Radiotelescópio

Tipos de radiotelescópios

O radiotelescópio é um observatório com grandes antenas que se parecem com satélites. Existem muitos tipos diferentes que os cientistas usam para estudar os segredos do Universo. A tabela a seguir destaca os vários tipos de telescópios que existem:

• Telescópio de prato parabólico: O prato é a parte mais importante de um radiotelescópio. É um satélite curvo, muito grande e plano, que capta ondas de rádio fracas de muito longe no espaço e as reflete para uma parte pontiaguda chamada receptor. A forma de prato do radiotelescópio funciona como uma grande antena parabólica.
• Sondas: Sondas são pequenos radiotelescópios que os cientistas enviam para o espaço em foguetes para medir diferentes coisas na atmosfera ou no espaço. Elas nos ajudam a aprender mais sobre o ar ao redor dos planetas e a matéria entre as estrelas. Algumas sondas espaciais famosas são Voyager 1 e 2, que passaram por Júpiter e Saturno, e New Horizons, que passou por Plutão.
• Radiointerferômetros: Um interferômetro de base muito longa (VLBI) é uma rede de radiotelescópios localizados em diferentes países que trabalham em conjunto para tirar fotos de objetos muito distantes no espaço, como buracos negros e galáxias. Cada radiotelescópio detecta as mesmas ondas de rádio do espaço exterior, e os "receptores" de computador combinam os dados de todos eles. Isso ajuda os cientistas a ver detalhes muito pequenos para serem vistos por um único telescópio.
• Espectrômetros: As ferramentas chamadas espectrômetros de rádio "falam" as ondas de rádio que eles "sentem" em frequências. Eles ajudam os cientistas a descobrir a composição de galáxias muito distantes e a saber quais produtos químicos estão lá.
• Estações de monitoramento: Pequenos telescópios espaciais chamados estações de monitoramento estão sempre procurando mudanças em explosões solares, pulsares e qualquer coisa inesperada no espaço. Ao observar constantemente, eles podem detectar novos fenômenos precocemente.
• Telescópios de reconhecimento: Alguns telescópios menores podem ser chamados de telescópios de reconhecimento. Eles são como sistemas de alerta precoce que os cientistas usam para encontrar algo novo acontecendo no espaço e, em seguida, usar telescópios maiores para estudá-lo com mais detalhes.

Função e características

• Grande área de coleta (abertura): O prato principal ou antena do radiotelescópio é chamado de abertura. Ele precisa ser grande para capturar muitas das ondas de rádio fracas que vêm de objetos espaciais distantes. Quanto maior ele for, melhor ele pode coletar sinais. Isso é muito importante porque a maioria dos sinais de galáxias distantes são bastante fracos.

• Precisão (precisão de rastreamento/apontamento): É crucial que o telescópio possa seguir com precisão coordenadas muito precisas no céu para evitar perder os pequenos sinais de galáxias distantes. Uma pessoa habilidosa é necessária para operá-lo, bem como equipamentos eletrônicos avançados. O telescópio precisa ter certeza de que sabe exatamente em qual ponto do espaço está olhando para que pequenos sinais possam ser detectados de muito longe.

• Sensores C: Os sensores C são partes importantes dos radiotelescópios. Eles permitem que o telescópio saiba exatamente quais coordenadas no céu ele está olhando para que pequenos sinais vindos de lugares distantes possam ser detectados. O telescópio precisa de equipamentos que possam sentir as ondas de rádio com precisão. Isso ajuda a garantir que o radiotelescópio tenha certeza de sua localização no espaço para coletar adequadamente sinais de fontes distantes.

• Receptores de rádio: Assim como os telescópios ópticos usam câmeras para tirar fotos da luz, os radiotelescópios usam instrumentos especiais chamados receptores de rádio. Esses receptores de rádio são semelhantes às câmeras; eles captam as ondas de rádio que foram transformadas em uma imagem. Os dados podem ser salvos em máquinas para visualização posterior. As ondas de rádio são convertidas em algo que parece uma fotografia para que os cientistas possam estudar as formas das galáxias e estrelas. Em vez de lentes, os radiotelescópios dependem de receptores de rádio de boa qualidade para criar imagens.

• Um longo conjunto de coordenadas: A síntese de abertura é uma técnica inteligente que ajuda os telescópios a funcionar melhor. Ela combina dados de muitas antenas diferentes, mesmo as que estão muito distantes, para criar imagens detalhadas de fontes de rádio no céu. Para que isso funcione, as antenas precisam estar localizadas ao longo de uma longa linha de coordenadas norte-sul e leste-oeste. Isso ajuda a captar sinais que vêm de direções específicas, o que é importante para obter imagens claras. Ao misturar sinais de muitas antenas distribuídas em uma área ampla, os telescópios podem ver precisamente as ondas de rádio em vez de apenas um grande prato. Essa técnica é chamada de síntese de abertura. Ela usa dados de várias antenas, mesmo as que estão muito distantes, para produzir imagens nítidas do que está irradiando no céu.

Cenários de radiotelescópios

Os radiotelescópios são usados para observar fenômenos de rádio cósmicos e têm muitas aplicações em astronomia, exploração espacial, medicina, forças armadas e instituições educacionais.

