Огромную неподвижную чашу можно встроить в природную котловину, а антенную решётку – растянуть на километры. Здесь сравниваются более самостоятельные машины: действующие одиночные зеркала, способные поворачиваться по азимуту и высоте и следить за объектом на небе. Места распределены прежде всего по диаметру отражателя, а при равных размерах учитываются универсальность, научная роль и особенности конструкции. Три 70-метровые антенны NASA включены отдельно, потому что каждая представляет свой узел глобальной сети и обслуживает космические аппараты над другой частью Земли.
| Место | Радиотелескоп | Страна | Диаметр зеркала |
|---|---|---|---|
| 10 | Усу́да | Япония | 64 м |
| 9 | Паркс | Австралия | 64 м |
| 8 | Сардинский радиотелескоп | Италия | 64 м |
| 7 | Тяньма | Китай | 65 м |
| 6 | DSS-63, Мадрид | Испания | 70 м |
| 5 | DSS-43, Канберра | Австралия | 70 м |
| 4 | DSS-14, Голдстоун | США | 70 м |
| 3 | Телескоп Ловелла | Великобритания | 76,2 м |
| 2 | Эффельсберг | Германия | 100 м |
| 1 | Грин-Бэнк | США | 100 × 110 м |
10. Усу́да
64-метровая антенна Центра дальней космической связи Усуда заработала в 1984 году в горной части префектуры Нагано. Японскому космическому агентству требовался чувствительный инструмент для связи с межпланетными аппаратами. Радиопомехи от городов мешают слышать слабый сигнал, поэтому площадку спрятали среди возвышенностей, а передающую и приёмную аппаратуру рассчитали на большие расстояния.
Усуда сопровождала японские миссии к кометам, Луне, астероидам и планетам. Особенно важна её связь с аппаратами Hayabusa и Hayabusa2, доставившими образцы астероидов. В отличие от чисто астрономической обсерватории, такая антенна должна не только принимать естественное радиоизлучение, но и надёжно передавать команды машине, от которой ответ идёт минуты или часы.
9. Паркс
Австралийский телескоп Паркс работает с 1961 года и давно вышел за пределы первоначального проекта благодаря последовательной замене приёмников и электроники. Его 64-метровая чаша стала одним из символов радиоастрономии. Во время программы Apollo обсерватория принимала телевизионный сигнал с Луны, а позднее участвовала в обзорах пульсаров и межзвёздного газа.
Паркс способен работать совместно с другими антеннами как элемент радиоинтерферометра. В 1989 году его сигнал объединили с комплексом дальней связи в Канберре и американской решёткой VLA для приёма данных Voyager 2 во время встречи с Нептуном. Телескоп ценен не только диаметром: большая модернизируемая площадка шесть десятилетий принимает задачи, о которых создатели не могли знать.
8. Сардинский радиотелескоп
Сардинский радиотелескоп построен возле Сан-Базилио и начал научную работу в 2010-х годах. Диаметр главного зеркала составляет 64 метра. Тысячи панелей образуют активную поверхность: исполнительные механизмы корректируют деформацию, возникающую при наклоне тяжёлой конструкции. Благодаря этому антенна может работать на более коротких волнах, где небольшое отклонение формы уже портит фокусировку.
Инструмент проектировали сразу для нескольких ролей. Он наблюдает пульсары, молекулярные облака и активные ядра галактик, участвует в европейских интерферометрических сетях и поддерживает космические миссии. Подвижный вторичный отражатель и сменные приёмники позволяют быстро переходить между диапазонами. Внешне это классическая белая чаша, но её точность поддерживается непрерывной работой цифровой системы.
7. Тяньма
65-метровый радиотелескоп Тяньма находится в пригородной зоне Шанхая, но площадку выбрали там, где рельеф частично защищает от городских радиопомех. Он начал работу в 2012 году и стал важным участником китайской сети радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Совместно с удалёнными антеннами Тяньма работает как часть виртуального телескопа размером с расстояние между станциями.
Активная поверхность компенсирует изменение формы зеркала, а набор приёмников охватывает широкий частотный диапазон. Тяньма использовали для навигационной поддержки лунных и межпланетных миссий Китая, а также для наблюдения мазеров, пульсаров и областей звездообразования. Всего один дополнительный метр относительно 64-метровых соседей не создаёт революции, зато показывает, насколько точно современная конструкция соединяет астрономию и космическую связь.
6. DSS-63, Мадрид
Антенна DSS-63 стоит возле Робледо-де-Чавела примерно в 60 километрах к западу от Мадрида. Её построили как 64-метровую, а в конце 1980-х увеличили до 70 метров, чтобы улучшить связь с Voyager 2 у Нептуна. Горная котловина экранирует часть земных радиосигналов, которые могли бы заглушить чрезвычайно слабую передачу из внешней области Солнечной системы.
