век электроники

(Продолжение)

Академик А. И. БЕРГ Рис. А. ЛЕБЕДЕВА и С. НАУМОВА

Межзвездный газ, представляющий собой главным образом сильно разреженный водород, находясь в невозбужденном состоянии, почти прозрачен для видимой части спектра. Оптические наблюдения не дают никаких указаний на присутствие его в мировом пространстве.

В 1945 году голландский астрофизик Ван де Холст указал, что весьма незначительные колебания в уровне энергии, происходящие в сверхтонкой структуре основного энергетического состояния атома водорода, вызывают появление спектральной линии радиоизлучения с длиной волны около 21 см.

В 1951 году это излучение водорода было обнаружено наблюдателями трех континентов земного шара. Так возникла радиоспектроскопия Галактики. Наблюдения за излучением межзвездного водорода радиоастрономическими методами уже теперь дают чрезвычайно ценные сведения о концентрации космического водорода, его распределении в пространстве, движении и т. д.

В настоящее время исследование спектральной радиолинии межзвездного водорода является одним из основных методов изучения межзвездной среды. Удалось измерить кинетическую температуру водорода, удалось показать, что межзвездный газ находится преимущественно в ветвях спиралей нашей Галактики. В 1953 году было обнаружено излучение с длиной волны 21 см, идущее от Магеллановых облаков. При этом было оценено количество межзвездного водорода в этих галактиках, измерены скорости вихревых движений и найдено, что обе галактики, составляющие Магеллановы облака, динамически связаны друг с другом.

За последнее время было обнаружено еще несколько источников монохроматического излучения космического происхождения.

Методы, которыми пользуются в радиоастрономии для получения достаточно точных угловых координат (местоположения) космических источников радиоизлучений, перенесены из радиолокации, которая, в свою очередь, заимствовала их из оптики и акустики.

Для создания установок большой разрешающей силы (с узкой диаграммой направленности и высокой чувствительностью) на радиоастрономических станциях применяют так называемые радиотелескопы—чувствительные приемные устройства с антеннами, помещенными в фокусе собирательного зеркала, размеры которых во много раз больше длины улавливаемых волн.

Радиоастрономия позволяет не только дополнить и углубить сведения, получаемые оптической астрономией, но и поставить и решить новые важные проблемы астрофизики и космогонии. Например, решение такого важнейшего для космогонии вопроса, как распределение и движение межзвездного водорода в основном состоянии, было бы без радиоастрономии вообще невозможно.

Помимо решения чисто астрономических задач, радиоастрономия дает в руки ученых новое средство изучения земной атмосферы и происходящих в ней физических процессов.

Радиоастрономия сильно расширяет возможности астрономии, делает доступными наблюдения вне зависимости от времени суток и метеорологических условий. Радиоастрономическая техника позволяет производить измерения интенсивности, спектра и поляризации источников радиоизлучения, нх угловых размеров и распределения радиояркости вдоль их поверхности. Однако радиоастрономическая техника уступает астрономической оптике в одном существенном пункте: вследствие того, что длина радиоволн, даже очень коротких (порядка 1 см), все же в десятки тысяч раз больше длин волн видимого света (порядка 0,5 микрона), разрешающая способность (направленность) радиотелескопов значительно ниже разрешающей способности оптических телескопов. Поэтому дальнейшее развитие радиоастрономии; связано с повышением разрешающей силы радиотелескопов, то-есть с увеличением их размеров.

Сочетание радиоастрономических и оптических методов исследования позволит в ближайшем будущем решить ряд весьма важных для астрономии и физики вопросов и окажет существенную помощь практике.

РАДИОНАВИГАЦИЯ

Развитие радиотехники убедительно выявило, какую огромную ценность представляют различные радиотехнические устройства для морской и воздушной навигации.

Были разработаны корабельные радиопеленгаторы и самолетные радиокомпасы, которые указывали направление на работающие радиостанции. Эти устройства значительно увеличили безопасность судоходства и аэронавигации в условиях плохой видимости, а в открытом море и при полетах над местностью, лишенной ориентиров, стали основными средствами определения места. В настоящее время все корабли и самолеты оснащаются радионавигационным оборудованием.

Большие заслуги в развитии радионавигации имеют советские ученые.

В 1931—1933 годах Л. И. Мандельштамом совместно с Н. Д. Папалекси были разработаны радиоинтерференционные методы определения расстояний, положенные в основу фазовых радионавигационных систем, нашедших широкое применение в морской и воздушной навигации, при разведке полезных ископаемых, в геодезии и гидрографии.

Быстрое развитие радиоэлектроники и особенно радиолокации в период второй мировой войны, освоение новых диапазонов радиоволн и разработка импульсных методов работы способствовали созданию новых навигационных систем ближней, средней н дальней навигации, ультракоротковолновых радиомаячных и радиодальномерных устройств, систем для посадки самоле

тов ночью и в условиях плохой видимости.

Радионавигационные системы принято подразделять на системы дальней навигации, обеспечивающие определение местоположения на расстояниях до нескольких тысяч километров от станции, системы для средних расстояний (до нескольких сотен километров) и системы ближней навигации и слепой посадки самолетов.

Все современные радионавигационные системы обеспечивают точность определения местоположения, вполне достаточную для практических целей. Эта точность измеряется процентами или долями процента от расстояния. Некоторые системы радионавигации могут обеспечивать точности порядка метров и даже дециметров, что особенно важно при геодезических работах и решении специальных задач.

Современные аэродромные радио-локационные станции управления движением и посадкой самолетов повышают пропускную способность аэродромов, сокращают время ожидания посадки и уменьшают опасность столкновения самолетов в воздухе. Разработаны различные системы управления с земли заходом самолетов на посадку, причем на самолете в этом случае не требуется никакого специального оборудования, кроме обычного связного радиоприемника для приема команд с земли по радиотелефону.

Дальнейшее совершенствование радионавигационной аппаратуры представляет широкое поле деятельности для специалистов этой области. Кроме того, большое значение имеют работы по изучению условий распространения радиоволн всех диапазонов, направленные на повышение дальности действия, точности, помехоустойчивости и надежности работы радионавигационных систем.

РАДИОМЕТЕОРОЛОГИЯ

Радиометеорология обслуживает одновременно две области: радиотехнику и метеорологию. С одной стороны, она изучает влияние метеорологических факторов и процессов в тропосфере на распространение радиоволн, с другой стороны, радиотехнические наблюдения позволяют определять физические свойства тропосферы, интересующие метеорологию.

Влияние метеорологических факторов в атмосфере сказывается на преломлении, рассеянии и поглощении радиоволн.

Изменение температуры и влажности с высотой приводит к изменению диэлектрической проницаемости и, следовательно, к изменению коэффициента преломления в вертикальном направлении; преломление радиоволн обычно значительно превосходит преломление волн видимого света в тех же условиях и может привести к значительному изменению (обычно увеличению) дальности действия станции, работающей на самых коротких радиоволнах.

Рассеяние этих волн на частицах во» ды или льда, содержащихся в атмосфере, резко возрастает с укорочением

6