ЛитМир - Электронная Библиотека
A
A

Огромный комплекс сложных задач пришлось решить, добиваясь стабильности основных характеристик главного зеркала. В системе его разгрузки используется 60 механизмов, которые входят в отверстия, точно высверленные в тыльной стороне зеркала. Разгрузка рассчитана и выполнена так, что деформации, вызванные прогибами зеркала в любом его рабочем положении, не превышают 0,000 009 4 мм. Многое сделано, чтобы обеспечить постоянство температуры в башне телескопа: многослойные стены и купол, многослойные перекрытия со змеевиками, по которым идет хладоноситель, системы принудительного воздушного охлаждения телескопа и термостатирования — все это сводит к минимуму тепловые деформации главного зеркала.

То, что делается впервые, всегда сопряжено с риском, но его, конечно, стараются свести к минимуму, особенно когда речь идет о таком сложном и дорогом сооружении, как БТА. Поэтому основные технические решения тщательно взвешивались, просчитывались, прорабатывались теоретически, рассматривались все разумные их варианты. Все, что можно было предварительно проверить, проверялось. В частности, для этого был построен макет БТА — действующий телескоп с диаметром зеркала 60 см. На нем отрабатывалась система управления и подтвердилась жизненность смелой, если не сказать дерзкой, идеи азимутальной установки большого телескопа. Тщательные экспериментальные исследования предшествовали самому выбору места постройки БТА. Немало поработали имитаторы главного зеркала и при предварительной сборке телескопа на заводе, и при репетициях перевозки зеркала из Подмосковья на Кавказ. Несмотря на все это коллективы, создавшие БТА, сотни раз проходили через напряженное «как получится?», и самой высокой наградой для всех участников этой многолетней напряженной работы стал сам факт создания уникального астрофизического инструмента.

Примерно в то же время, когда вступил в строй БТА, крупнейший в мире оптический телескоп в Зеленчукской, в той же Специальной астрофизической обсерватории АН СССР начал работать и другой уникальный инструмент — РАТАН-600. Название это расшифровывается так: «Радиотелескоп Академии наук диаметром 600 м». Эти «600 м» относятся к кольцу, собранному из 895 подвижных алюминиевых отражателей, каждый размером 2x7,5 м. Та или иная часть огромного кольца («та или иная» в зависимости от участка неба, на который нужно «посмотреть») — это рефлектор радиоприемной антенны, выполняющий в принципе ту же работу, что и зеркало БТА. Рассчитан РАТАН на прием радиоволн (их, так же как и свет, излучают небесные тела) длиной от 8 мм до 30 см. По комплексу характеристик — чувствительности, диапазону волн, разрешающей способности, размерам рефлектора, управлению его диаграммой — этот инструмент не имеет равных в мире.

Микрорассказы про волны и фазы, а также про яблоко на Луне, сверхсветовые скорости и зеркало „Бонн-Бостон-Симеиз“

Совершенные методы радиоастрономии позволяют изучать детали астрофизических объектов, находящихся на краю видимой Вселенной.

Все агрегаты этой гигантской машины, разбросанные по разным континентам, должны работать согласованно, синхронно — такова сверхзадача. Причем синхронность нужна высочайшая, ее даже представить себе трудно, пользуясь нашими житейскими мерками времени: в одном из режимов каждый цикл машины длится около 4·10-11 с; за это время синхронизм в работе агрегатов — а между ними тысячи километров — должен поддерживаться с точностью в среднем до 10 12 %, по абсолютному значению до 10-25 с.

Как почувствовать, что стоит за этим «с точностью до…»? Как связать их с чем-нибудь знакомым? Автомобиль, который проносится мимо вас с недозволенной скоростью 120 км/ч, за 10-25 с пройдет расстояние (если это можно назвать расстоянием) порядка 10~20 мм, что в тысячу миллиардов раз меньше размеров самого маленького атома. Даже свет (свет!) за 10-25 с пройдет всего 0,000 000 000 000 03 мм. Теперь о процентах: 10-12 % объема Азовского моря — это банка воды; если часы, идут на 10-12 % быстрее, чем нужно, то за полмиллиона лет они уйдут вперед на 1 с.

Ко всему еще сверхточная машина должна обходиться чрезвычайно малыми порциями сырья — она перерабатывает радиосигналы, общая мощность которых примерно 10-18 Вт. Это в тысячу раз меньше, чем досталось бы одной квартире, если бы на освещение всех домов Земли расходовалась мощность одной горящей спички.

