Телескоп аресибо


marius-strom-1024x680В Пуэрто-Рико – небольшом государстве, окруженном Карибским морем, располагается один из самых больших радиотелескопов в мире – обсерватория Аресибо.


1050;онструкция находится на высоте 497 метров и на расстоянии в 15 км от одноименного города.

Постройка обсерватории была окончена в 1963-м году.

Конструкция

Основным и наиболее заметным элементом данной постройки является его рефлектор.
1055;ростыми словами, рефлектор – тарелкообразный прибор, собирающий и направляющий излучение в более узкий и плотный пучок радиоволн. Диаметр рефлектора обсерватории Аресибо составляет 304,8 м, глубина — 50,9 м, а состоит он из 38 778 перфорированных пластин, сделанных из алюминия.
1042; свою очередь пластины плотно уложены поверх сетки, сформированной путем сплетения стальных тросов. Сетка из стальных тросов висит над землей на высоте в несколько метров. Поэтому под рефлектор можно не только зайти, но и заехать на транспорте.


1053;а земле, под сеткой растет различная тенелюбивая растительность. Для расположения рефлектора использовалась природная воронка, образованная в результате вымывания горных пород.

В то время как рефлек.
76;а происходит посредством 26-ти моторов, перемещающих подвижный купол с облучателем антенны.

Купол держится на тросах, прикрепленных к трем башням, вершины которых расположены на одной высоте.
1042;ысота одной из башен составляет 111 метров, а двух других – 80 метров.

Астрономические исследования

С момента введения телескопа в эксплуатацию, обсерваторией Аресибо было совершено ряд значимых открытий, сре&.


2;мых быстровращающихся пульсаров; открытия, повлекшие за собой обнаружение нейтронных звезд и первых экзопланет. Кроме того, при помощи наблюдений Аресибо было зафиксирован Эффект Ярковского.
1057; 1999-го года результаты наблюдений телескопа Аресибо поступают в базу данных проекта SETI, занимающегося поиском внеземных цивилизаций.

Послание Аресибо

Помимо ряда значимых астрономических открытий, радиотел&#.
аправлении звездного скопления М13, которое располагается в созвездии Геркулеса, на расстоянии 25 тыс. световых лет.

Сообщение было составлено американским астрономом Френком Дрейком и астрофизиком Карлом Саганом.
1055;римечательно, что телескоп Аресибо фигурирует в кинофильме «Контакт», который снят по одноименному научно-фантастическому произведению Карла Сагана.

Послание состоит из 1679 цифр, формирующих из себя пиксельное поле длиною в 73 пикселя и шириною в 23 пикселя. Прямоугольное изображение состоит из шести графических частей, в которых закодирована та или иная информация.

  • Первая часть содержит числа от единицы до десяти, представленные в двоичной системе счисления.
  • Вторая часть содержит химические элементы, числа которых можно раскодировать посредством описанной в первой части системы счисления. В результате обработки данных будет получена последовательность из следующих чисел: 1, 6, 7, 8, 15. Где каждое из чисел означает атомный номер водорода, углерода, азота, кислорода, а также фосфора соответственно. Эти химические элементы составляют ДНК.
  • Третья часть послания описывает строительные блоки ДНК – нуклеотиды, которые состоят из трех элементов, которые в свою очередь можно описать посредством химических элементов, представленных во второй части. Таким образом у получателя формируется понимание строения ДНК.
  • В четвертой части в изображении двойного белого прямоугольного столбца закодировано приблизительное число пар нуклеотидов в геноме человека. Две синие линии по обеим сторонам столбца отображают форму ДНК человека.
  • Пятая часть содержит три графических объекта, центральный из которых отображает грубые очертания человека. В объекте слева закодирован приблизительный рост человека (176,4 см). Первая строка объекта справа от эскиза человека является также последней строкой четвертой части и несет в себе информацию о связи ДНК с таким разумным существом как человек.
  • Шестая часть отображает Солнечную систему, Солнце и девять планет (в т. ч. Плутон). На изображении можно отметить приблизительное соотношения размеров космических тел Солнечной системы. Пиксель, означающий Землю, приподнят вверх, тем самым указывая на источник радиопослания.
  • Последняя часть послания изображает собственно передатчик обсерватории Аресибо, посредством которого было отправлено послание. В изображении закодировано число диаметра телескопа, кроме того, ось передатчика расположена прямо под пикселем Земли из шестой части.

