Реферат: Радиотехника и космос
Òðóäíîñòè,
îäíàêî,
îêàçàëèñü
îãðîìíûìè. Ðàñ÷åòû
ïîêàçàëè,
÷òî ïðè
ïðî÷èõ
ðàâíûõ óñëîâèÿõ
ìîùíîñòü
îòðàæåííîãî
ñèãíàëà óáûâàåò
îáðàòíî
ïðîïîðöèîíàëüíî
÷åòâåðòîé
ñòåïåíè
ðàññòîÿíèÿ
äî öåëè. Ïîëó÷àëîñü,
÷òî ëóííûé
ðàäèîëîêàòîð
äîëæåí
îáëàäàòü
ïðèìåðíî â
òûñÿ÷ó ðàç
áîëüøåé
÷óâñòâèòåëüíîñòüþ,
÷åì îáû÷íàÿ
ðàäèîëîêàöèîííàÿ
ñòàíöèÿ
áåðåãîâîé
îáîðîíû, îáíàðóæèâàâøàÿ
â òå ãîäû
ñàìîëåò
íåïðèÿòåëÿ ñ
ðàññòîÿíèÿ
â äâåñòè
êèëîìåòðîâ.
È
âñå æå ïðîåêò
êàçàëñÿ
äîâîëüíî
óáåäèòåëüíûì,
è
óâåðåííîñòü
åãî àâòîðîâ
â óñïåõå âñêîðå
áûëà îïðàâäàíà
ôàêòàìè.
Â
íà÷àëå 1946
ãîäà ïî÷òè
îäíîâðåìåííî,
íî ñ ðàçëè÷íûìè
óñòàíîâêàìè,
âåíãåðñêèå
è àìåðèêàíñêèå
ðàäèîôèçèêè
îñóùåñòâèëè
ðàäèîëîêàöèþ
Ëóíû.
Íà
Ëóíó
ïîñûëàëèñü
ìîùíûå
èìïóëüñû
ðàäèîâîëí
äëèíîé 2,7 ì.
Êàæäûé
èìïóëüñ
èìåë
ïðîäîëæèòåëüíîñòü
0,25 ñåêóíäû,
ïðè÷åì
ïàóçà ìåæäó
èìïóëüñàìè ñîñòàâëÿëà
4 ñåêóíäû.
Àíòåííà
ðàäèîëîêàòîðà
áûëà åùå âåñüìà
íåñîâåðøåííà:
îíà ìîãëà
ïîâîðà÷èâàòüñÿ
òîëüêî
âîêðóã
âåðòèêàëüíîé
îñè. Ïîýòîìó
èññëåäîâàíèÿ
âåëèñü ëèøü
ïðè âîñõîäå
èëè çàõîäå
Ëóíû, êîãäà
ïîñëåäíÿÿ
íàõîäèëàñü
âáëèçè ãîðèçîíòà.
Ïðèåìíîå
óñòðîéñòâî
ðàäèîëîêàòîðà
óâåðåííî çàôèêñèðîâàëî
ñëàáûé
îòðàæåííûé
ñèãíàë, ëóííîå
ðàäèîýõî.
Ïóòü
äî Ëóíû è
îáðàòíî
ðàäèîâîëíû
ñîâåðøèëè
âñåãî çà 2,6 ñåê,
÷òî, âïðî÷åì,
ïðè èõ
íåâîîáðàçèìî
áîëüøîé ñêîðîñòè
íå äîëæíî
âûçûâàòü
óäèâëåíèÿ. Òî÷íîñòü
ýòîãî
ïåðâîãî
ðàäèîèçìåðåíèÿ
èç-çà
íåñîâåðøåíñòâà
àïïàðàòóðû
áûëà åùå
î÷åíü íèçêà,
íî âñå æå
ñîâïàäåíèå
ñ
èçâåñòíûìè
ðàíåå äàííûìè
áûëî âåñüìà
õîðîøåå.
Ïîçæå
ðàäèîëîêàöèÿ
Ëóíû áûëà
ïîâòîðåíà íà
ìíîãèõ
îáñåðâàòîðèÿõ,
è ñ êàæäûì
ðàçîì ñî âñå
áîëüøåé
òî÷íîñòüþ è,
êîíå÷íî, ñ
áîëüøåé
ëåãêîñòüþ.
Áîëüøèå
âîçìîæíîñòè
ðàäèîëîêàöèè
îáíàðóæèëèñü
ïðè
íàáëþäåíèè
òàê
íàçûâàåìîé
ëèáðàöèè
Ëóíû. Ïîä
ýòèì
òåðìèíîì
àñòðîíîìû ïîíèìàþò
ñâîåîáðàçíûå
«ïîêà÷èâàíèÿ»
ëóííîãî
øàðà,
âûçâàííûå
îò÷àñòè
ãåîìåòðè÷åñêèìè
ïðè÷èíàìè (óñëîâèÿìè
âèäèìîñòè),
îò÷àñòè
ïðè÷èíàìè
ôèçè÷åñêîãî
õàðàêòåðà. Áëàãîäàðÿ
ëèáðàöèè
çåìíîé
íàáëþäàòåëü
âèäèò íå
ïîëîâèíó, à
îêîëî 60%
ëóííîãî
øàðà.
