Знание-сила, 1998 № 02 (848) - [22]
Но главная ценность самой таблицы в том, что она впервые дает конкретный материал для оценки больших проектов. К примеру, спрямление рек Бразилии должно принести пользу местному сельскому хозяйству, конкретно — увеличить урожай соевых бобов. Но при этом нарушится экологическое равновесие района, и может исчезнуть немало тропических лесов. Теперь есть возможность оценить плюсы и минусы каждого проекта численно, а это более весомый аргумент, чем романтические призывы защищать природу и не топтать траву.
Александр Алешин
Глаз размером землю
Увы, чем глубже стараются ученые забраться в тайны элементарных частиц или устройства космоса, тем более громоздкие приборы им требуются. Размеры современных ускорителей частиц измеряются десятками километров, а установки, работающие на них, похожи на многоэтажные дома, начиненные сложнейшей электроникой. Но астрономы идут еще дальше: они хотят создать телескоп размером с Землю, а то и в два раза больше. Это становится возможным благодаря использованию наземной сети телескопов вместе с их «собратом», запущенным на околоземную орбиту японскими учеными. Он будет вращаться по сильно вытянутой орбите — от тысячи до девятнадцати тысяч километров над поверхностью Земли.
Давно известно, что радиотелескоп может различать в небесах детали, обратные его размеру. Стометровая тарелка различает в два раза более мелкие детали, чем пятидесятиметровая. Казалось бы, хочешь видеть лучше, строй телескоп больше. Проблема в том, что крупнее ста метров построить трудно — прибор не выдерживает собственного веса и деформируется, что совершенно недопустимо. Тогда астрономы придумали делать телескопы из кусочков.
Чтобы понять, как работает такое «лоскутное одеяло», давайте мысленно разделим большой телескоп для простоты на четыре части. Когда радиоволны, пришедшие из космоса, попадают на первую часть, они отражаются и идут на приемник, где складываются с волнами от остальных.
Теперь представьте себе, что мы два элемента выбросили, а два оставили, но сделали их подвижными. Фиксируем первый элемент, а второй передвигаем, получаем три первые комбинации: 1=2, 1=3, 1=4. Затем первый элемент перемещаем в положение 2, а второй двигаем в 3 и 4. В завершение получаем последнюю комбинацию 3=4 — и имеем то же, что для большого телескопа. Только там все сигналы приходили и складывались одновременно, а для «лоскутного» телескопа — последовательно, после перемещения элементов в новое положение. Процесс складывания информации «покусочно» называется апертурным синтезом.
На самом же деле, астрономы суммируют картинки, полученные от «лоскутков-телескопов», разбросанных по всей Земле. Чем больше различных вариантов, тем четче получается изображение. Ученым помогает вращение Земли: она постоянно перемещает наземные телескопы в новое положение.
Дальше наступает важный момент: все данные надо собрать в одно место, очень точно синхронизировать и сложить. Для каждого кусочка информации надо знать момент наблюдения, иначе говоря, положение Земли и направление на исследуемый объект. Называется такая система VLBI/Veiy Long Base Interferomctiy/ — интерферометрия с очень большой базой. Вот с ее помощью астрономы и получают в свое распоряжение телескоп размером с Землю. Конечно, качество изображения уступает тому, что давал бы настоящий телескоп таких габаритов, но не очень сильно.
Естественное продолжение идеи — вывести телескопы в космос.
До сих пор японские исследователи не слишком активно участвовали в мировом астрономическом бизнесе. Доминировали Северная Америка, Европа и Австралия. Теперь японцы выходят на лидирующие позиции: в феврале 1997 года их ракета M-V вывела на орбиту восьмиметровую параболическую антенну.
Вытащить, однако, на орбиту телескоп такого размера очень сложно. Японцам пришлось придумать нечто удивительно красивое: антенну-сеточку. Струны из толстых кевларовых нитей были растянуты между шестью опорами, расположенными, как лучи морской звезды. На них сверху натягивалась сама сеточка-телескоп из молибденовых нитей с золотым покрытием.
Это уникальное сооружение было создано компанией «Мицубиси». Весит оно 226 килограммов, а форму сохраняет совершенно жестко: ни одна из точек сети не может отклониться от идеальной параболической формы более чем на полмиллиметра. Но самое главное достижение — упаковать все это в двухметровый контейнер, который можно погрузить в ракету и вывести на орбиту. Более всего руководителя проекта Хисаши Хирабаши волновало, как все это великолепие будет раскрываться в космосе: «Это похоже на состояние, которое испытываешь, ожидая ребенка: ты надеешься, что все будет хорошо, но очень волнуешься».