Послание было послано в радиочастотном диапазоне (длина волны 12,6 см) и на его доставку к месту назначения потребуется 25 000 лет. Даже если послание будет принято и мгновенно обработано, потребуется также 25 000 лет, чтобы ответ внеземной цивилизации достиг Земли. По этой причине данное послание является скорее демонстрацией технических возможностей человечества, нежели действительной попыткой вступить в контакт с инопланетянами.

Источник: SpaceGid.com

Основные моменты

Исследования в Аресибо проводятся Корнельским университетом в кооперации с Национальным научным фондом (США), код обсерватории «251». Обсерватория является также Национальным центром Астрономии и Ионосферы США (National Astronomy and Ionosphere Center (NAIC)).

Основные параметры радиотелескопа

  • Рабочий диапазон длин волн: от 3 см до 1 м.
  • Рабочий диапазон радиочастот: от 50 МГц до 10 ГГц
  • Фокусное расстояние: 132,5 м.
  • Форма зеркала рефлектора: сферическая поверхность:

      Диаметр зеркала рефлектора: 304,8 м.
      Глубина зеркала рефлектора: 50,9 м.
      Площадь зеркала ≈ 73 000 м².

История

Строительство радиотелескопа было начато в 1960 году. Первоначальным назначением телескопа были исследования ионосферы Земли. Автор идеи строительства: профессор Корнельского университета Уильям Гордон.

Официальное открытие обсерватории Аресибо состоялось 1 ноября 1963 года.

Среди открытий, сделанных в обсерватории, следует отметить:

  • 7 апреля 1964 года Гордон Петтенгилл и Р. Дайс уточнили сидерический период вращения Меркурия с 88 дней до 59.
  • В 1968 году, измерение периодичности пульсара в Крабовидной туманности (33 мс), и аналогичные измерения для подобных объектов, которые позволили подтвердить существование нейтронных звёзд.
  • В 1974 году Рассел Халс и Джозеф Тейлор обнаружили первый двойной пульсар PSR B1913+16, (за это они были удостоены Нобелевской премии по физике в 1993 году).
  • В 1982 году обнаружен первый «миллисекундный» пульсар PSR J1937+21, (Don Backer, Shri Kulkarni и другие). Частота вращения этого объекта — 642 раза в секунду (он до 2005 года был самым быстровращающимся из обнаруженных пульсаров).
  • В 1990 году Александр Вольшчан обнаружил пульсар PSR 1257+12, у которого, при дальнейшем его изучении, были открыты первые планеты за пределами Солнечной системы.
  • В 1994 году в приполярных областях Меркурия обнаружены поверхности, сходные по радиоотражающим свойствам с водяным льдом.
  • С 1999 года информация с этого радиотелескопа поступает для обработки проектом [email protected], посредством подключённых к Интернету компьютеров добровольцев.
  • В 2003 году впервые зафиксирован Эффект Ярковского группой американский учёных.
  • С 23 сентября 2008 года обсерватория в Аресибо внесена в Национальный реестр исторических мест США (NRHP) под номером 07000525.
  • В 2004 году данным телескопом был открыт «пульсар» PSR J1906+0746, радиопучок которого исчез в 2010 году из поля зрения земных телескопов вследствие геодезической прецессии.

