Радиоастрономия на Земле, на Луне и в космосе

   Изучая просторы космоса, каждый исследователь старается расширить возможности познания тех или иных объектов или явлений. И самая острая проблема, возникающая при исследованиях, - метод и способ этого познания. Один из таких способов открылся миру совершенно случайно. 
   Как оказалось, многие космические тела излучают радиоволны, достигающие Земли. Впервые подобное явление заметил Карл Янский. Пытаясь понять причины помех радиосвязи, он обнаружил, что эти помехи исходят из самого Млечного Пути. Так, получившая в 1931 году статус науки радиоастрономия открыла перед учёными новые возможности и новые пути исследования космических объектов.
   В каких же случаях мы можем увидеть радиоизлучение? Как правило, оно сопровождает такие явления, как быстрое вращение нейтронных звезд с сильным магнитным полем, «взрывные» процессы в ядрах галактик и квазаров, солнечные вспышки и др. Приходящие радиосигналы представляют собой шумы, которые регистрирует радиоастрономическая техника.
   Говоря о технике, следует упомянуть о первом радиотелескопе, сделанным радиоинженером Гроутом Ребером в 1937-1938гг. Он решил построить у себя во дворе 9-метровый рефлектор. И вполне удачно, ведь нынешние параболические антенны очень похожи на своего предка. Такие антенны напоминают «тарелки» радаров. Подобная форма выбрана не случайно, ведь от собирающей площади антенны зависит чувствительность телескопа, то есть способность регистрировать предельно слабые сигналы. От величины «тарелки» также зависит и разрешающая способность телескопа (способность отделения сигнала от двух близких по направлению источников). Самая крупная параболическая антенна находится в Германии. Её диаметр составляет 100м. Немного меньшего диаметра ( 70-90м ) – в России, Англии и США.
   Ещё одним инструментом для радиоастрономических изучений является радиоинтерферометр. Он состоит, как минимум, из двух антенн, разнесённых на расстоянии и связанных между собой кабельной линией связи. Расстояние, на котором находятся друг от друга антенны называется базой. Сигнал источника достигает одной из антенн чуть раньше, чем другой: разница в пути сигнала определяется базой интерферометра и углом между ней и направлением на источник.
   Все радиотелескопы, находящиеся на Земле, имеют, безусловно, много плюсов: «Они дешевле и могут иметь очень большие площади антенн, достигая при этом достаточно высокого углового разрешения на очень коротких радиоволнах миллиметрового диапазона». (Анатолий Засов, доктор физико-математических наук, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии физического факультета МГУ, заведующий отделом Внегалактической астрономии ГАИШ МГУ).
   Но не все объекты поддаются изучению с поверхности земли. И для таких случаев Луна – почти идеальное место размещения инструментария. Это и отсутствие атмосферы, и пониженная по сравнению с Землёй сила тяжести, и медленное вращение Луны вокруг своей оси. Всё это позволяет разместить на Луне телескопы всех диапазонов спектра, а также создать радиоинтерферометр с базой, равной расстоянию Земля-Луна (возможности точного определения координат будущей лунной базы существуют уже сейчас).
   Но это не предел возможностей. Радиотелескоп-интерферометр может находиться в самом космосе! Подобный проект разрабатывается в России.
«Совместно с широкой международной кооперацией, подготавливается к запуску космическая обсерватория «Радиоастрон», которая обеспечит угловое разрешение в 30 раз лучше, чем на Земле», сообщает Федеральное космическое агентство. «Космическая радио обсерватория работает как гигантский интерферометр с базой между спутником и системой наземных радиотелескопов. Используя такой интерферометр, мы можем получить исключительно высокое угловое разрешение и построить изображения небесных объектов с высочайшей детальностью. Ширина лепестка интерферометра на самых коротких длинных волнах будет до 7 миллионных долей секунд дуги, что при отношении сигнала к шуму около 10 позволит проводить измерения до микросекунды дуги, что примерно в 20 млн. раз лучше, чем разрешение человеческого глаза».
   Проект «Радиоастрон» рассчитан на систематические исследования таких необычных небесных объектов, как сверхмассивные чёрные дыры в ядрах далёких и близких галактик, черные дыры звёздных масс в нашей галактике, нейтронные (а возможно и кварковые) звёзды, областей образования звёзд и планетных систем в нашей галактике и в ядрах других галактик, облаков межзвёздной плазмы и гравитационного поля Земли. Для предстоящих наблюдений подготовлен список сверхмассивных черных дыр, микроквазаров, пульсаров, космических мазеров и других радиоисточников - всего несколько сот объектов, а к моменту запуска «Радиастрона» предполагается его пополнить до тысячи.
   На мой взгляд, подобный проект – гигантский скачок в развитии радиоастрономии и всей астрономии в целом. И если нам действительно удастся изучить не до конца понятные и изученные нами явления, это будет новым этапом в науке. И при всём этом не стоит исключать и возможности открытия абсолютно новых, необычных для нас космических объектов. А может, возрастёт интерес к проблеме SETI (поиск внеземных цивилизаций), ведь считается, что деятельность внеземного Разума как-то связана с "темной материей" и "скрытой энергией", "кротовыми норами", теорией струн и гипотетической многомерностью нашего пространства.
   В любом случае, возможности радиоастрономии – велики, и на неё возложена большая ответственность за дальнейшее развитие всей астрономии. Ну а  какие плоды это принесёт – узнаем через 20-30 лет.