در مقاله پيشين مختصری درباره نجوم راديويی نوشتيم و آن را به عنوان شاخه ای از نجوم معرفی کرديم که به بررسی امواج راديويی فرازمينی می پردازد.نحوه انتشار اين امواج را بررسی کرديم و دريافتيم اين امواج به دو صورت حرارتی و غير حرارتی گسيل می شود.همچنين امواج راديويی را در منظومه خورشيدی خودمان مورد مطالعه قرار داديم و پی برديم ميزان تابش امواج راديويی از سيارات تاثير گرفته از دمای هسته و ميدان الکترومغناطيسی آن ها می باشد.
در ادامه نيز قصد داريم راديو تلسکوپ ها را به عنوان ابزار اشکار سازی امواج راديويی معرفی و مختصری درباره تاريخچه و نحوه کارکرد اين ابزار بنويسيم.
راديوتلسکوپ نوعی آنتن راديويی است و همانند دستگاه های گيرنده راديويی معمولی از سه قسمت اصلي،آنتن،تقويت کننده و آشکارساز تشکيل شده است با اين تفاوت که گيرنده های معمولی برای دستيابی به صدای واضح و بدون نويز به مداری مجهز هستند که بخش های ضعيف سيگنال و نوسانات اضافه را حذف می کند اما در راديو تلسکوپ ها دستيابی به سيگنال های ضعيف فضايی هدف می باشد پس راديوتلسکوپ ها فاقد اين مدار می باشند و به نوعی اين سيگنال های ضعيف را تقويت می کنند.
در ادامه مطلب به بررسی دقيق تر ساختمان يک راديو تلسکوپ می پردازيم اما قبل از آن اندکی درباره گذشته اين ابزار و روند تکامل آن توضيح می دهيم.
اولين آنتن راديويی برای تشخيص منابع راديويی توسط کارل يانسکی يکی از مهندسان لابراتوار تلفن بل در سال 1931 ساخته شد.وی شغل خود را به شناسايی نويزها و پارازيتهای ناخواسته ای که در ارتباطات راديويی وارد و باعث ايجاد اختلال در آن ها می شد اختصاص داد.يانسکی با کمک سيم شبکه ای به ضخامت 30متر وارتفاع 6 متر برای دريافت سيگنال های راديويی در فرکانس 20.5MHZ(طول موج 14.6متر)ساخت.آنتن يانسکی بر يک صفحه گردان نصب شده بود که به آن اجازه می داد حول محور خودش چرخش کند،همچنين از چهار چرخ برای حرکت و هدايت آن استفاده شده بود.به همين علت چرخ و فلک يانسکی نام گرفت.اين مجموعه برای ذخيره سازی سيگنال های دريافتی به سيستم خودکار و کاغذ آنالوگ مجهز شده بود.يانسکی پس از چندين ماه ثبت سيگنال های دريافتی سرانجام آن ها را به سه گونه دسته بندی کرد:سيگنال های حاصل از توفان های نزديک همراه با صاعقه،سيگنال های حاصل از توفان های دور همراه با صاعقه و يک صدای خفيف هيس مانند از منبعی ناشناخته.وی بعدها پس از بررسی بيشتر دريافت که اين صدای هيس مانند از مرکز کهکشان راه شيری ساطع می شود.امروزه به افتخار کشف مهم کارل يانسکی،واحد شار راديويی را که از فضا دريافت می شود به نام او نام گذاری کرده اند.در فاصله 6 سال پس از اين کشف مهم،در سال 1937 منجم آماتوری به نام گروت ربر که مهندس برق بود با دنبال کردن کار يانسکی توانست اولين تلسکوپ راديويی بشقابی شکل(ديش)را در حياط منزل خود به قطر 9متر بسازد و به وسيله آن اولين نقشه راديويی آسمان را در فرکانس راديويی بالا(VHF)تهيه کرد.
امروزه نيز اکثر راديو تلسکوپ ها به شکل ديش ساخته می شوند.آنتن های بشقابی يا ديش ها از لحاظ کارکرد مانند بازتابنده های نوری در تلسکوپ های نوری عمل می کنند.همان طور که اين بازتابنده ها امواج نور را متمرکز می کنند،ديش ها نيز امواج راديويی را جمع و آنها را در يک گيرنده يا رسيور متمرکز می کنند.بنابراين هر چه سطح ديش بزرگتر باشد توان جمع آوری امواج و تفکيک آن ها بيشتر است.
اما محدوديتی در رابطه با گسترش سطح ديش ها برای دستيابی به توان تفکيک بالاتر وجود دارد و آن اين است که افزايش سطح ديش ها باعث سنگين شدن بيش از حد سازه و در نتيجه ناپايداری آن می گردد و ساخت چنين سازه ای هزينه ای بسيار در بر دارد.همچنين درايو کردن اين ديش و چرخش آن نيازمند نيرويی بسيار می باشد.عوامل محيطی نيز در ايجاد محدوديت بی تاثير نبوده و وزش بادهای شديد باعث ايجاد انحنا و پيچ خوردگی در سطح سهمی وار ديش می شود و امواج راديويی به دليل همين پيچ خوردگی منحرف شده و به خوبی به گيرنده بازتابيده نمی شوند.