В массовой культуре

  • Обсерватория была снята как ЦУП в фильме «Золотой глаз» (1995) из эпопеи про Джеймса Бонда
  • Присутствует в игре Battlefield 4 на карте «Чужой сигнал»
  • Показывается в фильме «Контакт» (1997), снятому по одноимённому роману Карла Сагана

Источник: wikiway.com

Ураган «Мария» сломал пополам 29-метровую радарную антенну радиотелескопа «Аресибо», ее обломки пробили главное зеркало телескопа, также оказалось повреждено вспомогательное. Остальные сооружения, к счастью, уцелели. Об этом сообщается на сайте Университетской ассоциации космических исследований.

19 сентября руководство второго по величине в мире знаменитого радиотелескопа «Аресибо» в Пуэрто-Рико приняло решение прекратить его работу из-за приближения урагана «Мария».

«Из-за угрозы урагана «Мария» обсерватория «Аресибо» начала подготовительные процедуры, — говорилось в твиттере организации. — Приготовления будут включать защиту самого телескопа и исследовательского оборудования».

Наблюдения на телескопе планировалось остановить до 21 сентября, а до 27 сентября оставить закрытым центр посещений. 20 сентября ураган обрушился на Пуэрто-Рико, максимальная скорость ветра составила до 250 км/ч. Остров оказался обесточен. Центр урагана прошел к северо-востоку от «Аресибо». Так как обсерватория расположена на высоте более 300 м над уровнем моря, наводнение ее не задело, хотя тарелка телескопа набрала до 64 см осадков.

21 сентября одному из операторов обсерватории удалось наладить радиосвязь с Ассоциацией. Он сообщил, что сотрудники и члены их семей живы и здоровы, а вот самому телескопу повезло меньше.

Ураган сломал пополам 29-метровую радарную антенну телескопа, ее обломки, упав с высоты в 150 м, пробили главное зеркало телескопа диаметром 305 м. Также оказалось повреждено вспомогательное, 12-метровое, использовавшееся для радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами зеркало.

Пока что неизвестно, когда работа телескопа будет возобновлена.

Ранее в сентябре работа телескопа уже останавливалась на несколько дней из-за урагана «Ирма». Но уже 9 сентября телескоп снова осуществлял наблюдения, а 13 сентября был открыт центр посещений. В этот раз на такое быстрое возвращение к работе рассчитывать не приходится.

«Нам будет необходимо полностью оценить ущерб, разобраться, какие ремонтные работы потребуется провести и когда обсерватория сможет возобновить наблюдения»,

— поясняет доктор Николас Уайт, вице-президент Ассоциации. Кроме того, до обсерватории сейчас сложно добраться — после урагана все дороги завалены обломками. Также неизвестно, когда на острове удастся восстановить электроснабжение.

Руководитель научной программы «Радиоастрона», заведующий лабораторией ФИАН и МФТИ Юрий Ковалев так прокомментировал «Газете.Ru» случившееся: «Жутко жаль. Это уже второй удар по Аресибо в сентябре. Наши коллеги за рекордное время успели войти в строй после «Ирмы», этим спасли важный пульсарный эксперимент РадиоАстрона. А теперь «Мария»… И это как раз в момент обсуждения дальнейшей судьбы обсерватории Национальный научным фондом США.

Упавшая радарная антенна использовалась в уникальных экспериментах радиоастрономов по восстановлению детальной карты Луны, получению изображений астероидов, в исследованиях ионосферы.

Желаем обсерватории скорейшего ремонта и возвращения в строй».

Строительство телескопа началось еще в 1960 году, первоначальным его предназначением было исследование ионосферы Земли. Он начал работу в 1963 году, и на сегодняшний день с его помощью было сделано множество открытий, в том числе обнаружен ряд пульсаров и получены новые данные о Меркурии.

16 ноября 1974 года с помощью телескопа было отправлено знаменитое «Послание Аресибо» — радиосигнал, направленный к шаровому звездному скоплению М13, находящемуся на расстоянии 25000 световых лет в созвездии Геркулеса.

Послание содержало информацию о человеке и человечестве, молекулярные формулы компонентов нуклеотидов ДНК, числа от 1 до 10 в двоичной системе и другие данные.

