docgid.ru

Астрономические обсерватории. Что такое обсерватория и для чего она нужна? Первые государственные обсерватории в европе

СодержаниеПредисловие
Древние обсерватории разных народов
мира
Средневековые обсерватории
Первые обсерватории и наблюдения за
космосом в России
Бонус

Предисловие

Свет далёких звёзд во все времена манил
людей своей загадочностью. И невероятная
закономерность тех или иных событий на
небе вызывала различные эмоции у людей и
была даже некоторая предначертанность
жизни. Но для выявления этих
закономерностей нужны были регулярные
наблюдения за небом и космосом. С этой
целью ещё в давние времена и были
построены обсерватории.

Обсерватории древних Майя

До нашей эры одни из
наиболее развитых народов
в исследовании космоса
были древние племена
Майя. Именно у этого народа
появились одни из самых
первых обсерваторий. Это
древняя картинка
показывает обсерваторию
Майя тех времён. Она
напоминает по виду
современные сооружения, но
купол у неё не вращается,
так как сделан он из камня

Обсерватории древних Майя

Астрономы Майя
проводили наблюдения
за небесными
светилами из каменных
обсерваторий, которые
были во многих городах.
Астрономические
расчёты жрецов Майя
отличались
невероятной точностью.
На фото изображена
обсерватория Паленке.

Самая большая обсерватория древних Майя

Но среди многих
обсерваторий
выделяется своими
размерами именно
Караколь –
обсерватория в
городе Чичен-Ица.

Астрономия в племенах Майя

Астрономический
комплекс в древнем
городе Уашактун.

Астрономический комплекс в Паленке

Исследования Майя

Вообще жрецы
племён Майя
совершили большой
прорыв в
астрономии,
изучения космоса и
созвездий. Одна из
наиболее изученных
планет племенами
Майя – Венера

Первые обсерватории в Китае

Но Китай тоже сделал
весомый вклад в
астрономию. Первыми
обсерваториями в этой
стране принято считать
обсерваторию
правителя У-Вана из
династии Чжоу,
правившей в
Поднебесной в 12 веке
до н.э. Построена она
была в городе Чжоугун,
который находится в
современной провинции
Хэнань.

Вклад древнего Китая

Благодаря появлению
обсерваторий и наблюдениям
китайских астрологов именно в
этой стране появился первый
звёздный глобус.
Также китайские астрономы
ввели в обиход солнечные и
лунные календари, составлены
звёздные каталоги, небо более
точно разделено на созвездия,
чем у древних Майя.
Именно в Китае изобретено
множество приборов и
приспособлений, которые
используются астрологами и по
сей день.

Астрология средних веков

В средние века люди
были очень
безграмотны (даже
короли и
императоры входили
в это число) и им
свойственно было
доверять звёздам,
верить что всё
происходит по воле
звёзд.

Однако не везде
ситуация была такая
плачевная. Очень
большой вклад в
развитие
астрономии и
астрологии сделали
арабские и
византийские
учёные.

Старая королевская обсерватория

Старая королевская
обсерватория в
Гринвиче была
построена Карлом II,
назначением её
было точное
определение
кораблей по звёздам

Первые исследования космоса в России

Первые исследования космоса и
первые обсерватории появились
лишь в эпоху Петра I. Петр решил
перенять опыт стран Европы, где
астрономия существовала уже
давно. Он встретился со многими
европейскими и арабскими
астрологами и астрономами, многое
от них узнал и отдал приказ создать
и в России обсерватории, где
западные исследователи делились
опытом с нашими. Сначала
появилась обсерватория в Москве, в
Сухаревской башне. Там имелся
двухметровый звёздный глобус,
привезённый из Голландии. Затем
ещё одна обсерватория была
построена в Санкт-Петербурге в
здании первого российского музея –
Кунсткамера.

Не очень старая, но очень красивая обсерватория в г. Лос-Анджелес, США.

Не очень старая, но очень
красивая обсерватория в г. Лос Это знаменитая
Анджелес, США.
обсерватория
Гриффита, открытая
14 мая 1935 года. Не
очень старая, но
очень красивая, с
которой открывается
прекрасный вид на
город

Астрономические обсерватории - научно-исследовательские учреждения, в которых ведутся систематические наблюдения небесных светил и явлений и проводятся исследования в области астрономии. Обсерватории оснащены инструментами для наблюдений (оптическими телескопами и радиотелескопами), специальными лабораторными приборами для обработки результатов наблюдений: астрофотографий, спектрограмм, записей астрофотометров и других приспособлений, регистрирующих различные характеристики изучения небесных светил, и т. п.

Создание первых астрономических обсерваторий теряется в глубине веков. Древнейшие обсерватории были построены в Ассирии, Вавилоне, Китае, Египте, Персии, Индии, Мексике, Перу и некоторых других государствах несколько тысячелетий назад. Древние египетские жрецы, которые были по существу и первыми астрономами, вели наблюдения с плоских площадок, специально сделанных на вершинах пирамид.

В Англии были обнаружены остатки удивительной астрономической обсерватории, сооруженной еще в каменном веке, - Стоунхендж. «Инструментами» для наблюдений на этой обсерватории, которая была одновременно и храмом, служили каменные плиты, установленные в определенном порядке.

Еще одна древнейшая обсерватория была открыта недавно на территории Армянской ССР, неподалеку от Еревана. По мнению археологов, обсерватория эта была построена около 5 тыс. лет назад, задолго до образования Урарту - первого государства, возникшего на территории нашей страны.

Выдающуюся для своего времени обсерваторию построил в XV в. в Самарканде великий узбекский астроном Улугбек. Главным инструментом обсерватории был гигантский квадрант для измерения угловых расстояний звезд и других светил. На этой обсерватории при непосредственном участии Улугбека был составлен знаменитый каталог, в котором содержались координаты 1018 звезд, определенных с невиданной до того точностью. В течение долгого времени этот каталог считался лучшим в мире.

Астрономический павильон

Астрономическую башню с куполом соорудить непросто. Но для установ­ки относительно небольших астроно­мических приборов достаточно постро­ить астрономический павильон. Он может иметь крышу, откатывающуюся по направляющим в горизонтальной плоскости (рис. 1), или крышу, кото­рая по наклонным направляющим скатывается на две стороны (рис. 2). Павильон обеспечивает обзор звезд­ного неба во всех направлениях, что особенно важно при обзорных наблю­дениях звездного неба, при поисках комет, при визуальных наблюдениях переменных звезд. Нетрудно по­строить павильон размером 2,5 х 5,0 м для 2 инструментов (два те­лескопа, телескоп и астрограф и т. п.). Такой павильон лучше всего сделать с крышей, которая по горизонтальным направлениям будет раздвигаться в две противоположные стороны.

Простейший павильон - это не­большая будка, которая на время наблюдений откатывается в сторону по направляющим. Она пре­дохраняет инструмент от поврежде­ний, влаги, снега и пыли; удобна для стационарной установки метеорного патруля или небольшого телескопа.

Аппаратура для наблюдения се­ребристых облаков устанавливается в павильоне, где крыша неподвижна, а открывается (на шарнирах) или откатывается в сторону стена па­вильона, обращенная на север. Здесь вы можете установить фотокамеру для покадровой киносъемки сере­бристых облаков, теодолит, группу фо­тоаппаратов для панорамной съемки облаков и т. п.

Любые инструменты в павильоне (также как и в астрономической башне) устанавливаются на фунда­ментах, изолированных от пола и углубленных в землю не менее чем на 1 м. Фундамент делайте из бетона или кирпича. Вы можете также вко­пать 4 деревянных бруса, обшить их доской, а внутренность заполнить битым кирпичом, галькой или песком. Это придаст необходимую массу фундаменту. Верх покройте толстой доской.

Крыша вашего павильона должна быть жесткой и в то же время легкой; тогда она станет свободно переме­щаться. Основание крыши (раму) сделайте из бруса или сколотите между собой доски толщиной 40- 50 мм.

Брусья соедините между собой в шип, а место соединения скрепите болтами. В брусьях основания, отсту­пив на 70-80 см от места их соеди­нения, проделайте пазы под углом 45°. В них вложите и прибейте бру­сочки. Четыре таких брусочка (по числу углов основания) придадут крыше необходимую жесткость. Ска­ты крыши выполните в виде обрешет­ки, покройте фанерой и приклейте эпоксидной смолой стеклоткань. На­правляющие также изго­товьте из бруса. К ним шурупами крепится уголок, тавр или же сталь­ной пруток, стальная труба диаметром 10-15 мм, а к основанию крыши кре­пятся каточки. При длине крыши 2-3 м достаточно будет по­ставить по два каточка на каждую сторону основания. При более длин­ной крыше, чтобы она не провисала, добавьте еще по одному каточку.

В том случае, когда у вас правиль­но будут выставлены направляющие, а крыша получится легкой и жесткой, вы сможете двигать ее по горизон­тальным направляющим вручную. Откатывающуюся по наклонным на­правляющим крышу раздвигайте и закрывайте при помощи самодельной ручной лебедки с храповиком. Со­ставляя проект павильона, стреми­тесь к тому, чтобы его габариты (вы­сота, ширина, длина) для данного инструмента были оптимальными - в маленьком павильоне вам будет неудобно работать, а слишком про­сторный павильон приведет к утяже­лению крыши и увеличению коли­чества строительного материала.

Первые обсерватории современного типа стали строиться в Европе в начале XVII в., после того как был изобретен телескоп. Первая большая государственная обсерватория была построена в Париже в 1667 г. Вместе с квадрантами и другими угломерными инструментами древней астрономии здесь использовались большие телескопы-рефракторы с фокусным расстоянием 10, 30 и 40 м. В 1675 г. начала свою деятельность Гринвичская обсерватория в Англии.

К концу XVIII в. число обсерваторий во всем мире достигло 100, к концу XIX в. их стало уже около 400. В настоящее время на земном шаре работает более 500 астрономических обсерваторий, подавляющее большинство которых расположено в северном полушарии.

В России первой астрономической обсерваторией была частная обсерватория А. А. Любимова в Холмогорах близ Архангельска (1692). В 1701 г. обсерватория при Навигацкой школе открылась в Москве. В 1839 г. была основана знаменитая Пулковская обсерватория под Петербургом, которую благодаря совершенным инструментам и высокой точности наблюдений называли в середине XIX в. астрономической столицей мира. По совершенству оборудования обсерватория сразу же заняла одно из первых мест в мире.

В Советском Союзе астрономические наблюдения и исследования ведутся сейчас более чем в 30 астрономических обсерваториях и институтах, оснащенных самым современным оборудованием, в том числе крупнейшим в мире телескопом с диаметром зеркала 6 м. Среди ведущих советских обсерваторий - Главная астрономическая обсерватория АН СССР (Пулковская обсерватория), Специальная астрофизическая обсерватория АН СССР (около станицы Зеленчукской на Северном Кавказе), Крымская астрофизическая обсерватория АН СССР, Главная астрономическая обсерватория АН УССР, Бюраканская астрофизическая обсерватория АН Армянской ССР, Абастуманская астрофизическая обсерватория АН Грузинской ССР, Шемахинская астрофизическая обсерватория АН Азербайджанской ССР, Радиоастрофизическая обсерватория АН Латвийской ССР, Тартуская астрофизическая обсерватория АН Эстонской ССР, Астрономический институт АН Узбекской ССР, Астрофизический институт АН Казахской ССР, Институт астрофизики АН Таджикской ССР, Звенигородская астрономическая обсерватория Астросовета АН СССР, Астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского университета, астрономические обсерватории Ленинградского, Казанского и других университетов.