DSS-63 представляет европейскую точку Сети дальней космической связи NASA. Пока вращение Земли уводит аппарат из поля зрения Австралии, его принимает Испания, затем связь переходит к Калифорнии. Антенна может передавать мощные команды и принимать телеметрию многих миссий. В рейтинге она ниже двух сестёр не из-за меньшего размера, а чтобы сохранить последовательность глобальной эстафеты.
5. DSS-43, Канберра
DSS-43 расположена возле заповедника Тидбинбилла к юго-западу от Канберры. Как и две другие главные антенны сети, она выросла с 64 до 70 метров ради встречи Voyager 2 с Нептуном. После расширения отражающая поверхность получила тысячи новых панелей, а конструкция сохранила способность точно поворачивать массу в несколько тысяч тонн.
Южное положение делает DSS-43 особенно важной для аппаратов на траекториях, плохо видимых из северного полушария. Она поддерживала Voyager, миссии к Марсу и множество научных обсерваторий. В 2020 году антенна прошла длительную модернизацию приводов, кабелей и оборудования. Остановить её для ремонта сложно: слишком много далёких аппаратов рассчитывают именно на этот участок неба.
4. DSS-14, Голдстоун
Калифорнийская DSS-14, известная как Mars Antenna, стала первой гигантской антенной Сети дальней космической связи. В 1966 году её 64-метровая версия приняла работу с межпланетными миссиями, а в 1988 году диаметр увеличили до 70 метров. Огромная конструкция скользит по стальному кольцу на тонкой масляной плёнке, распределяющей нагрузку.
Кроме команд и данных космических аппаратов DSS-14 занимается радиолокационными исследованиями. Она может отправить сигнал к астероиду или планете и принять отражение, уточняя форму, расстояние и движение объекта. Эта двусторонняя способность отличает станцию от большинства радиоастрономических чаш. Первенство среди трёх одинаковых антенн ей даёт историческая роль исходного образца сети.
3. Телескоп Ловелла
76,2-метровый телескоп в Джодрелл-Бэнк завершили в 1957 году. На момент создания это был крупнейший полностью поворотный радиотелескоп. Он успел поработать почти сразу после запуска советского «Спутника-1», отслеживал носитель и стал видимым символом новой космической эпохи. Гигантская чаша движется по круговым рельсам между двумя башнями.
Инструмент получил имя своего инициатора Бернарда Ловелла. За десятилетия конструкцию неоднократно усиливали, поверхность заменяли, а приводы и электронику обновляли. Сегодня телескоп изучает пульсары и участвует в интерферометрических сетях, включая e-MERLIN. Его место выше новых 70-метровых антенн определяет не только диаметр: Ловелл доказал, что огромная подвижная чаша может оставаться научным прибором поколениями.
2. Эффельсберг
100-метровый телескоп Эффельсберг ввели в регулярную эксплуатацию в 1972 году в глубокой долине примерно в 40 километрах от Бонна. Окружающие холмы защищают приёмники от земного радиоизлучения. Стальная конструкция весит около 3200 тонн, но может полностью повернуться по азимуту примерно за пятнадцать минут и почти на девяносто градусов по высоте за несколько минут.
Инженеры применили принцип гомологичной деформации: под действием тяжести зеркало немного меняется, сохраняя форму другого точного параболоида, а смещение фокуса компенсируется. Это позволяет работать на сравнительно коротких радиоволнах. Эффельсберг наблюдает пульсары, магнитные поля, молекулярные облака, галактики и чёрные дыры, а вместе с другими станциями создаёт изображения с чрезвычайно высоким угловым разрешением.
1. Грин-Бэнк
Телескоп Роберта Бёрда в Грин-Бэнке имеет асимметричное зеркало размером примерно 100 на 110 метров и эффективную апертуру 100 метров. Приёмник вынесен в сторону, поэтому стойки не перекрывают падающее излучение и не создают лишнего рассеяния. Активная поверхность из тысяч панелей корректирует форму при каждом положении чаши. Это крупнейший в мире полностью поворотный радиотелескоп такого типа.
Обсерватория находится в Национальной зоне радиомолчания США, где работа передатчиков ограничена ради защиты чувствительных инструментов. Грин-Бэнк доступно около 85 процентов небесной сферы, а диапазон приёмников простирается от метровых до миллиметровых волн. Телескоп ищет молекулы в космосе, следит за пульсарами, картографирует газ и быстро подключается к неожиданным событиям. Первое место ему даёт сочетание размера, свободного обзора и необычной незатенённой оптики.
Диаметр важен, потому что большая площадь собирает больше слабого излучения, но список показывает предел простого сравнения. Три 70-метровые чаши ценны непрерывной связью с аппаратами, Паркс – способностью обновляться, Эффельсберг – точностью, а Грин-Бэнк – незатенённой геометрией. Гигантский радиотелескоп остаётся полезным не тогда, когда просто велик, а когда инженеры десятилетиями учат его слышать новые диапазоны.