Рефлектор телескопа находится в естественной карстовой воронке и покрыт почти 40 тыс. перфорированных алюминиевых пластин размером 1х2 м, уложенных на сетку из стальных тросов. Наведение телескопа на заданную точку в небе производится с помощью перемещения подвижного облучателя антенны, подвешенного на 18 тросах к трем башням.

«Аресибо» ведет наблюдения за далекими астрофизическими объектами и околоземными потенциально опасными астероидами.

Обсерватория является также Национальным центром Астрономии и Ионосферы США. Радиотелескоп был крупнейшим в мире до постройки в Китае гигантской антенны FAST.

Телескоп «Аресибо» уже давно стал частью массовой культуры, начиная от научно-фантастических романов и заканчивая компьютерными играми. Одна из самых известных «ролей» телескопа в кино — ЦУП в фильме «Золотой глаз» из эпопеи про Джеймса Бонда. Также в обсерватории «Аресибо» прослушивала радиодиапазон в поисках сигналов внеземных цивилизаций главная героиня фильма «Контакт», снятого по одноименному роману астронома Карла Сагана.

Источник: www.gazeta.ru

Наталья Рожковская
«Квантик» №1, 2016

Иногда в тихую ясную ночь мы выходим посмотреть на небо. Мы даже можем взять с собой бинокль или телескоп, чтобы лучше разглядеть далёкие планеты и звёзды. Однако каким бы великолепным ни было наше зрение и какими бы сильными оптическими приборами мы ни вооружились, мы не сможем заметить всё, что звёзды и планеты хотят нам рассказать о себе. Ведь когда мы смотрим на небо невооружённым глазом или через обыкновенный телескоп, мы видим звёзды и планеты потому, что они излучают или отражают свет. Однако кроме видимого света многие объекты во вселенной испускают излучения, которые наши глаза не приспособлены воспринимать и различать. Но если воспользоваться специальными приборами, можно поймать эти невидимые волны и узнать много нового о далёких космических объектах.

Один из таких чудесных приборов — это радиотелескоп, удивительное изобретение человечества. Если видимый свет состоит из волн длиной 380–780 нанометров, то с помощью радиотелескопов астрономы фиксируют волны длиной от долей миллиметров до нескольких десятков метров.

Самая впечатляющая часть любого радиотелескопа — это его антенна, похожая на огромную круглую тарелку. Антенна — это «радиозеркало», её предназначение заключается именно в том, чтобы отражать невидимые нам радиоволны, точно так же, как обычное зеркало отражает свет.

Большинство радиотелескопов имеют антенны параболической формы: поверхность такой антенны образована вращением кривой, называемой параболой (см. рисунок).

Саму параболу можно определить как геометрическое место точек, равноудалённых от заданной прямой и от заданной точки, называемой фокусом параболы.* Например, на рисунке справа чёрные точки лежат на некоторой параболе.

Параболическая антенна обладает удивительным геометрическим свойством. В астрономических наблюдениях изучаются столь отдалённые объекты, что лучи, приходящие к нам от одного объекта, например звезды, можно считать параллельными друг другу. Параболическое зеркало собирает лучи, параллельные его оси вращения, в одной точке — в фокусе, — тем самым усиливая сигнал, приходящий с этого направления. Собранные сигналы передаются на радиометр — этот прибор преобразует их в удобную для обработки форму. Чтобы сфокусировать радиотелескоп на другой звезде, нужно направить ось телескопа в направлении этой звезды. Поэтому многие радиотелескопы обладают специальным механизмом, поворачивающим антенну в разные стороны.

Кроме описанных выше «стандартных», существуют особенные радиотелескопы с удивительными возможностями исследований космоса. Некоторые из них, безусловно, заслуживают звания чуда инженерного искусства.

Большинство исследований радиообсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико проводится на огромном сферическом телескопе с диаметром антенны 305 метров! Издали этот удивительный инструмент напоминает огромную чашу, вкопанную в вершину высокого холма.