Среди зарубежных обсерваторий наиболее крупные - Гринвичская (Великобритания), Гарвардская и Маунт-Паломарская (США), Пик-дю-Миди (Франция) ; в социалистических странах - Потсдамская (ГДР), Ондржейов-ская (ЧССР), Краковская (ПНР), Астрономическая обсерватория Болгарской академии наук и др. Астрономические обсерватории различных стран, работающие по общей тематике, обмениваются результатами своих наблюдений и исследований, часто проводят наблюдения одних и тех же космических объектов по одинаковой программе.

Купол астрономической башни

Если вам необходима башня для астрономического инструмента, купол для нее легче построить в форме шатра, чем полусферический. Основ­ные его элементы - два кольца. Как их сделать, видно из рисунков. Материалом для них служат рейки из сырой древесины шириной 60- 80 мм и толщиной 10 мм. Просушив в течение 2-3 дней кольца на солн­це, выбивайте клинья и вынимайте из шаблона. Затем наружные чурбач­ки перебейте на новый диаметр окруж­ности так, чтобы можно было увели­чить толщину первого кольца на две рейки (в нашем случае на 20 мм). Эти две дополнительные рейки сде­лайте по высоте на 10-20 мм меньше остальных пяти реек. Третью рей­ку второго кольца изготовьте на 5-6 мм ниже по высоте остальных реек. В образовавшийся паз вложите по окружности стальной пруток или трубку диаметром 10-12 мм и при­крепите это металлическое кольцо шурупами впотай к деревянному коль­цу. Второе кольцо с металлическим вкладышем является нижним в кон­струкции купола; оно будет обкаты­ваться по металлическим каткам, установленным на поясе астрономи­ческой башни.

Оба кольца связываются между со­бой деревянными брусочками, которые вклеиваются в пазы и прикручивают­ся шурупами. После того как вы по­строили «скелет» цилиндрической части, приступайте к изготовлению конической крыши. Делать слишком острым конус не следует, Наклон его граней должен быть достаточным лишь для того, чтобы скатывалась дождевая вода и не задерживался на них снег. Конусная часть купола наиболее трудна в изготовлении, так как нуж­но сочленить в вершине шатра 12 ре­бер (брусочков), два из которых от верхнего кольца цилиндра до вершины конуса идут параллельно друг другу и в вершине соединяются брусочком, образуя П-образную фигуру. Этот брусочек в свою очередь крепится к месту сочленения остальных 10 брусь­ев, а также к самим брусочкам таким образом, чтобы П-образная грань бы­ла жестко зафиксирована на конусной части купола. Для наблюдений зенит­ной области неба верхний брус П- образной грани (а следовательно, и место сочленения ребер) сместите на 10-15 см за вершину купола.

П-образная фигура и находящаяся под ней грань цилиндра образуют наблюдательную щель купола. Скон­струируйте и закрепите в этих гранях две двустворчатые дверцы, которые можно открывать во время наблюде­ний на две стороны купола. Прежде чем приступать к строительству купо­ла, промоделируйте на макете сборку конуса.

«Скелет» цилиндра и конуса об­шейте фанерой, обклейте стекло­тканью, взяв в качестве клея эпоксид­ную смолу, покрасьте «серебряной» краской.

К нижнему кольцу прибейте фа­неру и также обклейте стеклотканью. Кольцевой пояс фанеры (так назы­ваемая «юбка») предохранит купол от попадания в него снега, пыли, дож­девой воды. Его диаметр должен быть несколько больше наружного диамет­ра башни. На верхнем поясе башни установите 8 металлических каточков диаметром 60-60 мм. Если в каждый каточек с двух сторон вы впрессуете шарикоподшипники, то сможете вруч­ную, без особых усилий вращать ку­пол. Кроме того, сконструируйте и установите на поясе башни 4-6 опор­ных катков; они предотвратят спол­зание купола с основных катков.

Диаметр купола, его высоту, высо­ту самой башни и уровень пола в баш­не относительно ее верхнего пояса определите в зависимости от размеров телескопа, типа штатива, оптической телескопа.

Внешний вид современных астрономических обсерваторий характерен зданиями цилиндрической или многогранной формы. Это башни обсерваторий, в которых установлены телескопы.

Существуют специализированные обсерватории, ведущие в основном только наблюдения по узкой научной программе. Это широтные станции, радиоастрономические обсерватории, горные станции для наблюдений Солнца, станции оптических наблюдений искусственных спутников Земли и некоторые другие.

В настоящее время работа некоторых обсерваторий (Бюраканской, Крымской) тесно связана с наблюдениями, проводимыми космонавтами с космических кораблей и орбитальных станций. На этих обсерваториях изготовляется аппаратура, необходимая космонавтам для наблюдений; сотрудники обсерваторий обрабатывают материал, поступающий из космоса.

Помимо астрономических обсерваторий, представляющих собой научно-исследовательские учреждения, в СССР и других странах существуют народные обсерватории - научнопросветительные учреждения, предназначенные для показа небесных светил и явлений публике. Эти обсерватории, оснащенные небольшими телескопами и другим оборудованием, передвижными астрономическими выставками и экспонатами, сооружаются обычно при планетариях, Дворцах пионеров или астрономических обществах.

Особую категорию составляют учебные астрономические обсерватории, создаваемые при средних школах и педагогических институтах. Они предназначены для обеспечения высококачественного проведения наблюдений, предусмотренных учебной программой, а также для развертывания кружковой работы среди учащихся.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

ОБСЕРВАТОРИЯ, учреждение, где ученые наблюдают, изучают и анализируют природные явления. Наиболее известны астрономические обсерватории для исследования звезд, галактик, планет и других небесных объектов. Существуют также метеорологические обсерватории для наблюдения погоды; геофизические обсерватории для изучения атмосферных явлений, в частности, – полярных сияний; сейсмические станции для регистрации колебаний, возбужденных в Земле землетрясениями и вулканами; обсерватории для наблюдения космических лучей и нейтрино. Многие обсерватории оснащены не только серийными приборами для регистрации природных явлений, но и уникальными инструментами, обеспечивающими в конкретных условиях наблюдения максимально высокие чувствительность и точность.

В прежние времена обсерватории, как правило, сооружали вблизи университетов, но затем стали размещать в местах с наилучшими условиями для наблюдения изучаемых явлений: сейсмические обсерватории – на склонах вулканов, метеорологические – равномерно по всему земному шару, авроральные (для наблюдения за полярными сияниями) – на расстоянии около 2000 км от магнитного полюса северного полушария, где проходит полоса интенсивных сияний. Астрономическим обсерваториям, в которых используются оптические телескопы для анализа света космических источников, требуется чистая и сухая атмосфера, свободная от искусственного освещения, поэтому их стараются строить высоко в горах. Радиообсерватории часто размещают в глубоких долинах, со всех сторон закрытых горами от радиопомех искусственного происхождения. Тем не менее, поскольку в обсерваториях трудится квалифицированный персонал и регулярно приезжают ученые, по возможности стараются размещать обсерватории не очень далеко от научных и культурных центров и транспортных узлов. Впрочем, развитие средств связи делает эту проблему все менее актуальной.

В этой статье речь идет об астрономических обсерваториях. Дополнительно про обсерватории и научные станции других типов рассказано в статьях: ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ; ВУЛКАНЫ; ГЕОЛОГИЯ; ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ; КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ; МЕТЕОРОЛОГИЯ И КЛИМАТОЛОГИЯ; НЕЙТРИННАЯ АСТРОНОМИЯ; РАДИОЛОКАЦИОННАЯ АСТРОНОМИЯ; РАДИОАСТРОНОМИЯ; СЕЙСМОЛОГИЯ.

ИСТОРИЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ОБСЕРВАТОРИЙ И ТЕЛЕСКОПОВ Древний мир . Наиболее старые дошедшие до нас факты астрономических наблюдений связаны с древними цивилизациями Среднего Востока. Наблюдая, записывая и анализируя движение по небу Солнца и Луны, жрецы вели счет времени и календарь, предсказывали важные для сельского хозяйства сезоны, а также занимались астрологическими прогнозами. Измеряя с помощью простейших приборов перемещения небесных светил, они обнаружили, что взаимное расположение звезд на небе остается неизменным, а Солнце, Луна и планеты движутся относительно звезд и притом весьма сложно. Жрецы отмечали редкие небесные явления: лунные и солнечные затмения, появление комет и новых звезд. Астрономические наблюдения, приносящие практическую пользу и помогающие формировать мировоззрение, находили определенную поддержку как у религиозных авторитетов, так и у гражданских правителей разных народов. На многих сохранившихся глиняных табличках из древних Вавилона и Шумера записаны астрономические наблюдения и вычисления. В те времена, как и сейчас, обсерватория служила одновременно мастерской, хранилищем приборов и центром сбора данных. См. также АСТРОЛОГИЯ; ВРЕМЕНА ГОДА; ВРЕМЯ; КАЛЕНДАРЬ.

Об астрономических инструментах, применявшихся до эпохи Птолемея (ок. 100 – ок. 170 н.э.), известно мало. Птолемей вместе с другими учеными собрал в огромной библиотеке Александрии (Египет) множество разрозненных астрономических записей, сделанных в различных странах за предшествующие века. Используя наблюдения Гиппарха и свои собственные, Птолемей составил каталог положений и блеска 1022 звезд. Вслед за Аристотелем он поместил Землю в центр мира и считал, что все светила обращаются вокруг нее. Вместе с коллегами Птолемей провел систематические наблюдения движущихся светил (Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) и разработал детальную математическую теорию для предсказания их будущего положения по отношению к «неподвижным» звездам. С ее помощью Птолемей рассчитал таблицы движения светил, которые затем использовались более тысячи лет. См. также ГИППАРХ.

Для измерения мало меняющихся размеров Солнца и Луны астрономы пользовались прямой планкой со скользящим визиром в виде темного диска или пластины с круглым отверстием. Наблюдатель направлял планку на цель и двигал визир вдоль нее, добиваясь точного совпадения отверстия с размером светила.

Птолемей и его коллеги усовершенствовали многие из астрономических приборов. Проводя с ними тщательные наблюдения и при помощи тригонометрии переводя инструментальные показания в позиционные углы, они довели точность измерений примерно до 10

ў ( см. также ПТОЛЕМЕЙ, КЛАВДИЙ) . Средние века . В связи с политическими и социальными потрясениями поздней античности и раннего средневековья развитие астрономии в Средиземноморье приостановилось. Каталоги и таблицы Птолемея сохранились, но все меньше людей умели ими пользоваться, и все реже проводились наблюдения и регистрация астрономических событий.

Однако на Среднем Востоке и в Центральной Азии астрономия расцветала и строились обсерватории. В 8 в. Абдалла аль-Мамун основал в Багдаде Дом мудрости, подобный Александрийской библиотеке, и организовал связанные с ним обсерватории в Багдаде и Сирии. Там несколько поколений астрономов изучали и развивали работы Птолемея. Подобные учреждения процветали в 10 и 11 вв. в Каире.

Кульминацией той эпохи стала гигантская обсерватория в Самарканде (ныне Узбекистан). Там Улукбек (1394–1449), внук азиатского завоевателя Тамерлана (Тимура), построив огромный секстант радиусом 40 м в виде ориентированной на юг траншеи шириной 51 см с отделанными мрамором стенками, проводил наблюдения Солнца с небывалой точностью. Несколько инструментов меньшего размера он использовал для наблюдений звезд, Луны и планет.

