Техника - молодёжи 1985-09, страница 13

рой летящим в небе самолетом и т. д. и т. п.

Пытаясь уйти от помех, американские и итальянские радиоастрономы стали проводить наблюдения с борта самолетов, из аэростатных гондол, поднятых на высоту до 20 км Однако и в этом случае точность и эффективность опытов были очень низки, а трудоемкость и сложность их очень велики. Так, за 15 лет исследований реликтового излучения, проводимых с самолетов и аэростатов, американские радиоастрономы работали в режиме «измерения» лишь 240 часов, то есть на год подготовки приходилось две трети суток «чистого» наблюдательного времени.

Известный советский астроном Н. С. Кардашев еще в конце 60-х годов высказал идею пб изучении реликтового излучения с помощью радиотелескопов, поднятых на борт искусственных спутников Земли. Преимущества этого способа исследования были очевидны: выбором соответствующей, с очень высоким апогеем, орбиты можно избавиться от тепловых помех Земли. Кроме того, за год работы радиотелескопа в космосе можно получить такой же объем информации, как и при

наземных экспериментах длительностью почти в полвека!

Но вот вопрос, который до сих пор в мире никем не решался: достаточно ли устойчивой окажется эта невероятно вытянутая, высокоапогейная орбита, находясь на которой ИСЗ выйдет из-под теплового влияния земной атмосферы?

Здесь существуют две опасности. На орбите, апогей которой достигает миллиона километров, действующие на спутник силы притяжения со стороны Земли, Солнца и Луны соизмеримы.

Поскольку данный тип ИСЗ, его

назвали «Прогнозом», корректирующими двигателями не оснащается, появляется реальный шанс, что он будет захвачен этими небесными телами.

Чтобы обеспечить защиту против солнечного «угона», баллистики снизили апогей орбиты до 700 тыс. км. А мерой, препятствующей лунному «угону», стал такой выбор орбиты ИСЗ, чтобы период его обращения равнялся периоду обращения Луны вокруг Земли. Все было рассчитано так, чтобы при прохождении «Прогнозом» наиболее опасных участков траектории, где притяжение Земли заметно ослабевает, он находился в самой удаленной — по отношению к Луне — точке орбиты.

Разумеется, всякая орбита со временем «разбухает». Кроме того, несинхронность вращения двух взаимодействующих тел. в данном случае ИСЗ и Луны, ведет к их сближению, а в конце концов к их столкновению. Однако советскими баллистиками П Эльяс-бергом, Н. Эйсмонтом и А. Шей-хедом впервые была доказана возможность существования такой орбиты в течение года.

Итак, идея была ясна в подробностях, спутники на такие орбиты можно было запустить, установка радиотелескопа на них технической сложности не представляла.. Дело было лишь за специальным параметрическим усилителем, работающим в паре с бортовым радиотелескопом. И такой прибор, способный регистрировать тепловой контраст двух участков небесной сферы в десятитысячную граду^гса, был в короткое время создан В. Корогодом, Л. Косовым, Д. С.кулачевым под руководством И. Струкова.

Что можно сказать о приборе, чувствительность которого позволяет фиксировать разность мощностей излучения в 10~²' Вт? По словам итальянского космолога Ф. Малькиори, исследуемые сигналы имеют ту же величину, что и естественное тепловое излучение мыши, находящейся в 50 км от детектора.

Чтобы точнее оценить, сколь исчезающе мала эта величина, сравним ее с сигналом минимальной мощности, которую может принять идеальный, то есть абсолютно нешумящий, усилитель.

На первый взгляд может показаться, что идеальная измери

тельная установка, в которой «устранены» все источники внутренних шумов, способна принимать любой, сколь угодно малый сигнал. Однако это не так: парадоксальным оказывается само предположение о создании не-шумящего усилителя.

В самом деле, минимальная порция энергии, на которую реагирует приемная система, не может быть меньше энергии одного фотона. Допустим, приемное устройство регистрирует не более фотона в секунду, тогда для рабочей частоты в 37 ГГц это соответствует его мощности примерно в 3- 10""' Вт. Выходит, идеальный усилитель должен работать с излучением в 10 тыс. раз более слабым, чем его пороговая мощность? Как сказал один из физиков, это все равно что через обратную сторону бинокля рассматривать окружающую местность или пытаться взлететь на аэробусе, оснастив его движком от «ку-курузника». Заметим, кстати, что мы рассмотрели случай с прибором идеальной чувствительности. Настоящий же, созданный для эксперимента «Реликт» параметрический усилитель имел, само собой разумеется, на несколько порядков больший «шумовой» уровень.

И все-таки карта распределения интенсивности реликтового излучения на небесной сфере была построена

«АРХЕОЛОГИ КОСМОСА»

Как же все-таки удалось выделить слабый сигнал, безнадежно утонувший в шумах аппаратуры? Конструкторы уникальных приборов прибегли к весьма остроумному способу, который не раз выручал археологов, имеющих дело со старыми документами, со стертыми или утраченными надписями и т. п. Документ несколько раз фотографируют в различных спектральных диапазонах. Затем полученные изображения складывают друг с другом. Случайные помехи пропадают, а вот характерные детали, пусть даже и невидимые на каждом отдельном снимке, складываясь, усиливают друг друга. По такому же принципу действовало и приемное устройство, разработанное физиками специально для эксперимента «Реликт»: хаотичные

11