"Тарелки" радиотелескопов уйдут в небытие

Лю Шеффер (Lou Scheffer) из калифорнийской компании Cadence Design Systems предложил создать распределенную антенну, представляющую собой массив из миллионов небольших антенн, выполненных по технологии печатных плат. Такие антенны стоят очень дешево и в настоящее время широко используются в различной потребительской аппаратуре — например, в беспроводных гарнитурах для мобильных телефонов и в GPS-приемниках. Управляя фазой сигнала, направляемого на каждую отдельную антенну в огромном массиве, можно сформировать мощный и одновременно узкий луч даже без использования вращающихся «тарелок» антенн циклопических радиотелескопов, и даже без каких-либо движущихся частей вообще.

Технология так называемых «фазированных решеток» позволяет за счет интерференции сформировать радиолокационный луч с произвольной диаграммой направленности, а также эффективно управлять им, практически мгновенно меняя его направление в пространстве или даже формируя несколько разнонаправленных лучей одновременно. Подобные технологии все шире используются в военных радарах — в частности, в авиационных и корабельных системах, радарах ПВО и ПРО. Давно применяются они и в астрономии — «изюминка» идеи калифорнийского инженера в том, что он предложил использовать для формирования подобной антенны модули, создаваемые по широко распространенной технологии печатного монтажа.

Базовым компонентом подобной антенны станут квадратные излучательные элементы со стороной 25 см, на которых методом печатного монтажа будут размещены 100 антенн, а также управляющий ими чип. Мощность каждой антенны — 10 мВт. Тысячи подобных модулей можно установить на любой поверхности — например, наклеив на бетонную плиту. Управление антенной осуществляется с центрального компьютера.

Несмотря на малую мощность каждого элемента в отдельности, массив из 500 тыс. модулей позволит в два раза превысить мощность, излучаемую гигантской антенной радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико. Массовое производство подобных модулей можно осуществить с помощью уже имеющихся технологий. В настоящее время, сообщает New Scientist, стоимость одного такого модуля оценивается в $20. Производство полумиллиона модулей обойдется соответственно в $10 млн., монтаж и настройка — еще в $6 млн. Итого радиотелескоп с беспрецедентными характеристиками можно будет создать всего за $16 млн. Это существенно меньше стоимости крупнейших современных радиотелескопов. Для сравнения, куда более скромный радиотелескоп в Грин-Бэнк в Калифорнии, строительство которого было завершено в 2000 году, обошелся в $100 млн. Немаловажным достоинством подобной конструкции является его низкая парусность, что позволит эксплуатировать его в любых погодных и климатических условиях.

Подобный антенный массив можно использовать в самых различных целях. Например, с его помощью можно организовать надежную бесперебойную связь с космическими станциями, исследующими далекие планеты и глубокий космос, и даже связываться с несколькими аппаратами одновременно. У ученых появляется возможность радиолокации далеких планет и даже астероидов.

Новая идея уже вызвала энтузиазм у астрономов. Правда, автор идеи, по мнению некоторых из них, недооценил вычислительные возможности компьютера, которому предстоит управлять столь сложной системой. Мартин Слэйд (Martin Slade) из лаборатории реактивного движения НАСА в г. Пасадена считает, что каждый модуль должен быть оснащен собственной материнской платой. Это поднимет его стоимость примерно до $50, но даже в этом случае новый радиотелескоп будет существенно дешевле существующих. Правда, калибровка и настройка подобной антенны будет весьма непростой задачей.

Наверняка заинтересует новая идея и военных. Возможность создавать дешевые, легко маскируемые протяженные антенные поля, которые, к тому же, можно эксплуатировать где угодно и когда угодно, невзирая на погодные условия, позволит создать, к примеру, новые системы предупреждения о ракетном нападении даже странам с не самым богатым военным бюджетом.