Возрождение. Когда в исламской культуре 15 в. астрономия достигла расцвета, Западная Европа вновь открыла для себя это великое творение античного мира. Коперник. Николай Коперник (1473–1543), вдохновленный простотой принципов Платона и других греческих философов, с недоверием и тревогой взирал на геоцентрическую систему Птолемея, которая требовала громоздких математических расчетов для объяснения видимых движений светил. Коперник предложил, сохранив подход Птолемея, поместить Солнце в центр системы, а Землю считать планетой. Это значительно упростило дело, но вызвало глубокий переворот в сознании людей (см. также КОПЕРНИК, НИКОЛАЙ) . Тихо Браге. Датский астроном Т.Браге (1546–1601) был обескуражен тем, что теория Коперника точнее предсказывала положение светил, чем теория Птолемея, но все же не вполне верно. Он счел, что проблему решат более точные наблюдательные данные, и убедил короля Фридриха II отдать ему для строительства обсерватории о. Вен близ Копенгагена. В этой обсерватории, названной Ураниборг (Небесный замок) было множество стационарных инструментов, мастерские, библиотека, химическая лаборатория, спальни, столовая и кухня. Тихо имел даже свои бумажную мельницу и печатный станок. В 1584 он построил новое здание для наблюдений – Стьернеборг (Звездный замок), где собрал самые крупные и совершенные инструменты. Правда, это были приборы того же типа, что и во времена Птолемея, но Тихо значительно повысил их точность, заменив дерево металлами. Он ввел особо точные визиры и шкалы, придумал математические методы для калибровки наблюдений. Тихо и его помощники, наблюдая за небесными телами невооруженным глазом, достигли со своими приборами точности измерений в 1" . Они систематически перемеряли положения звезд и наблюдали за движением Солнца, Луны и планет, собирая наблюдательные данные с небывалым упорством и аккуратностью (см. также БРАГЕ, ТИХО) . Кеплер. Изучая данные Тихо, И.Кеплер (1571–1630) обнаружил, что наблюдаемое обращение планет вокруг Солнца не удается представить как движение по окружностям. Кеплер с большим почтением относился к результатам, полученным в Ураниборге, и поэтому отбросил мысль о том, что небольшие расхождения вычисленных и наблюдаемых положений планет могли быть вызваны ошибками в наблюдениях Тихо. Продолжая поиски, Кеплер установил, что планеты движутся по эллипсам, заложив этим фундамент для новой астрономии и физики (см. также КЕПЛЕР, ИОГАНН; КЕПЛЕРА ЗАКОНЫ) .

Работы Тихо и Кеплера предвосхитили многие особенности современной астрономии, такие, как организация специализированных обсерваторий при государственной поддержке; доведение до совершенства приборов, хотя бы и традиционных; деление ученых на наблюдателей и теоретиков. Новые принципы работы утверждались вместе с новой техникой: на помощь глазу в астрономии шел телескоп.

Появление телескопов . Первые телескопы-рефракторы. В 1609 Галилей начал использовать свой первый самодельный телескоп. Наблюдения Галилея открыли эру визуальных исследований небесных светил. Вскоре телескопы распространились по Европе. Любознательные люди делали их сами или заказывали мастерам и устраивали небольшие личные обсерватории, обычно в собственных домах (см. также ГАЛИЛЕЙ, ГАЛИЛЕО) .

Телескоп Галилея назвали рефрактором, поскольку лучи света в нем преломляются (лат. refractus – преломленный), проходя сквозь несколько стеклянных линз. В простейшей конструкции передняя линза-объектив собирает лучи в фокусе, создавая там изображение объекта, а расположенную у глаза линзу-окуляр используют как лупу для рассматривания этого изображения. В телескопе Галилея окуляром служила отрицательная линза, дающая прямое изображение довольно низкого качества с малым полем зрения.

Кеплер и Декарт развили теорию оптики, и Кеплер предложил схему телескопа с перевернутым изображением, но значительно большими полем зрения и увеличением, чем у Галилея. Эта конструкция быстро вытеснила прежнюю и стала стандартом для астрономических телескопов. Например, в 1647 польский астроном Ян Гевелий (1611–1687) использовал для наблюдения Луны кеплеровы телескопы длиной 2,5–3,5 метра. Вначале он устанавливал их в небольшой башенке на крыше своего дома в Гданьске (Польша), а позже – на площадке с двумя наблюдательными пунктами, один из которых был вращающимся (см. также ГЕВЕЛИЙ, ЯН) .

В Голландии Христиан Гюйгенс (1629–1695) и его брат Константин строили очень длинные телескопы, имевшие объективы диаметром лишь несколько дюймов, но обладавшие огромным фокусным расстоянием. Это улучшало качество изображения, хотя и затрудняло работу с инструментом. В 1680-х годах Гюйгенс экспериментировал с 37-метровым и 64-метровым «воздушными телескопами», объективы которых располагали на вершине мачты и поворачивали с помощью длинной палки или веревок, а окуляр просто держали в руках (см. также ГЮЙГЕНС, ХРИСТИАН) .

Используя линзы, изготовленные Д.Кампани, Ж.Д.Кассини (1625–1712) в Болонье и позже в Париже проводил наблюдения с воздушными телескопами длиной 30 и 41 м, продемонстрировав их несомненные достоинства, несмотря на сложность работы с ними. Наблюдениям очень мешала вибрация мачты с объективом, трудности его наведения с помощью веревок и тросов, а также неоднородность и турбулентность воздуха между объективом и окуляром, особенно сильная в отсутствие трубы.

Ньютон, телескоп-рефлектор и теория тяготения. В конце 1660-х годов И.Ньютон (1643–1727) пытался разгадать природу света в связи с проблемами рефракторов. Он ошибочно решил, что хроматическая аберрация, т.е. неспособность линзы собрать лучи всех цветов в один фокус, принципиально неустранима. Поэтому Ньютон построил первый работоспособный телескоп-рефлектор, у которого роль объектива вместо линзы играло вогнутое зеркало, собирающее свет в фокусе, где изображение можно рассматривать через окуляр.

Однако важнейшим вкладом Ньютона в астрономию стали его теоретические работы, показавшие, что кеплеровы законы движения планет являются частным случаем всеобщего закона тяготения. Ньютон сформулировал этот закон и развил математические приемы для точного вычисления движения планет. Это стимулировало рождение новых обсерваторий, где с высочайшей точностью измеряли положения Луны, планет и их спутников, уточняя с помощью теории Ньютона элементы их орбит и прогнозируя движение (см. также НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА; ТЯГОТЕНИЕ; НЬЮТОН, ИСААК).

Часы, микрометр и телескопический визир. Не менее важным, чем улучшение оптической части телескопа, было усовершенствование его монтировки и оснащения. Для астрономических измерений стали необходимы маятниковые часы, способные идти по местному времени, которое определяется из одних наблюдений и используется в других (см. также ЧАСЫ) .

С помощью нитяного микрометра удалось при наблюдении в окуляр телескопа измерять очень малые углы. Для увеличения точности астрометрии важную роль сыграло совмещение телескопа с армиллярной сферой, секстантом и прочими угломерными инструментами. Как только визиры для невооруженного глаза были вытеснены маленькими телескопами, возникла потребность в значительно более точном изготовлении и делении угловых шкал. В значительной мере в связи с потребностями европейских обсерваторий развилось производство небольших высокоточных станков (см. также ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ) .

Государственные обсерватории . Улучшение астрономических таблиц. Со второй половины 17 в. для целей мореплавания и картографии правительства разных стран начали учреждать государственные обсерватории. В Королевской академии наук, основанной Людовиком XIV в Париже в 1666, академики взялись за пересмотр астрономических констант и таблиц «с нуля», приняв за основу работы Кеплера. В 1669 по инициативе министра Ж.-Б.Кольбера была основана Королевская обсерватория в Париже. Ей руководило четыре замечательных поколения Кассини, начиная с Жана Доминика. В 1675 была основана Королевская Гринвичская обсерватория, возглавил которую первый Королевский астроном Д.Флемстид (1646–1719). Вместе с Королевским обществом, начавшим свою деятельность в 1647, она стала в Англии центром астрономических и геодезических исследований. В те же годы были основаны обсерватории в Копенгагене (Дания), Лунде (Швеция) и Гданьске (Польша) (см. также ФЛЕМСТИД, ДЖОН; . Важнейшим результатом деятельности первых обсерваторий стали эфемериды – таблицы предвычисленных положений Солнца, Луны и планет, необходимые для картографии, навигации и фундаментальных астрономических исследований. Введение стандартного времени. Государственные обсерватории стали хранителями эталонного времени, которое сначала распространяли с помощью оптических сигналов (флаги, сигнальные шары), а позже – по телеграфу и радио. Нынешняя традиция падающих в полночь Сочельника шаров восходит к тем временам, когда сигнальные шары падали по высокой мачте на крыше обсерватории в точно назначенное время, давая возможность капитанам стоящих в гавани судов проверять перед отплытием свои хронометры. Определение долгот. Исключительно важной задачей государственных обсерваторий той эпохи было определение координат морских судов. Географическую широту легко найти по углу Полярной звезды над горизонтом. Но долготу определить гораздо сложнее. Одни методы основывались на моментах затмений спутников Юпитера; другие – на положении Луны относительно звезд. Но самые надежные методы требовали высокоточных хронометров, способных в течение плавания сохранять время обсерватории вблизи порта выхода. Развитие Гринвичской и Парижской обсерваторий. В 19 в. важнейшими астрономическими центрами оставались государственные и некоторые частные обсерватории Европы. В списке обсерваторий 1886 года мы обнаруживаем 150 в Европе, 42 в Северной Америке и 29 в других местах. Гринвичская обсерватория к концу века имела 76-см рефлектор, 71-, 66- и 33-см рефракторы и множество вспомогательных инструментов. Она активно занималась астрометрией, службой времени, физикой Солнца и астрофизикой, а также геодезией, метеорологией, магнитными и другими наблюдениями. Парижская обсерватория тоже располагала точными современными инструментами и проводила программы, подобные гринвичским. Новые обсерватории. Пулковская астрономическая обсерватория Императорской академии наук в С.-Петербурге, построенная в 1839, быстро добилась уважения и почета. Ее растущий коллектив занимался астрометрией, определением фундаментальных постоянных, спектроскопией, службой времени и множеством геофизических программ. Потсдамская обсерватория в Германии, открытая в 1874, вскоре стала авторитетной организацией, известной работами по физике Солнца, астрофизике и фотографическим обзорам неба. Создание больших телескопов . Рефлектор или рефрактор? Хотя телескоп-рефлектор Ньютона был важным изобретением, в течение нескольких десятилетий он воспринимался астрономами лишь как инструмент, дополняющий рефракторы. Вначале рефлекторы делали сами наблюдатели для собственных небольших обсерваторий. Но к концу 18 в. за это взялась молодая оптическая промышленность, оценив потребность растущего числа астрономов и геодезистов.

Наблюдатели получили возможность выбора из множества типов рефлекторов и рефракторов, каждый из которых имел достоинства и недостатки. Телескопы-рефракторы с линзами из высококачественного стекла давали изображение лучшее, чем у рефлекторов, да и труба у них была компактнее и жестче. Но рефлекторы могли быть изготовлены значительно большего диаметра, а изображения в них не были искажены цветными каемками, как у рефракторов. В рефлектор лучше видны слабые объекты, поскольку отсутствуют потери света в стеклах. Однако сплав спекулум, из которого делали зеркала, быстро тускнел и требовал частой переполировки (покрывать поверхность тонким зеркальным слоем тогда еще не умели).

Гершель. В 1770-х годах дотошный и упорный астроном-самоучка В.Гершель построил несколько ньютоновых телескопов, доведя диаметр до 46 см и фокусное расстояние до 6 м. Высокое качество его зеркал позволило применить очень сильное увеличение. С помощью одного из своих телескопов Гершель открыл планету Уран, а также тысячи двойных звезд и туманностей. В те годы было построено много телескопов, но обычно их создавали и использовали энтузиасты-одиночки, без организации обсерватории в современном смысле (см. также ГЕРШЕЛЬ, ВИЛЬЯМ) .

