Реферати » Реферати з авіації і космонавтики » Радіотехніка та космос

Радіотехніка та космос

лише пасивно спостерігає.

Та галузь радіоастрономії, з якою ми тепер коротко познайомимося, має інший, якщо так можна виразитися, активний характер. Її називають радіолокаційної астрономією.

Слово «локація» означає визначення місцеположення якогось предмета. Якщо, наприклад, для цього використовується звук, то говорять про звуковий локації. Нею, як відомо, широко користуються сучасні мореплавці. Особливе пристрій, зване ехолотом, посилає в напрямку до дна океану короткі, але потужні нечутні ультразвуки.
Позначившись від дна, вони повертаються, і ехолот фіксує час, витрачений звуком на подорож до дна і назад. Знаючи швидкість поширення звуку у воді, легко підрахувати глибину океану.

Подібним же чином можна виміряти і глибину колодязя або якого-небудь ущелини. Голосно крикнувши, потім чекайте, коли до вашого вуха долине відлуння - відбитий звук. Врахувавши, що швидкість звуку в повітрі дорівнює 337 м / с, легко обчислити шукане відстань. Цікаво, що звукова локація трапляється у світі тварин. Летюча миша володіє спеціальним природним локаційним органом, який, випускаючи нечутні звуки, допомагає миші орієнтуватися в польоті. Ці ультразвуки поглинаються в товстому шарі волосся, і тому, не отримавши зворотного звукового відлуння, кажан сприймає голову як «порожнє місце» . Цим і пояснюється, що кажан іноді в темряві вдаряється об голови людей, не прикриті головним убором.

Коли говорять про «радіолокації» , то під цим словом розуміють визначення місцеположення предмета за допомогою радіохвиль. Радіолокаційна астрономія - ще зовсім молода галузь науки. Систематично радіолокаційні спостереження небесних тіл почалися всього років тому. І все ж досягнуті успіхи дуже значні. Дуже цікаві і подальші перспективи цього активного методу вивчення небесних тіл. » Активного» тому, що тут людина сама направляє в космос створені ним штучні радіохвилі і, спостерігаючи їх відображення, може потім за власним бажанням видозмінити експеримент.

Образно кажучи, в радіолокаційної астрономії людина «доторкається» до небесних тіл створеним ним радиолучем, а не пасивно спостерігає їх випромінювання.

7.Радіолокація Місяця і планет.

Ще в 1928 році, коли більшість радіоаматорів користувалися примітивними детекторними приймачами, радянські вчені Л. І. Мандельштам і
Н. Д. Папалекси розглядали питання посилці радіосигналу на Місяць і прийомі па Землі радіоеха. Тоді це була тільки смілива мрія, далеко випереджала дійсність. Але така характерна риса великих вчених-їх думку випереджає факти і бачить те, що стає реальністю лише в майбутньому.

У роки другої світової війни Л. І. Мандельштам і Н. Д. Папалекси знову повернулися до займала їх ідеї. Тепер настали інші часи. Радіолокація міцно увійшла в практику військового життя, і радіолокатори впевнено намацували невидимі цілі.

Радянські вчені на основі нових даних підрахували, якою має бути потужність радіолокатора й інші його якості, щоб з його допомогою можна було здійснити радіолокацію Місяця. Наукова цінність такого експерименту була поза сумнівами. Адже до сих пір, щоб визначити відстань до Місяця, доводилося спостерігати її положення серед зірок одночасно з двох досить віддалених один від одного обсерваторій. Радіолокація вирішила б ту ж задачу при спостереженнях з одного пункту. Враховуючи швидкий прогрес радіотехніки, можна було очікувати, що радіолокаційні вимірювання астрономічних відстаней дадуть результати набагато більш точні, ніж ті, які були отримані в минулому.

Труднощі, однак, виявилися величезними. Розрахунки показали, що за інших рівних умов потужність відбитого сигналу убуває обернено пропорційно четвертого ступеня відстані до цілі. Виходило, що місячний радіолокатор повинен володіти приблизно в тисячу разів більшу чутливість, ніж звичайна радіолокаційна станція берегової оборони, виявляємо в ті роки літак ворога з відстані в двісті кілометрів.

І все ж проект здавався досить переконливим, і впевненість його авторів в успіху незабаром була виправдана фактами.

В початку 1946 року майже одночасно, але з різними установками, угорські та американські радіофізики здійснили радіолокацію Місяця.

На Місяць посилалися потужні імпульси радіохвиль довжиною 2,7 м. Кожен імпульс мав тривалість 0,25 секунди, причому пауза між імпульсами становила 4 секунди. Антена радіолокатора була ще досить недосконала: вона могла повертатися тільки навколо вертикальної осі. Тому дослідження велися лише при сході або заході Місяця, коли остання перебувала поблизу горизонту.

Приймальний пристрій радіолокатора впевнено зафіксувало слабкий відбитий сигнал, місячне радіоехо.

Шлях до Місяця і назад радіохвилі зробили всього за 2,6 сек, що, втім, при їх неймовірно великої швидкості не повинно викликати подиву.
Точність цього першого радиоизмерения через недосконалість апаратури була ще дуже низька, але все ж збіг з відомими раніше даними було вельми хороше.

