在遥远世界的门槛上。绘图、说明

在遥远世界的门槛上。儿童科学实验室

儿童科学实验室

直到最近，无线电电子学和天文学之间似乎存在也不可能存在任何共同点。然而，如今这种观点已经完全过时了。现在，在天文学会议上，除了研究行星和恒星的问题外，他们还报告新的电子设备，不仅讨论月球背面的照片，还讨论确保其传输的电子设备……无线电工程师现在组成天文台工作人员的重要组成部分。这是可以理解的：新的大型望远镜包含的电子设备和光学设备一样多。

以下是众多示例中的一些。在图中。图1显示了格鲁吉亚苏维埃社会主义共和国科学院阿巴斯图马尼天体物理观测站开发的自动电子旋光仪。该设备是一种非离散电子计算设备。通过测量光束的某些参数，它可以求解包含这些参数的多个方程，并在 0,01 秒内计算出结果。该电路由38个真空管和35个二极管组成。天文台使用新仪器对月球和行星进行的研究提供了有关其表面成分和结构的宝贵数据。

在遥远世界的门槛上
米。 1.自动电子旋光仪。安装在 40cm 折射镜上的安装单元

天文学中使用的电子仪器和方法非常有趣和独特。

众所周知，眼睛仅对电磁振荡范围内非常小的波长范围（从 4200 埃到 7000 埃）做出反应，这对应于 430 到 715 亿兆赫的频率。在这个范围内，光学天文学感兴趣的是测量光通量——光度学；辐射能量在范围内的分布 - 光谱测定；确定振荡电矢量所在的平面，以及相应的定量关系 - 偏振测量，以及许多其他任务。所有这些都是使用电子方法解决的。当然，任何电子设备都必须从辐射能接收器开始，该接收器通过电流、电压或电阻变化的出现来响应辐射能。这些接收器的主要特征在于它们必须工作的范围及其灵敏度。

天文学中最常见的接收器类型是光电倍增管（PMT）。它是传统真空光电管与电子倍增器的组合。

这样的系统可能比最敏锐的视觉更灵敏，但它也有其局限性。首先，光电阴极的热发射低。放大数百万倍后，它变得可以被感知，因此在没有光的情况下，PMT 的输出端就会有电流。

光的量子结构带来了另一个限制：每秒 1000 个量子的流动可以很容易地测量，但量子的不均匀到达会产生额外的射击效应。

PMT 采用不同类型的阴极制造，这使得它们可以用于除远红外区域之外的所有范围。 PMT 通常是“单通道”设备；它们无法传达光电阴极点的亮度分布。

在图中。图2显示了天文光度计的示意图。由同步电机旋转的带有孔的圆盘调节光输出。具有长时间常数的鉴相器与调制同步工作，即使信噪比不超过0,001，也可以将信号与噪声隔离。特殊的软件设备进行控制测量、比较，然后打印结果。该装置也是在阿巴斯图马尼天文台创建的。

在遥远世界的门槛上
米。 2. 天文学中使用的光度计（软件设备未显示）

令人非常感兴趣的是光电设备的想法，它可以让您用望远镜自动跟踪星星（照片指南）。其中的接收器是光电倍增管。照片指南（图 3）是由列宁格勒机电研究所开发的。

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米。 3、用望远镜自动跟踪星星的装置（照相指南）。当半圆盘旋转时，只有光束恰好沿着其轴线通过，PMT电流才会保持恒定；否则，电流会被调制，从而导致校正电机开启。

天文学家不可或缺的工具是热电偶和测辐射热计。它们可用于从可见光到亚毫米无线电波的范围。没有其他设备具有如此宽带。

热电偶是一种微型热电偶，通常放置在真空中。两根不同电线的连接处被熏黑，所有入射到其上的辐射都被吸收，稍微加热了连接处。出现热电动势。可以用高灵敏度低电阻检流计进行测量。加强这个电动势。这对于电子管电路来说很困难，因为它非常小，并且如果没有转换器就无法使用低电阻。低输入阻抗晶体管电路的使用在这里引起了极大的兴趣，但晶体管噪声带来了复杂性。

辐射热测量计由两块厚度不到一微米的小金属板组成，这些金属板也被熏黑并放置在真空中。待测量的辐射通量指向其中之一。在电桥电路中，由于该板的加热引起的电阻变化，出现与吸收的辐射能量成比例的不平衡。测辐射热计也是惯性的，电桥的输出电阻较低。

这些设备最常用作红外线接收器，是单通道的。确实，最近开发了一种由光敏半导体型马赛克（光阻）制成的屏幕，它是一种多通道器件。热电偶和测辐射热计的灵敏度阈值不超过 10-11 W，时间常数约为 1 秒。

电子光转换器（EOC）是同类中唯一的“多通道”设备，其中电子流同时携带整个图像的信息。与 PMT 中一样，半透明光电阴极应用于灯泡末端的内表面。当然，这里的阴极也决定了光谱目的：锑-铯阴极在绿紫色和紫外线区域工作良好，铋-铯阴极覆盖整个可见光范围，而氧-银-铯阴极可以穿透到近红外区域。还有其他类型的光电阴极。