Çíà÷èò,
ëèáðàöèÿ
ïîçâîëÿåò
íàì èíîãäà
«çàãëÿäûâàòü»
çà êðàé
âèäèìîãî
ëóííîãî
äèñêà è
íàáëþäàòü
ïîãðàíè÷íûå
ðàéîíû
îáðàòíîé
ñòîðîíû
Ëóíû.
Ïðè
«ïîêà÷èâàíèè»,
èëè
ëèáðàöèè,
Ëóíû îäèí åå
êðàé
ïðèáëèæàåòñÿ
ê
íàáëþäàòåëþ,
à äðóãîé óäàëÿåòñÿ.
Ñêîðîñòü
ýòîãî
äâèæåíèÿ
î÷åíü ìàëà —
ïîðÿäêà 1ì/ñåê,
÷òî ìåíüøå
äàæå
ñêîðîñòè
ïåøåõîäà. Íî
ðàäèîëîêàòîð
ñïîñîáåí,
îêàçûâàåòñÿ,
îáíàðóæèòü
è òàêèå ñìåùåíèÿ.
Ðàäèîëîêàòîð
ïîñûëàåò íà
Ëóíó âîëíû
îïðåäåëåííîé
äëèíû.
Åñòåñòâåííî,
÷òî è îòðàæåííûé радиосигнал будет
обладать той же длиной волны. Можно сказать, что радиоспектр отраженного
сигнала представляет собой одну определенную «радиолинию».
Если
бы Луна не «покачивалась» относительно земного наблюдения, радиоспектры
посланного и отраженного импульса были бы совершенно одинаковыми. На самом же
деле разница, хотя и небольшая, все же есть. Радиоволна, отразившаяся от того
края Луны, который приближается к земному наблюдателю, по принципу Доплера
будет иметь несколько большую частоту и, следовательно, меньшую длину, чем
радиоволна, посланная на Луну. Для другого удаляющегося края Луны должен
наблюдаться противоположный эффект. В результате «радиолиния» в радиоспектре
отраженного импульса будет более широкой, растянутой, чем «радиолиния»
посланного импульса. По величине расширения можно вычислить скорость удаления
краев Луны. Этим же методом можно определить периоды вращения планет вокруг оси
и скорости их движения по орбите.
Раньше
требовались многолетние высокоточные оптические наблюдения Луны, чтобы затем
после долгих вычислений получить величину либрации. Радиолокаторы решили эту
задачу, так сказать, непосредственно и несравненно быстрее.
При
каждом измерении пользуются некоторым эталоном — меркой, употребляемой как
единица длины. Для измерений на земной поверхности таким эталоном служит метр.
Для астрономии расстояние ни метр, ни даже километр не являются вполне
подходящей единицей масштаба — слишком уж велики расстояния между небесными
телами. Поэтому астрономы употребляют вместо метра гораздо более крупную
единицу длины. Называется она «астрономической единицей» ( сокращенно «а.е.»).
По определению астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до
Солнца. Чтобы связать астрономические измерения длины с чисто земными мерками
расстояний, астрономическую единицу в конечном счете сопоставляют с метром —
выражают астрономическую единицу в метрах или километрах.
Во
времена Иоганна Кеплера (17 век) величину астрономической единицы еще не знали
— она впервые была найдена только век спустя. Не были известны и расстояния от
Солнца до других планет Солнечной системы. Тем не менее, третий закон Кеплера
гласит, что «квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся между
собой как кубы их средних расстояний до Солнца». Каким же образом, не зная
расстояний планет до Солнца, Кеплер мог открыть этот важный закон?
Весь
секрет, оказывается, в том, что не зная абсолютных (выраженных в километрах)
расстояний планет до Солнца, можно сравнительно просто из наблюдений вычислить
их относительные расстояния, то есть узнать, во сколько раз одна планета дальше
от Солнца, чем другая.
Зная
же относительные расстояния планет от Солнца, можно сделать чертеж Солнечной
системы. В не будет хватать только одного — масштаба. Если бы можно было
указать, чему равно расстояние в километрах между любыми двумя телами на
чертеже, то, очевидно, этим самым был бы введен масштаб чертежа, и в единицах
данного масштаба сразу можно было бы получить расстояние всех планет до Солнца.
До
применения радиолокации среднее расстояние от Земли до Солнца, то есть
астрономическая единица, считалось равным 149504000 км. Эта величина
измерена не абсолютно точно, а приближенно с ошибкой в 17000 км в ту или
другую сторону.
Некоторых
такая ошибка может ужаснуть. С этой точки зрения расстояние от Земли до Солнца
измерено очень точно — относительная ошибка не превышает сотых долей процента.
Но постоянное стремление к повышению точности характерно для любой точной науки
. Поэтому можно понять
астрономов , когда они снова и
снова уточняют масштаб Солнечной системы и ñòðåìÿòñÿ
ïðèìåíèòü
ñàìûå
ñîâåðøåííûå
ìåòîäû äëÿ
èçìåðåíèÿ
àñòðîíîìè÷åñêîé
åäèíèöû. Âîò
òóò-òî è
ïðèõîäèò íà
ïîìîùü ðàäèîàñòðîíîìèÿ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|