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».
После открытия и отладки антенна начнет передавать 130 мегабайт информации в секунду на пять наземных станций: в Японии, Западной Вирджинии (США), в центре НАСА в Калифорнии, в Австралии и Испании. Каждая из приемных станций снабжена одиннадцатиметровой антенной, разработанной в НАСА. Все участники проекта подчеркивают, что он в принципе был бы невозможен без глобального международного сотрудничества. А в нем участвуют почти сорок радиотелескопов из пятнадцати стран. Десять — в Америке, двенадцать расположены от Англии до Китая, а в южном полушарии еще столько же от Австралии до Южной Африки. Информация со спутника записывается на магнитофонные ленты компьютера и перевозится в два места — японский исследовательский центр «Митака» в пригороде Токио и в Нью-Мексико, где согласуется с данными, полученными наземными телескопами.