Гершель и другие астрономы пытались построить более крупные рефлекторы. Но массивные зеркала гнулись и теряли свою форму, когда телескоп менял положение. Предела для металлических зеркал достиг в Ирландии У.Парсонс (лорд Росс), создавший рефлектор диаметром 1,8 м для своей домашней обсерватории.

Строительство крупных телескопов. Промышленные магнаты и нувориши США скопили в конце 19 в. гигантские богатства, и некоторые из них занялись филантропией. Так, наживший состояние на золотой лихорадке Дж.Лик (1796–1876) завещал основать обсерваторию на горе Гамильтон, в 65 км от Санта-Крус (Калифорния). Ее главным инструментом стал 91-см (36-дюймовый) рефрактор, тогда крупнейший в мире, изготовленный известной фирмой «Алван Кларк и сыновья» и установленный в 1888. А в 1896 там же, на Ликской обсерватории, начал работать 91-см рефлектор Кроссли, тогда крупнейший в США. Астроном Дж.Хейл (1868–1938) убедил чикагского трамвайного магната Ч.Йеркса финансировать строительство еще более крупной обсерватории для Чикагского университета. Ее основали в 1895 в Уильямс-Бэй (шт. Висконсин), оснастив 102-см (40-дюймовым) рефрактором, до сих пор и, вероятно, навсегда крупнейшим в мире (см. также ХЕЙЛ, ДЖОРДЖ ЭЛЛЕРИ) .

Организовав Йеркскую обсерваторию, Хейл развил бурную деятельность по привлечению средств из различных источников, включая стального магната А.Карнеги, для строительства обсерватории в наилучшем для наблюдений месте Калифорнии. Оснащенная несколькими солнечными телескопами конструкции Хейла и 152-см рефлектором, обсерватория Маунт-Вилсон в горах Сан-Габриель к северу от Пасадины (шт. Калифорния) вскоре стала астрономической меккой.

Приобретя необходимый опыт, Хейл организовал создание рефлектора невиданного размера. Названный в честь основного спонсора, 254-см (100-дюймовый) телескоп им. Хукера вступил в строй в 1917; но прежде пришлось преодолеть множество инженерных проблем, поначалу казавшихся неразрешимыми. Первой из них была отливка стеклянного диска нужного размера и его медленное охлаждение для получения высокого качества стекла. Шлифовка и полировка зеркала для придания ему необходимой формы заняла более шести лет и потребовала создания уникальных станков. Заключительный этап полировки и проверки зеркала проводили в специальном помещении с идеальной чистотой и контролем температуры. Механизмы телескопа, здание и купол его башни, сооруженной на вершине горы Вилсона (Маунт-Вилсон) высотой 1700 м, считались инженерным чудом того времени.

Вдохновленный прекрасной работой 254-см прибора, Хейл посвятил остаток жизни созданию гигантского 508-см (200-дюймового) телескопа. Спустя 10 лет после его смерти и из-за задержки, вызванной Второй мировой войной, телескоп им. Хейла вступил в строй в 1948 на вершине 1700-метровой горы Паломар (Маунт-Паломар), в 64 км к северо-востоку от Сан-Диего (шт. Калифорния). Это было научно-техническое чудо тех дней. Почти 30 лет этот телескоп оставался крупнейшим в мире, и многие астрономы и инженеры считали, что он никогда не будет превзойден.

Но появление компьютеров способствовало дальнейшему расширению строительства телескопов. В 1976 на 2100-метровой горе Семиродники у станицы Зеленчукская (Сев. Кавказ, Россия) начал работать 6-метровый телескоп БТА (Большой телескоп азимутальный), демонстрируя практический предел технологии «толстого и прочного» зеркала.

Путь строительства крупных зеркал, способных собирать больше света, а значит, видеть дальше и лучше, лежит через новые технологии: в последние годы развиваются методы изготовления тонких и сборных зеркал. Тонкие зеркала диаметром 8,2 м (при толщине ок. 20 см) уже работают на телескопах Южной обсерватории в Чили. Их форму контролирует сложная система механических «пальцев», управляемых компьютером. Успех этой технологии привел к разработке нескольких подобных проектов в разных странах.

Для проверки идеи составного зеркала в Смитсоновской астрофизической обсерватории в 1979 построили телескоп с объективом из шести 183-см зеркал, по площади эквивалентных одному 4,5-метровому зеркалу. Этот многозеркальный телескоп, установленный на горе Хопкинс в 50 км к югу от Тусона (шт. Аризона), оказался весьма эффективен, и данный подход использовали при строительстве двух 10-метровых телескопов им. У.Кека на обсерватории Мауна-Кеа (о. Гавайи). Каждое гигантское зеркало составлено из 36 шестиугольных сегментов по 183 см в поперечнике, управляемых компьютером для получения единого изображения. Хотя качество изображений пока невысокое, но удается получать спектры очень далеких и слабых объектов, недоступных другим телескопам. Поэтому в начале 2000-х годов планируется ввести в строй еще несколько многозеркальных телескопов с эффективными апертурами 9–25 м.

РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ Фотография. В середине 19 в. несколько энтузиастов начали использовать фотографию для регистрации изображений, наблюдаемых в телескоп. С повышением чувствительности эмульсий стеклянные фотопластинки стали главным средством регистрации астрофизических данных. Помимо традиционных рукописных журналов наблюдений в обсерваториях появились драгоценные «стеклянные библиотеки». Фотопластинка способна накапливать слабый свет далеких объектов и фиксировать недоступные глазу детали. С применением фотографии в астрономии потребовались телескопы нового типа, например, камеры широкого обзора, способные регистрировать сразу большие области неба для создания фотоатласов вместо рисованных карт.

В сочетании в рефлекторами большого диаметра фотография и спектрограф позволили заняться изучением слабых объектов. В 1920-х годов с помощью 254-см телескопа обсерватории Маунт-Вилсон Э.Хаббл (1889–1953) классифицировал слабые туманности и доказал, что многие из них являются гигантскими галактиками, подобными Млечному Пути. Кроме того, Хаббл открыл, что галактики стремительно разлетаются друг от друга. Это полностью изменило представления астрономов о строении и эволюции Вселенной, но лишь несколько обсерваторий, имевших мощные телескопы для наблюдения слабых далеких галактик, были в состоянии заниматься такими исследованиями (см. также КОСМОЛОГИЯ В АСТРОНОМИИ; ГАЛАКТИКИ; ХАББЛ, ЭДВИН ПАУЭЛЛ; ТУМАННОСТИ; .

Спектроскопия. Возникшая почти одновременно с фотографией, спектроскопия позволила астрономам из анализа света звезд определять их химический состав, а по доплеровскому смещению линий в спектрах изучать движение звезд и галактик. Развитие физики в начале 20 в. помогло расшифровать спектрограммы. Впервые появилась возможность изучить состав недоступных небесных тел. Эта задача оказалась по силам скромным университетским обсерваториям, поскольку для получения спектров ярких объектов не нужен крупный телескоп. Так, обсерватория Гарвардского колледжа одной из первых занялась спектроскопией и собрала огромную коллекцию спектров звезд. Ее сотрудники классифицировали тысячи звездных спектров и создали базу для изучения звездной эволюции. Объединив эти данные с квантовой физикой, теоретики поняли природу источника звездной энергии.

В 20 в. были созданы детекторы инфракрасного излучения, приходящего от холодных звезд, из атмосфер и с поверхности планет. Визуальные наблюдения как недостаточно чувствительный и объективный измеритель блеска звезд были вытеснены вначале фотопластинкой, а затем электронными приборами (см. также СПЕКТРОСКОПИЯ) .

АСТРОНОМИЯ ПОСЛЕ ВТОРОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ Усиление государственной поддержки. После войны ученым стали доступны новые технологии, родившиеся в армейских лабораториях: радио- и радиолокационная техника, чувствительные электронные приемники света, вычислительные машины. Правительства промышленно развитых стран осознали важность научных исследований для национальной безопасности и стали выделять немалые средства на научную работу и образование. Национальные обсерватории США. В начале 1950-х годов Национальный научный фонд США обратился к астрономам дать предложения относительно общенациональной обсерватории, которая располагалась бы в наилучшем месте и была бы доступна всем квалифицированным ученым. К 1960-м годам возникло две группы организаций: Ассоциация университетов для исследований по астрономии (AURA), создавшая концепцию Национальных оптикоастрономических обсерваторий (NOAO) на 2100-метровой вершине Китт-Пик близ Тусона (шт. Аризона), и Объединение университетов, разработавшее проект Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) в долине Дир-Крик, недалеко от Грин-Бэнк (шт. Зап. Виргиния).

К 1990 NOAO имела на Китт-Пик 15 телескопов диаметром до 4 м. AURA также создала Межамериканскую обсерваторию в Сьерра-Тололо (Чилийские Анды) на высоте 2200 м, где с 1967 изучают южное небо. Кроме Грин-Бэнк, где установлен крупнейший радиотелескоп (диаметр 43 м) на экваториальной монтировке, NRAO имеет также 12-метровый телескоп миллиметрового диапазона на Китт-Пик и систему VLA (Very Large Array) из 27 радиотелескопов диаметрам по 25 м на пустынной равнине Сан-Огастин близ Сокорро (шт. Нью-Мексико). Крупной американской обсерваторией стал Национальный радио- и ионосферный центр на о.Пуэрто-Рико. Его радиотелескоп с крупнейшим в мире сферическим зеркалом диаметром 305 м неподвижно лежит в естественном углублении среди гор и используется для радио- и радиолокационной астрономии.

Постоянные сотрудники национальных обсерваторий следят за исправностью оборудования, разрабатывают новые приборы и проводят собственные исследовательские программы. Однако любой ученый может подать заявку на наблюдения и, если она одобрена комитетом координации научных исследований, получить время для работы на телескопе. Это позволяет ученым из небогатых учреждений использовать самое совершенное оборудование.

Наблюдения южного неба. Значительная часть южного неба не видна из большинства обсерваторий Европы и США, хотя именно южное небо считают особо ценным для астрономии, поскольку оно содержит центр Млечного Пути и много важных галактик, включая Магеллановы Облака – две небольшие соседние с нами галактики.

Первые карты южного неба составили английский астроном Э.Галлей, работавший с 1676 по 1678 на острове Св. Елены, и французский астроном Н.Лакайль, работавший с 1751 по 1753 на юге Африки. В 1820 Британское бюро долгот основало на мысе Доброй Надежды Королевскую обсерваторию, вначале оснастив ее лишь телескопом для астрометрических измерений, а затем – полным набором инструментов для разнообразных программ. В 1869 в Мельбурне (Австралия) был установлен 122-см рефлектор; позже его перевезли в Маунт-Стромло, где после 1905 стала расти астрофизическая обсерватория. В конце 20 в., когда условия для наблюдений на старых обсерваториях Северного полушария стали ухудшаться из-за сильной урбанизации, европейские страны начали активно строить обсерватории с крупными телескопами в Чили, Австралии, Центральной Азии, на Канарских и Гавайских островах.

Обсерватории над Землей. Астрономы приступили к использованию высотных аэростатов в качестве наблюдательных платформ еще в 1930-е годы и продолжают такие исследования до сих пор. В 1950-х годах приборы устанавливались на высотных самолетах, ставших летающими обсерваториями. Внеатмосферные наблюдения начались в 1946, когда ученые США на трофейных немецких ракетах «Фау-2» подняли в стратосферу детекторы для наблюдения ультрафиолетового излучения Солнца. Первый искусственный спутник был запущен в СССР 4 октября 1957, а уже в 1958 советская станция «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. Затем стали осуществляться полеты к планетам и появились специализированные астрономические спутники для наблюдения Солнца и звезд. В последние годы на околоземных и других орбитах постоянно работает несколько астрономических спутников, изучающих небо во всех диапазонах спектра. Работа на обсерватории. В прежние времена жизнь и деятельность астронома всецело зависели от возможностей его обсерватории, поскольку связь и переезды были медленными и сложными. В начале 20 в. Хейл создавал обсерваторию Маунт-Вилсон как центр солнечной и звездной астрофизики, способный вести не только телескопические и спектральные наблюдения, но и необходимые лабораторные исследования. Он стремился, чтобы на горе Вилсон было все, что необходимо для жизни и работы, точно так, как Тихо делал это на острове Вен. До сих пор некоторые крупные обсерватории на горных вершинах представляют собой замкнутые сообщества ученых и инженеров, живущих в общежитии и работающих по ночам по своим программам.