Пізніше радіолокація Місяця була повторена на багатьох обсерваторіях, і з кожним разом з усе більшою точністю і, звичайно, з більшою легкістю.

Великі можливості радіолокації виявилися при спостереженні так званої лібрації Місяця. Під цим терміном астрономи розуміють своєрідні
«похитування» місячного кулі, викликані почасти геометричними причинами
(умовами видимості), почасти причинами фізичного характеру. Завдяки лібрації земний спостерігач бачить не половину, а близько 60% місячного кулі.
Значить, либрация дозволяє нам іноді «заглядати» за край видимого місячного диска і спостерігати прикордонні райони зворотного боку Місяця.

При «погойдуванні» , або лібрації, Місяця один її край наближається до спостерігача, а другий віддаляється. Швидкість цього руху дуже мала - близько 1м / сек, що менше навіть швидкості пішохода. Але радіолокатор здатний, виявляється, виявити і такі зміщення.

Радіолокатор посилає на Місяць хвилі певної довжини. Природно, що і відбитий радіосигнал володітиме тією ж довжиною хвилі. Можна сказати, що радиоспектр відбитого сигналу являє собою одну певну «радиолинию» .

Якби Місяць не "погойдувалася» щодо земного спостереження, радіоспектра посланого і відображеного імпульсу були б зовсім однаковими. Насправді ж різниця, хоча й невелика, все ж є.
Радиоволна, відбилася від того краю Місяця, який наближається до земного спостерігача, за принципом Доплера матиме трохи більшу частоту і, отже, меншу довжину, ніж радіохвиля, послана на Місяць. Для іншого удаляющегося краю Місяця повинен спостерігатися протилежний ефект. В результаті «радіолінія» в радіоспектрі відбитого імпульсу буде ширшою, розтягнутої, ніж «радіолінія» посланого імпульсу. За величиною розширення можна обчислити швидкість видалення країв Місяця. Цим же методом можна визначити періоди обертання планет навколо осі і швидкості їх руху по орбіті.

Раніше були потрібні багаторічні високоточні оптичні спостереження
Місяця, щоб потім після довгих обчислень отримати величину лібрації.
Радіолокатори вирішили цю задачу, так сказати, безпосередньо і незрівнянно швидше.

При кожному вимірі користуються деяким еталоном - міркою, уживаної як одиниця довжини. Для вимірів на земній поверхні таким еталоном служить метр. Для астрономії відстань ні метр, ні навіть кілометр є цілком підходящої одиницею масштабу - надто вже великі відстані між небесними тілами. Тому астрономи вживають замість метра набагато більш велику одиницю довжини. Називається вона «астрономічної одиницею» (скорочено «а.о.» ). За визначенням астрономічна одиниця дорівнює середній відстані від Землі до Сонця. Щоб зв'язати астрономічні вимірювання довжини з чисто земними мірками відстаней, астрономічну одиницю зрештою зіставляють з метром - висловлюють астрономічну одиницю в метрах або кілометрах.

За часів Йоганна Кеплера (17 століття) величину астрономічної одиниці ще не знали - вона вперше була знайдена тільки через століття. Не були відомі і відстані від Сонця до інших планет Сонячної системи. Проте, третій закон Кеплера говорить, що «квадрати часів обертання планет навколо
Сонця відносяться між собою як куби їх середніх відстаней до Сонця» .
Яким же чином, не знаючи відстаней планет до Сонця, Кеплер міг відкрити цей важливий закон?

Весь секрет, виявляється, в тому, що не знаючи абсолютних (виражених в кілометрах) відстаней планет до Сонця, можна порівняно просто зі спостережень обчислити їх відносні відстані, тобто дізнатися, у скільки разів одна планета далі від Сонця, ніж інша.

Знаючи ж відносні відстані планет від Сонця, можна зробити креслення Сонячної системи. В не буде вистачати тільки одного - масштабу. Якби можна було вказати, чому одно відстань в кілометрах між будь-якими двома тілами на кресленні, то, очевидно, цим самим було би введено масштаб креслення, і в одиницях даного масштабу відразу можна було б отримати відстань усіх планет до Сонця.

До застосування радіолокації середня відстань від Землі до Сонця, тобто астрономічна одиниця, вважалося рівним 149504000 км. Ця величина виміряна не абсолютно точно, а наближено з помилкою в 17000 км в ту або іншу сторону.

Деяких така помилка може жахнути. З цієї точки зору відстань від Землі до Сонця виміряно дуже точно - відносна помилка не перевищує сотих часток відсотка. Але постійне прагнення до підвищення точності характерно для будь точної науки. Тому можна зрозуміти астрономів, коли вони знову і знову уточнюють масштаб Сонячної системи і прагнуть застосувати найдосконаліші методи для виміру астрономічної одиниці. Ось тут-то і приходить на допомогу радіоастрономія.

Цілком очевидно, що радіолокація планет через їх віддаленості незрівнянно важче радіолокації Місяця. Не забудьте, що потужність радіоеха падає назад пропорційно четвертого ступеня

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар