streifen in seinem Sichtfeld erschien. Tausende von neuen Objekten wurden registriert, die Milliarden von Lichtjahren von uns entfernt waren, einschließlich des momentanen Spektrums des Quasars OQ172 - des damals am weitesten entfernten Objekts im Universum. Die Dichte der Ortung entfernter Objekte im Weltraum war heterogen – je weiter RATAN suchte, desto mehr nahm die Zahl der Funkquellen ab. Es kann davon ausgegangen werden, dass es irgendwo überhaupt keine gibt - es muss eine undurchsichtige unpassierbare Mauer geben - der "Rand" des Universums. Und wer weiß, ob Physiker Witze machen, wenn sie einen Grenzzaun in der Nähe des OQ-172-Quasars ziehen?

Das einzigartige astronomische Instrument RATAN-600, das "im Guinness-Buch der Rekorde aufgeführt ist", befindet sich jetzt in der Abteilung des russischen Astrophysikalischen Observatoriums und erforscht weiterhin das Universum. 20 % der Arbeitszeit von RATAN sind für internationale Forscher reserviert, die restliche Zeit arbeitet das Radioteleskop auf Wunsch russischer Astronomen. Bewerbungen gibt es viele - im Schnitt ist die Konkurrenz 1:3. Das grandiose sowjetische Projekt wurde von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt geschätzt.

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