Но постепенно этот стиль меняется. В поисках наиболее благоприятных мест для наблюдения обсерватории располагают в удаленных районах, где трудно жить постоянно. Приезжающие ученые остаются на обсерватории от нескольких дней до нескольких месяцев, чтобы провести конкретные наблюдения. Возможности современно электроники позволяют вести дистанционные наблюдения, вообще не посещая обсерваторию, или строить в труднодоступных местах полностью автоматические телескопы, самостоятельно работающие по намеченной программе.

Определенную специфику имеют наблюдения с помощью космических телескопов. Вначале многие астрономы, привыкшие самостоятельно работать с инструментом, чувствовали себя неуютно в рамках космической астрономии, отделенные от телескопа не только пространством, но и множеством инженеров и сложных инструкций. Однако в 1980-х годах на многих наземных обсерваториях управление телескопом перенесли с простых пультов, расположенных непосредственно у телескопа, в специальное помещение, начиненное компьютерами и порой находящееся в отдельном здании. Вместо того чтобы наводить на объект главный телескоп, глядя в укрепленный на нем небольшой телескоп-искатель и нажимая кнопки на небольшом ручном пульте, астроном теперь сидит перед экраном телегида и манипулирует джойстиком. Часто астроном просто отправляет через Интернет в обсерваторию подробную программу наблюдений и, когда они проведены, получает результаты прямо в свой компьютер. Поэтому стиль работы с наземными и космическими телескопами становится все более схожим.

СОВРЕМЕННЫЕ НАЗЕМНЫЕ ОБСЕРВАТОРИИ Оптические обсерватории . Место для строительства оптической обсерватории обычно выбирают вдали от городов с их ярким ночным освещением и смогом. Обычно это вершина горы, где тоньше слой атмосферы, сквозь который приходится вести наблюдения. Желательно, чтобы воздух был сухим и чистым, а ветер не особенно сильным. В идеале обсерватории должны быть равномерно распределены по поверхности Земли, чтобы в любой момент можно было наблюдать объекты северного и южного неба. Однако исторически сложилось так, что большинство обсерваторий расположено в Европе и Северной Америке, поэтому небо Северного полушария изучено лучше. В последние десятилетия начали сооружать крупные обсерватории в Южном полушарии и вблизи экватора, откуда можно наблюдать как северное, так и южное небо. Древний вулкан Мауна-Кеа на о. Гавайи высотой более 4 км считается лучшим местом в мире для астрономических наблюдений. В 1990-х годах там обосновались десятки телескопов разных стран. Башня. Телескопы – очень чувствительные приборы. Для защиты от непогоды и перепадов температуры их помещают в специальные здания – астрономические башни. Небольшие башни имеют прямоугольную форму с плоской раздвигающейся крышей. Башни крупных телескопов обычно делают круглыми с полусферическим вращающимся куполом, в котором для наблюдений открывается узкая щель. Такой купол хорошо защищает телескоп от ветра во время работы. Это важно, поскольку ветер раскачивает телескоп и вызывает дрожание изображения. Вибрация почвы и здания башни также отрицательно влияет на качество изображений. Поэтому телескоп монтируют на отдельном фундаменте, не связанном с фундаментом башни. Внутри башни или вблизи нее монтируют систему вентиляции подкупольного пространства и установку для вакуумного напыления на зеркало телескопа отражающего алюминиевого слоя, тускнеющего со временем. Монтировка. Для наведения на светило телескоп должен вращаться вокруг одной или двух осей. К первому типу относятся меридианный круг и пассажный инструмент – небольшие телескопы, поворачивающиеся вокруг горизонтальной оси в плоскости небесного меридиана. Двигаясь с востока на запад, каждое светило дважды в сутки пересекает эту плоскость. С помощью пассажного инструмента определяют моменты прохождения звезд через меридиан и таким образом уточняют скорость вращения Земли; это необходимо для службы точного времени. Меридианный круг позволяет измерять не только моменты, но и место пересечения звездой меридиана; это нужно для создания точных карт звездного неба.

В современных телескопах непосредственное визуальное наблюдение практически не применяется. В основном их используют для фотографирования небесных объектов или для регистрации их света электронными детекторами; при этом экспозиция иногда достигает нескольких часов. Все это время телескоп должен быть точно нацелен на объект. Поэтому с помощью часового механизма он с постоянной скоростью поворачивается вокруг часовой оси (параллельной оси вращения Земли) с востока на запад вслед за светилом, компенсируя этим вращение Земли с запада на восток. Вторая ось, перпендикулярная часовой, называется осью склонений; она служит для наведения телескопа в направлении север–юг. Такую конструкцию называют экваториальной монтировкой и используют почти для всех телескопов, за исключением самых крупных, для которых более компактной и дешевой оказалась альт-азимутальная монтировка. На ней телескоп следит за светилом, поворачиваясь одновременно с переменной скоростью вокруг двух осей – вертикальной и горизонтальной. Это значительно усложняет работу часового механизма, требуя компьютерного контроля.

Телескоп-рефрактор имеет линзовый объектив. Поскольку лучи разного цвета преломляются в стекле по разному, линзовый объектив рассчитывают так, чтобы он давал в фокусе четкое изображение в лучах какого-то одного цвета. Старые рефракторы создавались для визуальных наблюдений и поэтому давали четкое изображение в желтых лучах. С появлением фотографии стали строить фотографические телескопы – астрографы, дающие четкое изображение в голубых лучах, к которым чувствительна фотоэмульсия. Позже появились эмульсии, чувствительные к желтому, красному и даже инфракрасному свету. Их можно использовать для фотографирования на визуальных рефракторах.

Размер изображения зависит от фокусного расстояния объектива. У 102-см Йеркского рефрактора фокусное расстояние составляет 19 м, поэтому диаметр лунного диска в его фокусе около 17 см. Размер фотопластинок у этого телескопа 20

ґ 25 см; полная Луна легко умещается на них. Астрономы используют стеклянные фотопластинки из-за их высокой жесткости: даже через 100 лет хранения они не деформируются и позволяют измерять относительное положение звездных изображений с точностью до 3 мкм, что для крупных рефракторов, подобных йеркскому, соответствует на небе дуге в 0,03"" . Телескоп-рефлектор в качестве объектива имеет вогнутое зеркало. Его преимущество перед рефрактором состоит в том, что лучи любого цвета отражаются от зеркала одинаково, обеспечивая четкость изображения. К тому же зеркальный объектив можно сделать намного крупнее линзового, поскольку стеклянная заготовка для зеркала может не быть прозрачной внутри; от деформации под собственным весом ее можно уберечь, поместив в специальную оправу, поддерживающую зеркало снизу. Чем больше диаметр объектива, тем больше света собирает телескоп и более слабые и далекие объекты способен «увидеть». Долгие годы крупнейшими в мире были 6-м рефлектор БТА (Россия) и 5-м рефлектор Паломарской обсерватории (США). Но сейчас в обсерватории Мауна-Кеа на о.Гавайи работают два телескопа с 10-метровыми составными зеркалами и строится несколько телескопов с монолитными зеркалами диаметром 8–9 м.

Таблица 1. КРУПНЕЙШИЕ ТЕЛЕСКОПЫ МИРА

Диаметр объекти-ва (м)

Обсерватория

РЕФЛЕКТОРЫ

10,0 Мауна-Кеа Гавайи (США) 1996
10,0 Мауна-Кеа Гавайи (США) 1993
9,2 Мак-Дональд Техас (США) 1997
8,3 Национальная Японии Гавайи (США) 1999
8,2 Европейская южная гора Сьерра-Паранал (Чили) 1998
6,5 Аризонского университета гора Хопкинс (шт. Аризона) 1999
6,0 Специальная астрофизи- ческая АН России стан. Зеленчукская (Россия) 1976
5,0 Паломарская гора Паломар (Калифорния) 1949
1,8ґ 6=4,5 Аризонского университета гора Хопкинс (шт. Аризона) 1979/1998
4,2 Рока де лос Мучачос Канарские о-ва (Испания) 1986
4,0 Межамериканская Сьерра-Тололо (Чили) 1975
3,9 Англо-австралийская Сайдинг-Спринг (Австралия) 1975
3,8 Китт-Пик Национальная Тусон (шт. Аризона) 1974
3,8 Мауна-Кеа (ИК) Гавайи (США) 1979
3,6 Европейская южная Ла-Силья (Чили) 1976
3,6 Мауна-Кеа Гавайи (США) 1979
3,5 Рока де лос Мучачос Канарские о-ва (Испания) 1989
3,5 Межуниверситетская Сакраменто-Пик (шт. Нью Мексико) 1991
3,5 Германо-испанская Калар-Альто (Испания) 1983

РЕФРАКТОРЫ

1,02 Йеркская Уильямс-Бэй (шт. Висконсин) 1897
0,91 Ликская гора Гамильтон (шт. Калифорния) 1888
0,83 Парижская Медон (Франция) 1893
0,81 Потсдамская Потсдам (Германия) 1899
0,76 Французская южная Ницца (Франция) 1880
0,76 Аллегейнская Питтсбург (шт. Пенсильвания) 1917
0,76 Пулковская Санкт-Петербург 1885/1941

КАМЕРЫ ШМИДТА*

1,3–2,0 К.Шварцшильда Таутенбург (Германия) 1960
1,2–1,8 Паломарская гора Паломар (шт. Калифорния) 1948
1,2–1,8 Англо-австралийская Сайдинг-Спринг (Австралия) 1973
1,1–1,5 Астрономическая Токио (Япония) 1975
1,0–1,6 Европейская южная Чили 1972

СОЛНЕЧНЫЕ

1,50 Китт-Пик Национальная Тусон (шт. Аризона) 1960
1,50 Сакраменто-Пик (В)* Санспот (шт. Нью-Мексико) 1969
1,00 Астрофизическая Крым (Украина) 1975
0,90 Китт-Пик (2 доп.)* Тусон (шт. Аризона) 1962
0,70 Китт-Пик (В)* Тусон (шт. Аризона) 1975
0,70 Институт физики Солнца ФРГ о. Тенерифе (Испания) 1988
0,66 Митака Токио (Япония) 1920
0,64 Кембриджская Кембридж (Англия) 1820

Примечание : Для камер Шмидта указаны диаметр коррекционной пластинки и зеркала; для солнечных телескопов: (В) – вакуумный; 2 доп. – два дополнительных телескопа в общем корпусе с 1,6-м телескопом.

Зеркально-линзовые камеры. Недостаток рефлекторов в том, что они дают четкое изображение лишь вблизи центра поля зрения. Это не мешает, если изучают один объект. Но патрульные работы, например, поиск новых астероидов или комет, требуют фотографирования сразу больших площадок неба. Обычный рефлектор для этого не годится. Немецкий оптик Б.Шмидт в 1932 создал комбинированный телескоп, у которого недостатки главного зеркала исправляются с помощью расположенной перед ним тонкой линзы сложной формы – коррекционной пластины. Камера Шмидта Паломарской обсерватории получает на фотопластинке 35 ґ 35 см изображение области неба 6 ґ 6 ° . Другая конструкция широкоугольной камеры была создана Д.Д.Максутовым в 1941 в России. Она проще камеры Шмидта, поскольку роль коррекционной пластины в ней играет простая толстая линза – мениск. Работа оптических обсерваторий . Сейчас более чем в 30 странах мира функционирует более 100 крупных обсерваторий. Обычно каждая из них самостоятельно или в кооперации с другими проводит несколько многолетних программ наблюдений. Астрометрические измерения. Крупные национальные обсерватории – Морская обсерватория США, Королевская Гринвичская в Великобритании (закрыта в 1998), Пулковская в России и др. – регулярно измеряют положения звезд и планет на небе. Это очень тонкая работа; именно в ней достигается высочайшая «астрономическая» точность измерений, на основе которых создают каталоги положения и движения светил, необходимые для наземной и космической навигации, для определения пространственного положения звезд, для уточнения законов движения планет. Например, измеряя координаты звезд с интервалом в полгода, можно заметить, что некоторые из них испытывают колебания, связанные с перемещением Земли по орбите (эффект параллакса). По величине этого смещения определяют расстояние до звезд: чем меньше смещение, тем больше расстояние. С Земли астрономы могут измерять смещение в 0,01"" (толщина спички, удаленной на 40 км!), что соответствует расстоянию в 100 парсеков. Метеорный патруль. С помощью нескольких широкоугольных камер, разнесенных на большое расстояние, непрерывно фотографируют ночное небо для определения траекторий метеоров и возможного места падения метеоритов. Впервые эти наблюдения с двух станций начали в Гарвардской обсерватории (США) в 1936 и под руководством Ф.Уиппла регулярно проводили до 1951. В 1951–1977 такая же работа выполнялась в Ондржейовской обсерватории (Чехия). С 1938 в СССР фотографические наблюдения метеоров проводились в Душанбе и Одессе. Наблюдения метеоров позволяют изучать не только состав космических пылинок, но и строение земной атмосферы на высотах 50–100 км, труднодоступных для прямого зондирования.

Наибольшее развитие метеорный патруль получил в виде трех «болидных сетей» – в США, Канаде и Европе. Например, Прерийная сеть Смитсоновской обсерватории (США) для фотографирования ярких метеоров – болидов – использовала 2,5-см автоматические камеры на 16 станциях, размещенных на расстоянии 260 км вокруг Линкольна (шт. Небраска). С 1963 развивалась Чешская болидная сеть, превратившаяся позже в Европейскую сеть из 43 станций на территориях Чехии, Словакии, Германии, Бельгии, Нидерландов, Австрии и Швейцарии. Ныне это единственная действующая болидная сеть. Ее станции оснащены камерами типа «рыбий глаз», позволяющими фотографировать сразу всю полусферу неба. С помощью болидных сетей несколько раз удалось найти выпавшие на землю метеориты и восстановить их орбиту до столкновения с Землей.

Наблюдения Солнца. Многие обсерватории регулярно фотографируют Солнце. Количество темных пятен на его поверхности служит индикатором активности, которая периодически увеличивается в среднем каждые 11 лет, приводя к нарушению радиосвязи, усилению полярных сияний и другим изменениям в атмосфере Земли. Важнейший прибор для изучения Солнца – спектрограф. Пропуская солнечный свет через узкую щель в фокусе телескопа и затем разлагая его в спектр при помощи призмы или дифракционной решетки, можно узнать химический состав солнечной атмосферы, скорость движения в ней газа, его температуру и магнитное поле. С помощью спектрогелиографа можно получить фотографии Солнца в линии излучения одного элемента, например, водорода или кальция. На них отчетливо видны протуберанцы – огромные облака газа, взлетающие над поверхностью Солнца.

Большой интерес представляет горячая разреженная область солнечной атмосферы – корона, которая обычно видна лишь в моменты полных солнечных затмений. Однако на некоторых высокогорных обсерваториях созданы специальные телескопы – внезатменные коронографы, в которых маленькая заслонка («искусственная Луна») закрывает яркий диск Солнца, позволяя наблюдать его корону в любое время. Такие наблюдения проводят на о.Капри (Италия), в обсерватория Сакраменто-Пик (шт. Нью Мексико, США), Пик-дю-Миди (французские Пиренеи) и других.

Наблюдения Луны и планет. Поверхность планет, спутников, астероидов и комет изучают с помощью спектрографов и поляриметров, определяя химический состав атмосферы и особенности твердой поверхности. Весьма активны в этих наблюдениях обсерватория Ловелла (шт. Аризона), Медонская и Пик-дю-Миди (Франция), Крымская (Украина). Хотя в последние годы много замечательных результатов получено с помощью космических аппаратов, наземные наблюдения не потеряли своей актуальности и ежегодно приносят новые открытия. Наблюдения звезд. Измеряя интенсивность линий в спектре звезды, астрономы определяют содержание химических элементов и температуру газа в ее атмосфере. По положению линий на основе эффекта Доплера определяют скорость движения звезды как целого, а по форме профиля линий – скорость газовых потоков в атмосфере звезды и скорость ее вращения вокруг оси. Часто в спектрах звезд видны линии разреженного межзвездного вещества, находящегося между звездой и земным наблюдателем. Систематически наблюдая спектр одной звезды, можно изучить колебания ее поверхности, установить наличие у нее спутников и потоков вещества, иногда перетекающих с одной звезды на другую.

С помощью спектрографа, помещенного в фокусе телескопа, за десятки минут экспозиции можно получить детальный спектр лишь одной звезды. Для массового изучения спектров звезд перед объективом широкоугольной (шмидтовской или максутовской) камеры помещают большую призму. При этом на фотопластинке получается участок неба, где каждое изображение звезды представлено ее спектром, качество которого невысоко, но достаточно для массового изучения звезд. Такие наблюдения многие годы проводятся в обсерватории Мичиганского университета (США) и в Абастуманской обсерватории (Грузия). Недавно созданы оптоволоконные спектрографы: в фокусе телескопа размещают световоды; каждый из них одним концом устанавливают на изображение звезды, а другим – на щель спектрографа. Так за одну экспозицию можно получить детальные спектры сотен звезд.

Пропуская свет звезды через различные светофильтры и измеряя его яркость, можно определить цвет звезды, который указывает на температуру ее поверхности (чем голубее, тем горячее) и количество межзвездной пыли, лежащей между звездой и наблюдателем (чем больше пыли, тем краснее звезда).

Многие звезды периодически или хаотически меняют свою яркость – их называют переменными. Изменения яркости, связанные с колебаниями поверхности звезды или с взаимными затмениями компонентов двойных систем, многое говорят о внутреннем строении звезд. Исследуя переменные звезды, важно иметь длительные и плотные ряды наблюдений. Поэтому астрономы часто привлекают к этой работе любителей: даже глазомерные оценки яркости звезд в бинокль или небольшой телескоп имеют научную ценность. Любители астрономии часто объединяются в клубы для совместных наблюдений. Кроме изучения переменных звезд, они нередко открывают кометы и вспышки новых звезд, чем также вносят заметный вклад в астрономию.

Слабые звезды изучают только с помощью крупных телескопов с фотометрами. Например, телескоп диаметром 1 м собирает света в 25 000 раз больше, чем зрачок человеческого глаза. Использование фотопластинки при длительной экспозиции повышает чувствительность системы еще в тысячи раз. Современные фотометры с электронными приемниками света, такими, как фотоэлектронный умножитель, электронно-оптический преобразователь или полупроводниковая ПЗС-матрица, в десятки раз чувствительнее фотопластинок и позволяют непосредственно записывать результаты измерения в память компьютера.

Наблюдения слабых объектов. Наблюдения далеких звезд и галактик проводят с помощью крупнейших телескопов диаметром от 4 до 10 м. Ведущая роль в этом принадлежит обсерваториям Мауна-Кеа (Гавайи), Паломарская (Калифорния), Ла-Силья и Сьерра-Тололо (Чили), Специальная астрофизическая (Россия). Для массового изучения слабых объектов используются крупные камеры Шмидта на обсерваториях Тонантцинтла (Мексика), Маунт-Стромло (Австралия), Блумфонтейн (Ю.Африка), Бюракан (Армения). Эти наблюдения позволяют наиболее глубоко проникать во Вселенную и изучать ее структуру и происхождение. Программы совместных наблюдений. Многие программы наблюдений осуществляются совместно несколькими обсерваториями, взаимодействие которых поддерживается Международным астрономическим союзом (МАС). Он объединяет около 8 тыс. астрономов всего мира, имеет 50 комиссий по различным направлениям науки, 1 раз в три года собирает крупные Ассамблеи и ежегодно организует несколько больших симпозиумов и коллоквиумов. Каждая комиссия МАС координирует наблюдения объектов определенного класса: планет, комет, переменных звезд, и т.п. МАС координирует работу многих обсерваторий по составлению звездных карт, атласов и каталогов. В Смитсоновской астрофизической обсерватории (США) действуют Центральное бюро астрономических телеграмм, которое быстро оповещает всех астрономов о неожиданных событиях – вспышках новых и сверхновых звезд, открытии новых комет и др. РАДИООБСЕРВАТОРИИ Развитие техники радиосвязи в 1930–1940-е годы позволило начать радионаблюдения космических тел. Это новое «окно» во Вселенную принесло множество удивительных открытий. Из всего спектра электромагнитного излучения только оптические и радиоволны проходят сквозь атмосферу к поверхности Земли. При этом «радиоокно» намного шире оптического: оно простирается от волн миллиметровой длины до десятков метров. Кроме известных в оптической астрономии объектов – Солнца, планет и горячих туманностей, – источниками радиоволн оказались неизвестные ранее объекты: холодные облака межзвездного газа, ядра галактик и взрывающиеся звезды. Типы радиотелескопов. Радиоизлучение космических объектов является очень слабым. Чтобы заметить его на фоне естественных и искусственных помех, необходимы узконаправленные антенны, принимающие сигнал только из одной точки на небе. Такие антенны бывают двух типов. Для коротковолнового излучения их делают из металла в виде вогнутого параболического зеркала (как у оптического телескопа), которое концентрирует в фокусе падающее на него излучение. Такие рефлекторы диаметром до 100 м – полноповоротные – способны смотреть в любую часть неба (как оптический телескоп). Более крупные антенны выполняют в виде параболического цилиндра, способного поворачиваться только в плоскости меридиана (как оптический меридианный круг). Поворот вокруг второй оси обеспечивает вращение Земли. Самые крупные параболоиды делают неподвижными, используя естественные котловины в грунте. Они могут наблюдать лишь ограниченную область неба.

Таблица 2. КРУПНЕЙШИЕ РАДИОТЕЛЕСКОПЫ

Наибольший размер антенны (м)

Обсерватория

Место и год сооружения/демонтажа

1000 1 Физического института им.Лебедева Серпухов (Россия) 1963
600 1 Специальная астрофизическая АН России Сев.Кавказ (Россия) 1975
305 2 Ионосферная Аресибо Аресибо (Пуэрто-Рико) 1963
305 1 Медонская Медон (Франция) 1964
183 Иллинойсского университета Дэнвиль (шт. Иллинойс) 1962
122 Калифорнийского университета Хэт-Крик (шт. Калифорния) 1960
110 1 Огайоского университета Делавэр (шт. Огайо) 1962
107 Стэнфордской радиолаборатории Стэнфорд (шт. Калифорния) 1959
100 Института им. Макса Планка Бонн (Германия) 1971
76 Джодрелл-Бэнк Маклсфилд (Англия) 1957
Примечания : 1 антенна с незаполненной апертурой; 2 неподвижная антенна.
Антенны для длинноволнового излучения монтируют из большого числа простых металлических диполей, размещаемых на площади в несколько квадратных километров и соединяемых между собой так, что принятые ими сигналы усиливают друг друга только в том случае, если приходят с определенного направления. Чем больше размер антенны, тем более узкую область на небе она осматривает, давая при этом более четкую картину объекта. Примером такого инструмента может служить УТР-2 (Украинский Т-образный радиотелескоп) харьковского Института радиофизики и электроники АН Украины. Длина двух его плеч 1860 и 900 м; он является самым совершенным в мире инструментом для исследования декаметрового излучения в диапазоне 12–30 м.

