С момента появления телескопа в 1609 году более трехсот лет исследователи небес пользовались приборами, действующими лишь в видимой части электромагнитного спектра, обрамленной узкими участками ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Только в 1930-х годах появились инструменты, способные регистрировать космические сигналы в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах. Так родилась новая ветвь космической науки — радиоастрономия. В 1927 году компания «Белл» запустила первый в мире трансатлантический радиотелефон. Связь была несовершенной из-за множества помех, и 23-летнему физику Карлу Янскому поручили выяснить их причину. Чтобы решить эту задачу, он смонтировал в Холмделе в штате Нью-Джерси десять вертикальных прямоугольных рамочных антенн, соединил их в единую цепь и установил на вращающуюся 30-метровую раму. Эта система была настроена на прием сигналов на частоте 20,5 МГц (14,6 м). В 1930 году Янский нашел два очевидных и предсказуемых источника помех — близкие и дальние грозы. Но в его наушниках постоянно слышалось слабое шипение, причина которого не поддавалась объяснению. К 1932 году Янский обнаружил, что загадочные помехи изменяются с периодичностью звездных суток (23 часа 56 минут) и, следовательно, возникают за пределами Солнечной системы. В дальнейшем выяснилось, что излучение приходит из Млечного Пути — иными словами, из плоскости нашей Галактики. Ученому повезло: как раз тогда плотность солнечных пятен держалась на минимуме и по ночам ионосфера хорошо пропускала 15-метровые волны. В период активного Солнца «карусель Янского» была бы бесполезной. Открытие межзвездных волн, как их называл Янский, вызвало немалый шум — в мае 1933 года о нем сообщила даже «Нью-Йорк Таймс». Ученый пытался убедить руководство «Белл» построить 30-метровую тарелочную антенну и серьезно заняться космическими радиосигналами. Но менеджеры щедрости не проявили и перебросили Янского на другой проект. У астрономических обсерваторий тоже не было лишних денег и желания тратиться на радиоаппаратуру. Изложив свои результаты в четырех статьях (двух — в инженерном журнале, одной — в Popular Astronomy и одной — в Nature), Янский распрощался с радиоастрономией. Тем не менее дело Янского не пропало. На его работы обратили внимание физик из Мичиганского университета Джон Краус и молодой радиоинженер Гроут Ребер. Первый уже в 1933 году соорудил небольшой радиотелескоп с отражающей антенной, но не смог ничего поймать из-за низкой чувствительности приемника. После Второй мировой он основал радиоастрономическую обсерваторию при Университете Огайо и написал ставший классическим учебник по новой науке. А Ребер в 1937 году построил на пустыре рядом с родительским домом первый в мире радиотелескоп с поворотной параболической антенной, приступил к регулярным наблюдениям и в 1942 году опубликовал карту радионеба Северного полушария. В том же 1942 году англичанин Джеймс Хей поймал солнечные радиосигналы; в 1942—1943 годах радионаблюдения Солнца вели Ребер и Джеральд Саутворт, известный американский радиоинженер, изобретатель волновода. Тогда же разработчики немецких радаров заметили отражение радиоволн от поверхности Луны, о чем стало известно лишь после войны. Бурное развитие радиоастрономии началось после Второй мировой войны (этому сильно способствовало освоение технологий, возникших в ходе работы над радиолокаторами). Сначала в Великобритании, а потом и в других странах начали строить телескопы с антеннами размером в десятки метров — сперва неподвижными, а затем и поворотными. Вскоре появились системы из нескольких связанных радиотелескопов — радиоинтерферометры. Такие нововведения в сочетании с новой аппаратурой для усиления и фильтрации радиосигналов значительно улучшили чувствительность радиотелескопов и их угловое разрешение. Радиоастрономия постепенно превращалась в «большую» науку, способную не только регистрировать космические источники радиоволн, но преобразить все исследования небесных явлений. В 1960-х годах она стала столь же серьезной научной дисциплиной, что и оптическая астрономия. Главная заслуга радиоастрономии — то, что она неизмеримо расширила