Упоминание о сырье в виде радиосигналов уже, наверное, приподняло завесу над таинственной межконтинентальной машиной. Сейчас это дело будет доведено до конца — речь идет об уникальном радиотелескопе, точнее, о радиоастрономическом комплексе, в который в разное время входили радиотелескопы разных стран. Ниже будет коротко сообщено о том, для чего создаются такие комплексы. Но прежде в порядке повторения пройденного два микроскопических рассказа на общие темы.

Микрорассказ первый: про волны. Среди бессчетного множества процессов, которые происходят в природе, физики сочли необходимым выделить несколько особых групп. В их числе волны. Независимо от физической природы — волны могут быть электромагнитные, механические, гравитационные — все они имеют общие черты. В частности, разбегаясь от места своего рождения, волны переносят не только энергию, но и информацию о тех процессах, которые их создали. Именно поэтому эволюция снабдила многочисленные свои творения разнообразными волноприемниками, волноулавливателями, вооружив тем самым живые организмы приборами для изучения окружающей обстановки. Неплохая аппаратура досталась и человеку: сверхчувствительный приемник световых волн — зрение и сверхчувствительный приемник акустических волн — слух. (Слух, кстати, в дальнейшем стал технической базой для языкового общения людей, для развития речи, а речь в свою очередь привела к поразительному совершенствованию нашего природного компьютера, к отработке новой системы мышления, где к предметам и явлениям привешены лаконичные бирки-слова. И все это началось с приемника звуковых волн…)

А теперь, быстро перелистав прекрасную повесть о том, как человек обогатил свой природный арсенал волноулавливателей, построил микроскопы и телескопы, научился видеть радиоволны и рентгеновские лучи, слышать инфразвук и ультразвук, мы остановимся на странице, где упоминаются интерферометры — эти приборы не просто улавливают волну, но и учитывают ее фазу.

Микрорассказ второй: про фазы. Чтобы познакомиться с работой интерферометра, лучше всего выбрать теплое туманное утро и выйти на берег пруда. Полный штиль, гладкая, как стекло, поверхность воды. Из-за тумана она просматривается вперед метров на 10–15, противоположного берега не видно совсем. Тишина… И вдруг прямо на берег, где вы стоите, начинают накатываться волны. Они идут одна за другой несколько минут, потом постепенно все затихает, и снова гладкая поверхность воды Что можете вы, наблюдатель, сказать о том событии, которое вызвало волны на воде? Скорее всего, на другой стороне пруда в воду свалился какой-нибудь предмет. Большой? Об этом можно судить по высоте волн, по их интенсивности — одно дело, если упал камень, и совсем другое, если, воспользовавшись туманом, в пруд свалили самосвал битого кирпича. В каком месте это случилось, откуда именно пошли волны?

На этот вопрос не ответишь, присматриваясь к одной лишь высоте волны.

Все волноулавливатели можно разделить на две группы. Одни просто регистрируют мощность, интенсивность волн — так работает глаз, отличая яркую точку от темной, так работает ухо, оценивая громкость звука. Только на интенсивность волны реагируют рентгеновская пленка, радиоприемник, фотоэкспонометр. А вот волноулавливатели второй группы, если можно так сказать, подходят к каждой волне индивидуально, следят за тем, когда какая из них пришла, в какой момент какого уровня достигла. Проще говоря, регистрируют не только уровень, но еще и фазу волны.

Слово «фаза» имеет вполне определенный житейский смысл («Эта фаза моей жизни»). Имеет оно и строгое определение физического параметра. Не вдаваясь в тонкости, введем упрощенное определение фазы — будем считать, что это тот момент времени, когда в волноприемник попадает амплитуда волны. Скажем, когда с берегом поравняется гребень волны, бегущей по воде, или когда к антенне радиоприемника подойдет самый сильный участок электрического поля, которое несет радиоволна. Стоя на берегу пруда, мы сможем с помощью точного секундомера отмечать фазу: «У этой волны фаза 7 ч 20 мин 6 с — именно в этот момент ее гребень поравнялся с кромкой берега. А у этой волны фаза 7 ч 26 мин 8 с, у следующей — 7 ч 26 мин 10 с…»

28
{"b":"558860","o":1}