Принцип объединения нескольких антенн в систему используется и для параболических радиотелескопов: объединив сигналы, принятые от одного объекта несколькими антеннами, получают как бы один сигнал от эквивалентной по размеру одной гигантской антенны. Это существенно улучшает качество полученных радиоизображений. Такие системы называют радиоинтерферометрами, поскольку сигналы от разных антенн, складываясь, интерферируют между собой. Изображения от радиоинтерферометров по качеству не хуже оптических: наименьшие детали имеют размер около 1", а если объединить сигналы от антенн, находящихся на разных континентах, то размер наименьших деталей на изображении объекта может быть уменьшен еще в тысячи раз.

Собранный антенной сигнал детектируется и усиливается специальным приемником – радиометром, который обычно настроен на одну фиксированную частоту или меняет настройку в узкой полосе частот. Для уменьшения собственных шумов радиометры часто охлаждают до очень низкой температуры. Усиленный сигнал записывают на магнитофон или в компьютер. Мощность принятого сигнала обычно выражается в терминах «антенной температуры», как если бы на месте антенны находилось абсолютно черное тело данной температуры, выделяющее такую же мощность. Измерив мощность сигнала на разных частотах, строят радиоспектр, форма которого позволяет судить о механизме излучения и физической природе объекта.

Радиоастрономические наблюдения можно проводить ночью и днем, если не мешают помехи от промышленных объектов: искрящие электромоторы, широковещательные радиостанции, радары. По этой причине радиообсерватории обычно устраивают вдали от городов. Особых требований к качеству атмосферы у радиоастрономов нет, но при наблюдении на волнах короче 3 см атмосфера становится помехой, поэтому коротковолновые антенны предпочитают ставить высоко в горах.

Некоторые радиотелескопы используют как радары, посылая мощный сигнал и принимая отраженный от объекта импульс. Это позволяет точно определять расстояние до планет и астероидов, измерять их скорость и даже строить карту поверхности. Именно так были получены карты поверхности Венеры, которая не видна в оптике сквозь ее плотную атмосферу. См. также РАДИОАСТРОНОМИЯ; РАДИОЛОКАЦИОННАЯ АСТРОНОМИЯ.

Радиоастрономические наблюдения. В зависимости от параметров антенны и имеющейся аппаратуры каждая радиообсерватория специализируется на определенном классе объектов наблюдения. Солнце благодаря своей близости к Земле является мощным источником радиоволн. Приходящее из его атмосферы радиоизлучение постоянно регистрируют – это позволяет прогнозировать солнечную активность. В магнитосфере Юпитера и Сатурна происходят активные процессы, радиоимпульсы от которых регулярно наблюдаются в обсерваториях Флориды, Сантьяго и Йельского университета. Крупнейшие антенны Англии, США и России используются для радиолокации планет.

Замечательным открытием было обнаруженное в Лейденской обсерватории (Нидерланды) излучение межзвездного водорода на волне 21 см. Затем по радиолиниям в межзвездной среде были найдены десятки других атомов и сложных молекул, включая органические. Особенно интенсивно молекулы излучают на миллиметровых волнах, для приема которых создаются специальные параболические антенны с высокоточной поверхностью.

Сначала в Кембриджской радиообсерватории (Англия), а затем и в других с начала 1950-х годов проводятся систематические обзоры всего неба для выявления радиоисточников. Некоторые из них совпадают с известными оптическими объектами, но многие не имеют аналогов в других диапазонах излучения и, по-видимому, являются очень далекими объектами. В начале 1960-х годов, обнаружив совпадающие с радиоисточниками слабые звездообразные объекты, астрономы открыли квазары – очень далекие галактики с невероятно активными ядрами.

Время от времени на некоторых радиотелескопах предпринимаются попытки поиска сигналов от внеземных цивилизаций. Первым проектом такого рода был проект Национальной радиоастрономической обсерватории США в 1960 по поиску сигналов от планет ближайших звезд. Как и все последующие поиски, он принес отрицательный результат.

ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ Поскольку атмосфера Земли не пропускает к поверхности планеты рентгеновское, инфракрасное, ультрафиолетовое и некоторые виды радиоизлучения, приборы для их исследования устанавливают на искусственных спутниках Земли, космических станциях или межпланетных аппаратах. От этих приборов требуются малая масса и высокая надежность. Обычно запускают специализированные астрономические спутники для наблюдения в определенном диапазоне спектра. Даже оптические наблюдения предпочтительно проводить за пределами атмосферы, которая существенно искажает изображения объектов. К сожалению, космическая техника стоит очень дорого, поэтому внеатмосферные обсерватории создают либо самые богатые страны, либо несколько стран в кооперации друг с другом.

Вначале разработкой приборов для астрономических спутников и анализом полученных данных занимались определенные группы ученых. Но по мере роста продуктивности космических телескопов сложилась система сотрудничества, аналогичная принятой в национальных обсерваториях. Например, Космический телескоп «Хаббл» (США) доступен любому астроному мира: заявки на наблюдения принимают и оценивают, наиболее достойные из них осуществляют и результаты передают ученому для анализа. Эту деятельность организует Институт космического телескопа (

Space Telescope Science Institute). См. также ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ. ЛИТЕРАТУРА Димитров Г., Бэкер Д. Телескопы и принадлежности к ним . М. – Л., 1947
King C. The History of the Telescope. Dover, 1979
Пономарев Д.Н. Астрономические обсерватории Советского Союза . М., 1987
Krusciunas K. Astronomical Centers of the World. Cambridge, 1987 ОБСЕРВАТОРИЯ (от лат. observator — наблюдатель), учреждение, где ученые наблюдают, изучают и анализируют природные явления. Наиболее известны астрономические обсерватории для исследования звезд, галактик, планет и других небесных объектов. Существуют также метеорологические обсерватории для наблюдения погоды; геофизические обсерватории для изучения атмосферных явлений, в частности, - полярных сияний; сейсмические станции для регистрации колебаний, возбужденных в Земле землетрясениями и вулканами; обсерватории для наблюдения космических лучей и нейтрино. Многие обсерватории оснащены не только серийными приборами для регистрации природных явлений, но и уникальными инструментами, обеспечивающими в конкретных условиях наблюдения максимально высокие чувствительность и точность. В настоящее время в мире насчитывается более 500 обсерваторий, причем большая часть в северном полушарии Земли.
Личным персоналом прежних обсерваторий были жрецы и служители религии. Халдеи строили зиккураты или храмы-обсерватории; у китайцев, как филиальные отделения математического трибунала, с незапамятных времён существовали обсерватории в Пекине, Лояне и других городах; египетские пирамиды, судя по ориентированию их боков по странам света, тоже возводились с целью производства известных астрономических наблюдений; следы существования прежних обсерваторий найдены в Индии, Персии, Перу и Мексике. Кроме больших правительственных обсерваторий в древности возводились и частные, например пользовавшаяся большой известностью обсерватория Евдокса в Книде. Главными инструментами древних обсерваторий были: гномон для систематических наблюдений полуденных высот Солнца, солнечные часы и клепсидры для измерения времени; без помощи инструментов наблюдали Луну и её фазы, планеты, моменты восхода и заката светил, прохождения их через меридиан, солнечные и лунные затмения.
Первой обсерваторией в современном смысле этого слова был знаменитый музей в Александрии, устроенный Птолемеем II Филадельфом. Ряд таких астрономов как Аристилл, Тимохарис, Гиппарх, Аристарх, Эратосфен, Геминус, Птолемей и другие подняли это учреждение на высоту небывалую. Здесь впервые начали употреблять инструменты с разделёнными кругами. Аристарх установил на портике музея медный круг в плоскости экватора и с его помощью наблюдал непосредственно времена прохождения Солнца через точки равноденствия. Гиппарх изобрёл астролябию с двумя взаимно перпендикулярными кругами и диоптрами для наблюдений. Птолемей ввёл квадранты и устанавливал их при помощи отвеса, хотя переход от полных кругов к квадрантам был шагом назад.
После разрушения александрийского музея со всеми его коллекциями и инструментами — обсерватории начали вновь устраиваться арабами и покорёнными ими народами; появились обсерватории в Багдаде, Каире, Мараге (Наср-Эддин), Самарканде (Улуг-бей) и пр. Арабский учёный Гебер устроил обсерваторию в Севилье, древнейшую в Европе. С начала XVI века именно в Европе начали возводиться обсерватории, сперва частные, а затем и правительственные: Региомонтан устроил обсерваторию в Нюрнберге, Вильгельм IV, ландграф гессенский, в Касселе (1561г) и др. Знаменитый Тихо Браге все своё состояние, более 100000 крон, употребил на постройки и инструменты своей обсерватории на острове Гвеен, близ Копенгагена. Он первый в Европе стал употреблять металлические инструменты с кругами, разделёнными через 1". Большой славой пользовалась и частная обсерватория Гевелия.
Первая правительственная обсерватория в Европе была построена в 1637-56 гг. в Копенгагене. До пожара 1728г она имела фигуру башни в 115 датских футов высотой и 48 футов в диаметре. Сама обсерватория помещалась на вершине башни, куда вела винтовая дорога, полого поднимавшаяся внутри стен. Известно, что по этой дороге в 1716г Пётр Великий въехал верхом, а Екатерина I в карете, запряжённой шестёркой лошадей. Ещё Рёмер заметил невыгоды этой высокой башни для установки приборов и изобретённый им пассажный инструмент поставил в своей частной обсерватории на уровне земли и вдали от проезжей дороги. Парижская обсерватория заложена в 1667г и окончена в 1671г по настоянию Кольбера, на щедрые средства, отпущенные Людовиком XVI; её строил известный Перро (Claude Perrault), архитектор Лувра. Гринвичская обсерватория, построена Реном и открыта вслед за парижской в 1675г. В декрете английской королевы была ясно и определённо выражена цель устройства обсерватории, которую она преследует и поныне: составлять точные каталоги звёзд и таблицы движений Луны, Солнца и планет, чтобы совершенствовать искусство навигации. Парижская и Гринвичская обсерватории были при самом основании обильно снабжены наиболее точными, для своего времени, инструментами и послужили образцами для устройства других, позднейших обсерваторий в городах: Лейдене (1690 — Лейденская обсерватория), Берлине (1711), Болонье (1714), Утрехте (1726), Пизе (1730), Упсале (1739), Стокгольме (1746), Лунде (1753), Милане (1765), Оксфорде (1772), Эдинбурге (1776), Дублине (1783) и пр. К концу XVIII века в Европе действовало более 100 обсерваторий, а к началу XX века число их достигло 380. В списке обсерваторий 1886 года мы обнаруживаем 150 в Европе, 42 в Северной Америке и 29 в других местах.
В прежние времена обсерватории, как правило, сооружали вблизи университетов, но затем стали размещать в местах с наилучшими условиями для наблюдения изучаемых явлений: сейсмические обсерватории - на склонах вулканов, метеорологические - равномерно по всему земному шару, авроральные (для наблюдения за полярными сияниями) - на расстоянии около 2000 км от магнитного полюса северного полушария, где проходит полоса интенсивных сияний. Астрономическим обсерваториям, в которых используются оптические телескопы для анализа света космических источников, требуется чистая и сухая атмосфера, свободная от искусственного освещения, поэтому их стараются строить высоко в горах. Радиообсерватории часто размещают в глубоких долинах, со всех сторон закрытых горами от радиопомех искусственного происхождения. Тем не менее, поскольку в обсерваториях трудится квалифицированный персонал и регулярно приезжают ученые, по возможности стараются размещать обсерватории не очень далеко от научных и культурных центров и транспортных узлов, что впрочем с развитие средств связи стало не актуальным.