возможности получения информации о космическом пространстве. Астрономы десятки веков смотрели на мир сквозь узкое окошко видимого света и его ближайшего окружения. Появление радиотелескопов позволило выйти за эти рамки и открыло путь к современной всеволновой астрономии. Радиотелескопы зарегистрировали синхротронные излучения, возникающие при движении релятивистских электронов в мощных магнитных полях, окружающих сверхмассивные черные дыры в галактических ядрах. Эти дыры закручивают и втягивают окружающий космический газ, выбрасывая при этом в пространство две разнонаправленные струи (джеты) заряженных частиц. Если джет движется по направлению к Земле, то наблюдаемый источник называют квазаром. Когда джеты перпендикулярны направлению на Землю, такой источник называют радиогалактикой. Если джеты сильно взаимодействуют с ионизированным газом вокруг черной дыры, галактика светит как в радиодиапазоне, так и в инфракрасной области, видимом свете, ультрафиолете и рентгене (такие галактики называют сейфертовскими). Именно благодаря радиоастрономии ученые поняли природу активных галактических ядер, окружающих черные дыры. Ранее считалось, что космические процессы по большей части питаются энергией термоядерного звездного синтеза и звездных взрывов. Также радиоастрономия открыла исполинские облака космического водорода, не говоря уже о более сложных молекулах. Оптическая астрономия прекрасно отслеживает звезды, но может сказать совсем немного о межзвездной среде. Радиоастрономия позволяет также наблюдать гравитационные сгущения холодных газовых облаков, в ходе которых рождаются звезды и формируются галактики. Конечно, были и другие замечательные достижения, например, открытие пульсаров и микроволнового реликтового излучения — это тоже заслуга радиоастрономов.
Основной прибор радиоастронома - радиотелескоп, как правило, представляющий из себя большую параболическую антенну с комплексом приемно-усилительной, обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры. Чем больше диаметр зеркала радиотелескопа, тем более слабое излучение он способен уловить. Один из крупнейших радиотелескопов Европы установлен в Калязинской радиоастрономической обсерватории. Это телескоп РТ-64 (ТНА-1500). Диаметр зеркала составляет 64 метра, масса зеркала - 800 т, общая масса конструкции - 3800 т. Редкий путешественник, проезжая Калязин, не обратит внимание на возвышающуюся над лесом огромную "тарелку". И хотя попасть на территорию обсерватории человеку "со стороны" не удастся, на него стОит посмотреть, т.к., благодаря своим размерам, телескоп прекрасно виден и из-за забора. Уникальность данного телескопа состоит в том, что он является полноповоротным, т.е. способен вращаться на 360° в горизонтальной плоскости и на 90° в вертикальной. Строительство радиотелескопа началось в 1974 году, введен в строй в 1992г. В 2010 году в обсерватории произошёл пожар, в результате которого пострадало дорогостоящее оборудование и главная антенна. Реконструкция и восстановление в рамках Федеральной космической программы продолжались 2 года. В ходе работ проведена замена системы энергоснабжения, реконструирована надзеркальная кабина, в которой размещён комплекс приёмо-передающего оборудования. Проведена замена зеркала малого диаметра и улучшена форма поверхности главного зеркала. Всё это повысило чувствительность радиотелескопа и сделало доступным более высокий частотный диапазон наблюдений космических радиоисточников.
Радиоастрономическая обсерватория в Калязине — это филиал Центра космической связи «Медвежьи озера». В 17 км от Москвы, в месте, называемом Медвежьими озерами, расположен аналогичный радиотелескоп РТ-64. Оба радиотелескопа информационно связаны друг с другом и могут рассматриваться как единый комплекс. Наличие двух РТ-64, расположенных на небольшом (в масштабах планеты) расстоянии друг от друга, дает возможность для получения высокоточных сигналов, эквивалентных получаемым данным с радиотелескопом с антенной порядка 80 м. На сегодняшний день это единственный имеющийся в России комплекс такого класса, находящийся в рабочем состоянии и решающий широкий спектр задач по радиоастрономии.