تا به حال بزرگترين آنتن بشقابی که ساخته شده دارای قطر 305 متر می باشد و در کشور پورتريکو قرار دارد.اين راديو تلسکوپ عظيم قادر به چرخش نبوده و به صورت ثابت در زمين نصب است بنابراين برای رصد يک جرم خاص می بايست آنقدر صبر کرد تا در اثر حرکت وضعی يا انتقالي زمين آن هدف در راستای ديد بشقاب قرار گيرد.
و اما روش ديگری نيز برای رفع اين مشکل و دستيابی به توان تفکيک بالاتر به وجود آمده است که تداخل سنجی راديويی نام دارد.در اين روش مجموعه ای از چند راديوتلسکوپ را روی خطی که خط مبنا ناميده می شود به فاصله معينی از هم قرار می دهند،اين فاصله که از مجموع قطر ديش ها بيشتر است مانند يک ديش واحد عمل کرده و توان تفکيک را چندين برابر افزايش می دهد.نمونه ای از اين گونه راديوتلسکوپ ها که به نام آرايه خيلی بزرگ(VLA) ناميده می شود در نيومکزيکو امريکا قرار دارد و طول خط مبنای آن 36 کيلومتر است،اين مجموعه عظيم از 27 عدد تلسکوپ با قطر بشقاب 25متر تشکيل شده و توان تفکيک آن معادل يک راديوتلسکوپ تک بشقابی به قطر 36کيلومتر می باشد.
اگر بطور دقيق تر به ساختار فنی يک راديوتلسکوپ نگاهی بيندازيم در مي يابيم که اين مجموعه شامل 8 قسمت اصلی«آنتن،پيش تقويت کننده،مخلوط کننده،نوسان ساز يا اسيلاتور،تقويت کننده فرکانس متوسط،آشکارساز نيم موج،تقويت کننده DC و ذخيره کننده»مي باشد.
آنتن يکی از قسمت های مشهود راديو تلسکوپ است.آنتن ها يا فرستنده امواج می باشند يا گيرنده آن.در آنتن های فرستنده،سيگنال و پالس های ايجاد شده توسط مدارات الکترونيکی به آنتن منتقل شده و باعث تحريک الکترونها و نوسان آنها می شود و به دنبال آن امواج الکترومغناطيسی توليد شده،و انتشار می يابد.
در آنتن های گيرنده که آنتن های راديوتلسکوپ ها نيز از اين دسته اند،اين مسير به عکس طی می شود،بدين صورت که امواج الکترومغناطيسی باعث تحريک الکترون ها در آنتن شده و جريان توليد شده به مدارات الکترونيکی وارد می شود.
پيش تقويت کننده وظيفه دارد امواج دريافتی توسط آنتن را که بسيار ضعيف می باشد تا ميليون ها بار تقويت نمايد.
مخلوط کننده نيز سيگنال های دريافتی از تقويت کننده را با سيگنال هايی که به وسيله نوسان ساز توليد می شود به منظور کاهش فرکانس با هم ادغام می کند.اين کار به اين دليل انجام می شود که اولاً قطعات الکترونيکی و فيلتر های خازنی قادر به کار در فرکانس بالا نمی باشند،ثانياً اگر فرکانس کاری سيستم بالا باشد امکان فيدبک امواج به آنتن و اختلال در کار آن بالا می رود.
تقويت کننده فرکانس متوسط  تنها به محدوده خاصی از امواج اجازه عبور می دهد و بقيه را فيلتر می کند بدين ترتيب فرکانس های زائد حذف می شود
و اما سيگنال هايی که از مخلوط کننده گذشته و قسمت های زائد آن فيلتر شده به صورت شکل موج سينوسی بوده و دائما در حال نوسان بين يک مقدار مثبت و منفی می باشد،اين خروجی برای آناليز و ذخيره اطلاعات مناسب نمی باشد و بايد قسمت منفی شکل موج حذف گردد.در قسمت آشکار ساز نيم موج و با استفاده از يک ديود معمولی انجام اين عمل ميسر می شود.
تقويت کننده DC وظيفه تقويت امواج يکسو شده دريافتی از مرحله قبل و حذف نويز های اضافی شکل موج را به روش انتگرال گيری با ثابت زمانی معين بر عهده دارد که توضيح آن در قالب اين متن نمی گنجد.
در مرحله آخر پس از طی اين فرايند پيچيده اطلاعات به صورت سيگنال های ديجيتال که شامل ماتريس هايی با چند سطر و ستون می باشد،در کامپيوتر ذخيره شده و تصوير سازی می شوند.روش تصوير سازی بدين صورت می باشد که در هر ماتريس چند ستونی از اعداد،مثلاً برای بزرگترين عدد رنگ سفيد و برای کوچکترين عدد رنگ سياه در نظر گرفته می شود،اعداد بين اين دو نيز طيف رنگی متناسب با آن را می پذيرند.به اين صورت يک تصوير بر اساس شدت انرژی جرم مورد نظر به وجود می آيد.