Мир Знаний

Радиотехника и космос (стр. 7 из 12)

È âñå æå ïðîåêò êàçàëñÿ äîâîëüíî óáåäèòåëüíûì, è óâåðåííîñòü åãî àâòîðîâ â óñïåõå âñêîðå áûëà îï­ðàâäàíà ôàêòàìè.

 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.