特殊电子透镜是由特殊电极形成的电场，将光电子引导到阳极，类似于显像管中的光束聚焦装置。这是以这样的方式完成的：流动结构不扭曲并且图像传输仅伴随其减少。阳极是一个荧光屏，可以在其中查看或拍摄图像。图像增强管的目的是增加图像的亮度，并在必要时将其从不可见光（例如红外线）转换为可见光。

这些设备的改进导致了多级图像增强管的诞生，图像亮度得到持续增强。三级图像增强管的实际亮度可提高 60-120 倍，而单级图像增强管可提高 6-15 倍。在另一种情况下，可以更充分地利用屏幕的光 - 阳极，为此，该位置的灯泡厚度减少到十分之一毫米，并从外部将照相胶片压在其上（“接触式图像增强管”或“光接触管”）。还开发了从内部放置照相板代替阳极的设计。然而，要想把它取出来，就必须打破烧瓶。即使用巧妙的装置替换几张记录，这也太昂贵了。

最近，电视天文系统已开始使用。在苏联，这方面最重要的工作是由普尔科沃天文台高级研究员 N. F. Kuprevich 完成的。他创作的装置采用了累积法，即在没有扫描光束的情况下，将微弱的图像长时间投射到超正交光电阴极上。在这种情况下，电势释放“累积”在管的相应电极上。然后打开单次扫描，闭路电视系统的电视屏幕上就会出现亮度大大增加的图像（与多级图像增强管的数量级相同）。单次扫描消除了拍照的麻烦。

该电视系统的设置和操作相当复杂，但功能却非常强大。因此，照相底片上的天体图像的小细节总是显得模糊。

这是通过图像的连续抖动来解释的。每个人都从星星的闪烁中知道这种现象。电视系统通过增加亮度，可以减少曝光时间，从而减少图像的“模糊”。电视系统本质上是单通道的，但由于逐行分解，它能够传输图像，这使得它类似于图像增强管。就阈值灵敏度而言，这两种接收器都不如好的光电倍增管。

望远镜自动跟踪恒星的光导

综上所述，很明显，现代科学已经为天文学家提供了非常强大的技术手段。看来现在已经没有什么理由不满意了。然而，事实并非如此。例如，众所周知，现在一些天文观测已经在没有人类参与的情况下通过卫星进行。全世界都看到了“电子天文学家”——4年1959月XNUMX日发射的苏联航天器拍摄的月球背面照片。显然，在这种情况下，也没有其他办法了。还需要向金星发送 AMS，因为这颗行星的轨道位于地球轨道之内，并且在接近地球时，它面向我们的一面是黑暗的，因此是看不见的。

许多重要问题有待通过将天文仪器移至地球大气层之外来解决。以我们最近的邻居火星为例。火星之谜（它的“通道”和其他细节）不仅困扰着天文学家。其他的发光体也有很多谜团。甚至月球上也有很多。似乎你所要做的就是通过高倍率的望远镜观察，很多事情都会变得清晰。但实际情况并非如此。你看到的不是行星清晰的轮廓，而是一个球体在颤抖，就像风中的烛火，不断漂浮着雾点。这是地球大气层的影响，不同密度的气流产生不断变化的光线折射。即使在非常平静的气氛中，也无法辨别图像的任何小细节。然而，抖动和闪烁只是故事的一方面。问题在于，绝大多数电磁辐射范围都没有到达地球表面。同时，对这一范围内特定部分的研究可以为科学提供不亚于对盲人的洞察力。

这就是为什么迫切需要将天文台移至大气层之外——首先是人造卫星，然后是月球。

这也不难理解，使用小型望远镜，无论放大倍数有多大，都无法辨别行星上的微小细节。这也是不可想象的，因为所谓的衍射极限受到影响。例如，要分辨月球表面40m大小的地物，需要镜头直径至少为65cm的望远镜，但大型望远镜非常重，在重量的影响下会弯曲。需要增加结构的刚性，进而增加重量等。

有办法摆脱这种情况吗？是的，我有。它的事实是安装在卫星上的大型望远镜不会称重任何东西。它的刚度可以降到最低，同时结构的质量会很小，将其发射到轨道也不会太昂贵。

未来，在月球上安装望远镜显然会更方便，它们的重量将比在地球上轻六倍。可以毫不夸张地说，这样一个配备了现代电子设备和计算机（可以位于地球上）的“外部天文台”，能够在短时间内解决数百个当今的问题。有趣的是，月球上的夜晚比地球上的夜晚长 6 倍，白天也是如此。因此，白天和晚上都可以在那里进行观测。在月球和太空中使用新型开放电子设备将成为可能；毕竟，那里的真空度是其他灯无法达到的。

最后，我们不能不提到另一个问题，这个问题现在正在从科幻小说的页面转移到科学家的实验室。我们谈论的是人造的宇宙无线电发射。不仅接受它很重要，而且破译它也很重要。尽管现有关于寻找这些信号的特定波长的预测，但必须研究整个范围。

苏联科学技术的成就、苏联载人航天器的历史性飞行、我们祖国在征服外层空间方面的最伟大成功，清楚地表明了人类数百年的梦想和最近被认为是乌托邦的计划是如何成功地实现的。在苏联实现的。我们相信，苏联天文学家能够前往月球进行观测和检验假设的日子已经不远了。

作者：L. Xanfomality

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