Чаша — это и есть антенна телескопа. Она состоит из 38 778 алюминиевых решётчатых панелей, отражающих радиоволны нужной длины, но пропускающих воду и свет: растения, приспособившиеся жить под телескопом, сохраняют почву от эрозии.

Район Аресибо был выбран для постройки такого телескопа не случайно. Здесь вода, стекая по карстовым холмам, образовала множество гигантских воронок, одну из которых и использовали как основание для огромной антенны радиотелескопа. Удалённость обсерватории от населённых пунктов позволяет уменьшить досадные радиопомехи (и между прочим, на территории обсерватории запрещено пользоваться сотовыми телефонами), а близость к экватору позволяет исследовать с помощью этого телескопа интересный участок космоса.

Форма антенны телескопа Аресибо тоже необычна. Сама антенна слишком большая и поэтому неподвижна: её нельзя направить в ту или в другую сторону. Параболическая антенна в этом случае имела бы существенный недостаток: она бы собирала в фокусе волны, приходящие исключительно из одного направления. Поэтому поверхность антенны телескопа Аресибо — это часть огромной сферы.

Конечно, поверхность сферы не собирает лучи в точечный фокус, однако, к счастью, небольшую область сферы трудно отличить от небольшой области параболической поверхности. Поэтому лучи, отражённые с достаточно маленького кусочка сферы, сойдутся если не в точке, то в достаточно маленькой области.

Вдоль краёв антенны установлены три высоких столба (см. фото вверху). Между ними растянуты 18 стальных тросов, удерживающих над антенной на высоте 137 метров треугольную платформу. От трёх вершин платформы вниз, к огромным бетонным блокам под антенной, тянутся три пары тросов. С их помощью высота каждого угла платформы может быть отрегулирована с точностью до 1 мм. Под треугольной рамой платформы расположена конструкция, напоминающая арку моста. Эта конструкция может поворачиваться по кругу, а вдоль арки передвигается необычный купол (см. фото слева) с двумя дополнительными радиозеркалами внутри. Эти радиозеркала перенаправляют сигнал с основного зеркала на специальные антенны.

За пятьдесят лет с помощью обсерватории Аресибо удалось узнать много нового о космосе и верхних слоях атмосферы. Буквально через несколько месяцев после начала работы радиотелескопа было установлено, что Меркурий вовсе не повёрнут к Солнцу все время одной стороной, как считалось раньше, и совершает один оборот вокруг своей оси не за 88 земных суток, а всего лишь за 59.

Одним из самых значительных достижений обсерватории стало открытие в 1974 году нового объекта во вселенной — радиопульсара, входящего в состав двойной звёздной системы. Это открытие было удостоено в 1993 году Нобелевской премии по физике, потому что двойные пульсары позволяют экспериментально проверить теории из других областей физики.

За долгую научную жизнь телескоп использовался не только для серьёзных научных исследований, но и для совершенно неожиданных заданий. Фантастический вид чаши телескопа не раз привлекал режиссёров кинофильмов. Например, здесь однажды снимали фильм про приключения секретного агента 007 Джеймса Бонда. А в 1974 году телескоп отправил в направлении звёздного скопления М13 символическое послание внеземным цивилизациям, закодированное последовательностью нулей и единиц. Вот так выглядело начало послания, если вместо нулей поставить чёрные, а вместо единиц — белые квадратики:

Смогли бы вы как представитель нашей цивилизации понять, что написано в этих строчках?**

Вероятно, очень скоро телескоп Аресибо перестанет быть самым большим радиотелескопом в мире. В Китае в провинции Гуйчжоу в 2016 году будет завершена постройка нового чуда — сферического телескопа с диаметром антенны 500 метров. Какие открытия принесёт новый гигантский радиотелескоп? Ответ на этот вопрос мы узнаем уже через несколько лет.

Фотографии предоставлены Обсерваторией Аресибо и Национальным центром астрономии и ионосферы. Автор благодарит сотрудников обсерватории Рут Торрес Эрнандес и Фила Периллата за помощь при подготовке материалов.

Художник Анна Горлач

Источник: elementy.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.