• Astronomia

  Existem muitas aplicações de radiotelescópios em astronomia. Eles incluem detectar a presença de raios cósmicos no espaço, mapear a estrutura da Via Láctea e determinar o movimento e a densidade do gás em galáxias distantes. Os radiotelescópios também são usados para detectar a presença de pulsares e quasares e realizar experimentos para aprender mais sobre ondas gravitacionais.

• Exploração espacial

  Os radiotelescópios desempenham um papel vital no monitoramento e comunicação com satélites, ônibus espaciais e espaçonaves que estão fora do alcance dos sistemas de comunicação convencionais, porque são capazes de receber ondas de rádio emitidas por ônibus espaciais. Eles também são usados para rastrear o movimento de espaçonaves e mapear sua trajetória.

• Medicina

  Os radiotelescópios têm algumas aplicações médicas, como diagnosticar pacientes com doenças cardíacas e rastrear o movimento dos pulmões durante a respiração. Quando um paciente cardíaco usa um pequeno dispositivo no bolso, as antenas ao redor do coração podem emitir ondas de rádio. O radiotelescópio pode detectar se existem padrões ou estruturas cardíacas irregulares. O dispositivo pode ajudar os médicos a saber mais sobre o coração do paciente e criar um melhor plano de tratamento.

• Militares

  As forças armadas também usam radiotelescópios para vários propósitos, como vigiar uma área, detectar a posição, movimento e velocidade de um alvo e muito mais, para que possam tomar medidas. Eles também podem ser usados para rastrear mísseis e bombas e para aumentar a defesa contra ataques cibernéticos.

• Educação

  Estudantes e professores podem usar telescópios para estudar os princípios básicos de sistemas de rádio e fenômenos de ondas. Construir um radiotelescópio pode ajudar os alunos a entender melhor ondas, eletricidade, magnetismo, óptica e astronomia. Eles também fornecem uma experiência de aprendizagem prática em que os alunos aprendem juntos e cultivam o amor e a curiosidade pela ciência.

Como escolher um radiotelescópio

Há muitas coisas para observar ao escolher um radiotelescópio. Elas ajudarão a aproximar-se da realização da intenção de observar o céu por rádio. Seja para fins profissionais ou apenas para desfrutar em casa, veja quais são elas abaixo;

• Orçamento: Antes de mais nada, é importante saber quanto está alocado para comprar um radiotelescópio. Eles podem variar de milhares de dólares a apenas centenas. Como dito anteriormente, o orçamento determinará as opções disponíveis. Ele também ajuda a peneirar e reduzir as escolhas com base em quanto está alocado para gastar em um.
• Pesquisa: Depois de saber quanto está alocado para gastar em um radiotelescópio, é hora de pesquisar os diferentes tipos disponíveis. Eles realmente se encaixam no que é necessário? Eles estão dentro do orçamento listado? Além disso, procure fornecedores que ofereçam opções de OME ou personalização e veja se vale a pena conferir.
• Colocamento/Teste in situ: Outra coisa importante a fazer antes de comprar um radiotelescópio é determinar onde ele será localizado. Isso ocorre porque, o teste in situ, ou teste em condições de campo, só pode ser feito se um radiotelescópio estiver dentro ou fora. Se estiver do lado de fora, verifique se ele será protegido dos elementos (mau tempo) e que tipo de acessibilidade o ambiente oferece ao equipamento para exame e manutenção. O teste in situ, ou teste em condições de campo, de telescópios é frequentemente necessário para determinar se o equipamento pode executar as tarefas desejadas em condições reais.
• Escala: Outro fator que desempenha um papel importante na observação de rádio é a escala do equipamento. Matrizes maiores oferecem maior sensibilidade e poder de resolução, mas também são mais caras e complexas de operar.
• Tipo: Como visto acima, muitos tipos diferentes de radiotelescópios têm capacidades diferentes. Essas capacidades incluem a capacidade de mapear grandes áreas do céu e medir sinais fracos.
• Matriz: Escolher entre um radiotelescópio de prato único ou uma matriz (mais de um telescópio trabalhando em conjunto) é outra decisão a ser tomada. Uma matriz pode ser remota, mas mais eficiente.
• Acesso: As estações receptoras devem ser localizadas. Elas devem ser acessíveis para que os observadores possam acessá-las facilmente durante os períodos de observação agendados. Isso aumenta a possibilidade de maximizar o tempo de observação em bom tempo, minimizando o tempo de inatividade do equipamento devido a problemas de manutenção ou reparo.

Perguntas e respostas sobre radiotelescópios

P: Qual é a maior resolução que os radiotelescópios podem atingir?

R: Os radiotelescópios atuais podem atingir uma resolução de 10 milisegundos de arco. Isso é possível devido à técnica de interferometria de base muito longa (VLBI) que liga telescópios que estão separados por muitos quilômetros.

P: Quais são alguns desafios da observação de radiotelescópios?

R: As ondas de rádio do espaço podem ser afetadas pela atmosfera da Terra. O clima, como vento e chuva, também pode interferir nas observações. Alguns telescópios são mais sensíveis às condições climáticas. Os radiotelescópios precisam ser localizados em áreas remotas, longe da luz e da interferência de frequência de rádio, para obter sinais claros. Isso torna o transporte de equipamentos e pessoal mais difícil.

P: Como mais antenas de prato melhoram o sistema de radiotelescópios?

R: Mais antenas de prato melhoram o sistema de radiotelescópios, fornecendo mais área de coleta para detectar sinais de rádio fracos e aumentando as linhas de base oferecidas, o que melhora o poder de resolução do sistema.