Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Чем крупнее телескоп, тем большие требования предъявляет он к астроклимату. Чтобы выжать из инструмента максимум того, на что он способен, площадку для строительства обсерватории приходится выбирать на высоте по меньшей мере 1500-2000 м над уровнем моря (лучше — больше), причем в таких местах, где атмосферная турбуленция минимальна. Например, плохое реше­ние — построить башню большого телескопа на южном склоне горы, если в данной местности преобладают ветры с севера.

Возможно, это звучит издевательски, но превосходным астро­климатом отличаются центральные районы Антарктиды. На американской антарктической станции Амундсен-Скотг, нахо­дящейся на Южном географическом полюсе, имеется телескоп средних размеров — «всего» с полутораметровым зеркалом. К со­жалению, он может обозревать лишь южное полушарие неба.

Этого недостатка лишены инструменты, установленные бли­же к экватору, например уже упоминавшиеся VLT (Чили) и им, Кека (Мауна-Кеа), 8,2-м японский «Субару» (там же), 9,1-м теле­скоп им. Хобби-Эберли с составным главным зеркалом (Техас) и др. Некогда крупнейший в мире российский 6-м телескоп БТА теперь, увы, находится во втором десятке среди крупнейших оптических инструментов.

27

— Часть I —

Постройка столь крупных наземных инструментов стала альтернативой Космическому телескопу им. Хаббла (рис. 6) с зеркалом 2,4 м. Выведенный на орбиту в 1990 г. и вышедший на полную «мощность» в 1994 году после устранения дефек­тов, этот инструмент за долгие годы работы вне атмосферы, так мешающей наблюдениям, показал выдающиеся результаты. Правда, и стоимость его, по мнению американцев, оказалась че­ресчур высока. В настоящее время на замену старичку «Хабблу» готовится космический телескоп им. Джеймса Уэбба с 7-м зер­калом.

Рис. 6. Космический телескоп им. Хаббла

А что же на Земле? «Забьет» ли новый космический телескоп наземные инструменты по всем статьям? В этом нет уверенно­сти. Всерьез обсуждается вопрос о постройке в Европе телескопа с 40-м зеркалом — разумеется, составным и адаптивным. И это еще паллиатив — существует проект юо-м телескопа!

4. НЕ ТОЛЬКО ОПТИЧЕСКИЕ

Во время немецкого «воздушного наступления» на Англию британцы, буквально «только что» создавшие и разместившие на юго-восточном побережье новейшие средства обнаружения са­молетов противника — радиолокаторы, были озадачены. Каждое утро начиналось с ложной тревоги. В определенном положении приемной антенны экраны показывали сплошную засветку, как будто к Британии приближалась немецкая воздушная армада, чего на самом деле не было. «Виновник» паразитной засветки нашелся скоро — Солнце. То, что видимый свет составляет лишь часть спектра излучения нашего светила, было, разумеется, из­вестно задолго до Второй мировой войны, но знать это в теории и обнаружить на практике — разные вещи.

Первыми радиоастрономами оказались, пусть случайно, офи­церы радиолокационной службы. После войны, когда некоторые из них пришли в науку, а чувствительность приемных устройств была увеличена, открытия космических источников радиоизлу­чения посыпались, как из рога изобилия.

Человеку, разбирающемуся в радиотехнике, схема радиотеле­скопа кажется простой до отвращения. Параболическая «тарел­ка» вроде спутниковой, только побольше, приемное устройство, усилитель сигнала да анализатор спектра (заурядный радиотех­нический прибор, в качестве которого можно использовать до­работанный осциллограф) — вот и все. Но это только на первый взгляд. Если за дело возьмется любитель со спутниковой «тарел­кой», анализатором спектра и грудой радиодеталей, то резуль­татом, надо полагать, станет разочарование. Почти наверняка любителю удастся зафиксировать радиоизлучение Солнца, но и только. Стоило городить огород ради того, чтобы узнать, что Солнце существует!

Прежде всего: насколько велика должна быть приемная ан­тенна (та самая параболическая тарелка)? Ее диаметру следует

29

намного превышать длину волны принимаемого излучения, и чем он больше, тем выше (в потенциале) чувствительность и разрешающая способность инструмента — совсем как у оптиче­ских телескопов. Чувствительность зависит еще от уровня соб­ственных шумов приемного устройства — если он велик, то по­лезный сигнал «утонет» в шуме и не будет замечен. Основной шум аппаратуры — тепловой, вызываемый хаотичными движе­ниями заряженных частиц. Ясно, что чем выше температура, тем интенсивнее эти движения и тем выше уровень теплового шума. На практике входные контуры приемных устройств радиотеле­скопов охлаждают жидким гелием, добиваясь шумовой темпера­туры в единицы кельвинов.