Интересно, когда возникла астрономия? Точно на этот вопрос не ответит никто. Вернее, астрономия сопутствовала человеку всегда. Восходы и заходы Солнца определяют ритм жизни, являющийся биологическим ритмом человека. Распорядок жизни скотоводческих народов определялся сменой фаз Луны, земледельческих – сменой времён года. Ночное небо, положение звёзд на нём, изменение положений – всё это подмечалось ещё в те времена, от которых не осталось каких – либо письменных свидетельств. Тем не менее, именно задачи практики – в первую очередь ориентировка во времени и ориентировка в пространстве – явились стимулом для возникновения астрономических знаний.

Меня заинтересовал вопрос: где и как древние учёные получали эти знания, строили ли они специальные сооружения для наблюдений за звёздным небом? Оказалось, что строили. Также интересно было узнать о знаменитых обсерваториях мира, об истории их создания и об учёных, которые в них работали.

Например, в Древнем Египте учёные для астрономических наблюдений располагались на вершинах или ступенях высоких пирамид. Эти наблюдения были вызваны практической необходимостью. Население Древнего Египта – это земледельческие народы, уровень жизни которых зависел от сбора урожая. Обычно с марта начинался период засухи, длящейся около четырёх месяцев. В конце июня далеко на юге, в районе озера Виктория, начинались обильные дожди. Потоки воды устремлялись в реку Нил, ширина которой в это время достигала 20 км. Тогда египтяне уходили из долины Нила на близлежащие возвышенности, а когда Нил входил в обычное своё русло, в плодородной, увлажненной его долине начинался сев.

Проходило ещё четыре месяца, и жители собирали обильный урожай. Очень важно было вовремя узнать, когда начнется разлив Нила. История повествует, что ещё 6000 лет назад египетские жрецы умели это делать. С пирамид или других высоких мест они старались заметить утром на востоке в лучах зари первое появление самой яркой звезды Сотис, которую мы теперь называем Сириусом. До этого примерно в течение семидесяти дней Сириус – украшение ночного неба – был невидим. Первое же утреннее появление Сириуса для египтян было сигналом того, что наступает время разлива Нила и надо уходить от его берегов.

Но не только пирамиды служили для астрономических наблюдений. В городе Луксоре находится известная древняя крепость Карнак. Там, недалеко от большого храма Амона – Ра, расположено небольшое святилище Ра – Горахте, что переводится как «Солнце, сияющее над краем неба». Название это дано не случайно. Если в день зимнего солнцестояния наблюдатель стоит у алтаря в зале, который носит название «Высокий покой Солнца», и смотрит в направлении входа в здание, он видит восход Солнца в этот единственный день года.

Есть и ещё один Карнак – приморский городок во Франции, на Южном побережье Бретани. Случайно или нет совпадение египетского и французского названий, но в окрестностях Карнака бретанского тоже обнаружено несколько древнейших обсерваторий. Эти обсерватории сооружены из огромных камней. Один из них – Камень Фей – тысячи лет возвышался над землёй. Его длина 22.5 метра, а вес – 330 тонн. Карнакские камни обозначают направления на точки неба, в которых бывает виден заход Солнца в день зимнего солнцестояния.

Древнейшими астрономическими обсерваториями доисторичес– кого периода считаются некоторые загадочные сооружения на Британских островах. Самая впечатляющая и наиболее подробно исследованная обсерватория – Стоунхендж в Англии. Это сооружение состоит из четырёх больших каменных кругов. В центре находится та называемый «алтарный камень» пяти - метровой длины. Его окружает целая система кольцевых и дугообраз – ных ограждений и арок высотой до 7.2 метра и весом до 25 тонн. Внутри кольца стояло пять каменных арок в виде подковы, вогнутостью обращённой на северо – восток. Каждая из глыб весила около 50 тонн. Каждая арка состояла из двух камней, служивших опорами, и камня, перекрывавшего их сверху. Такая конструкция получила название «трилит». Сейчас сохранилось только три таких трилита. Вход в Стоунхендж находится на северо-востоке. В направлении входа стоит каменный столб, наклонённый к центру круга – Пяточный камень. Предполагают, что он служил ориентиром, соответствующим восходу Солнца в день летнего Солнцестояния.

Стоунхендж был одновременно храмом и прообразом астрономической обсерватории. Щели каменных арок служили визирами, строго фиксировавшими направления из центра сооружения в различные точки на горизонте. Древние наблюдатели фиксировали точки восходов и заходов Солнца и Луны, определяли и предсказывали наступление дней летнего и зимнего солнцестояния, весеннего и осеннего равноденствия и, возможно, пытались предсказывать лунные и солнечные затмения. Как храм Стоунхендж служил величественным символом, местом религиозных церемоний, как астрономический инструмент – как бы гигантской вычислительной машиной, позволявшей жрецам – служителям храма предсказывать смену времён года. В целом Стоунхендж представляет собой величественное и, по-видимому, в древности красивое сооружение.

Перенесемся теперь мысленно в XV век н. э. Около 1425 года в окрестностях Самарканда было завершено строительство величайшей в мире обсерватории. Она была создана по замыслу правителя обширной области Средней Азии, астронома – Мухаммеда - Тарагай Улугбека. Улугбек мечтал проверить старые звёздные каталоги и внести в них свои исправления.

Обсерватория Улугбека уникальна. Цилиндрическое трёхэтажное здание со множеством помещений имело высоту около 50 метров. Его цоколь был украшен яркой мозаикой, а на внутренних стенах здания виднелись изображения небесных сфер. С крыши обсерватории виднелся открытый горизонт.

В специально вырытой махте разместился колоссальный секстант Фархи – шестидесятиг-радусная дуга, выложенная мраморными плитами, имеющая радиус около 40 метров. Такого инструмента история астрономии ещё не знала. С помощью уникального прибора, ориентированного по меридиану, Улугбек с помощниками вёл наблюдения за Солнцем, планетами и некоторыми звёздами. В те времена Самарканд стал астрономической столицей мира, а слава Улугбека перешагнула далеко за границы Азии.

Наблюдения Улугбека дали результаты. В 1437 году он закончил основную работу по составлению звёздного каталога, включающего сведения о 1019 звёздах. В обсерватории Улугбека впервые была измерена важнейшая астрономическая величина – наклон эклиптики к экватору, составлены астрономические таблицы для звёзд и планет, определены географические координаты различных мест Средней Азии. Улугбеком написана теория затмений.

В Самаркандской обсерватории вместе с учёным работали многие астрономы и математики. Фактически при этом учреждении образовалось настоящее научное общество. И трудно сказать, какие бы идеи родились в нём, получи оно возможность развиваться дальше. Но в результате одного из заговоров Улугбека убили, а обсерваторию разрушили. Ученики учёного спасли только рукописи. Про него говорили, что он «протянул руку к наукам и добился многого. Перед его глазами небо стало близким и опустилось вниз».

Лишь в 1908 году археолог В. М. Вяткин нашёл остатки обсерва - тории, а в 1948 году благодаря усилиям В.А. Шишкина она была раскопана и частично реставрирована. Сохранившаяся часть обсерватории является уникальным архитектурным и историческим памятником и тщательно охраняется. Рядом с обсерваторией был создан музей Улугбека.

Точность измерения, достигнутая Улугбеком, оставалась непревзойдённой более века. Но в 1546 году в Дании родился мальчик, которому суждено было достичь ещё более высоких вершин в дотелескопической астрономии. Звали его Тихо Браге. Он верил астрологам и даже сам пытался предсказывать будущее по звёздам. Однако научные интересы одержали победу над заблуждениями. В 1563 году Тихо приступил к первым самостоятельным астрономическим наблюдениям. Широкую известность ему принёс трактат о Новой звезде 1572 года, которую он обнаружил в созвездии Кассиопеи.

В 1576 году датский король отвёл Тихо остров Вен около берегов Швеции для строительства там большой астрономической обсерватории. На средства, отпущенные королём, Тихо в 1584 году соорудил две обсерватории, внешне похожие на роскошные замки. Одну из них Тихо назвал Ураниборг, то есть замком Урании, музы астрономии, вторая получила наименование Стьернеборг – «звёздный замок». На острове Вен находились мастерские, где под руководством Тихо изготовляли изуми – тельные по точности угломерные астрономические инструменты.

Двадцать один год продолжалась деятельность Тихо на острове. Ему удалось открыть новые, неизвестные ранее неравенства в движе-нии Луны. Им составлены таблицы видимого движения Солнца и планет, более точные, чем раньше. Замечателен звёздный каталог, на создание которого датский астроном затратил 7 лет. По количеству звёзд (777) каталог Тихо уступает каталогам Гиппарха и Улугбека. Но зато координаты звёзд Тихо измерил с большей точностью, чем его предшественники. Этот труд ознаменовал собой начало новой эры в астрологии – эры точности. Он не дожил всего лишь несколько лет до того момента, когда был изобретён телескоп, значительно расширивший возможности астрономии. Говорят, что последними его словами перед кончиной были: «Кажется, жизнь моя не была бесцельной». Счастлив человек, который может такими словами подытожить свой жизненный путь.

Во второй половине XVII и в начале XVIII веков в Европе одна за другой стали возникать научные обсерватории. Выдающиеся географические открытия, морские и сухопутные путешествия потребовали более точного определения размеров земного шара, новых способов определения времени и координат на суше и на море.

И вот со второй половины XVII века в Европе, в основном по ини-циативе выдающихся учёных, начали создаваться государственные астрономические обсерватории. Первой из них была обсерватория в Копенгагене. Строилась она с 1637 по 1656 годы, но в 1728 году сгорела.

По инициативе Ж. Пикара французский король Людовик XIV, король – «Солнце», любитель балов и войн, выделил средства для постройки Парижской обсерватории. Её строительство было начато в 1667 году и продолжалось до 1671 года. Получилось величественное здание, напоминающее замок, с наблюдательными площадками сверху. По предложению Пикара, на пост директора обсерватории был приглашён Жан Доминик Кассини, уже зарекомендовавший себя как опытный наблюдатель и талантливый практик. Такие качества директора Парижской обсерватории сыграли огромную роль в её становлении и развитии. Астрономом были обнаружены 4 спутника Сатурна: Япет, Рея, Тетис и Диона. Мастерство наблюдателя позволило Кассини выявить, что кольцо Сатурна состоит из 2-х частей, разделённых тёмной полосой. Это деление получило название «щель Кассини».

Жан Доминик Кассини и астроном Жан Пикар в 1672-1674 годах создали первую современную карту Франции. Полученные значения отличались высокой точностью. В результате западное побережье Франции оказалось почти на 100 км ближе к Парижу, чем на старых картах. Рассказывают, что по этому поводу король Людовик XIV шутливо посетовал – «Мол, по милости топографов территория страны уменьшилась в большей степени, чем увеличила её королевская армия».

История Парижской обсерватории неразрывно связана с именем великого датчанина - Оле Кристенсена Рёмера, приглашённого Ж. Пикаром для работы в Парижской обсерватории. Астроном доказал по наблюдениям затмений спутника Юпитера, конечность скорости света и измерил её значение – 210000 км /с. Это открытие, сделанное в 1675 году, принесло Рёмеру мировую известность и позволило ему стать членом Парижской академии наук.

В создании обсерватории активно участвовал голландский астроном Христиан Гюйгенс. Этот учёный известен многими достижениями. В частности он открыл спутник Сатурна Титан – один из самых больших спутников в солнечной системе; обнаружил полярные шапки на Марсе и полосы на Юпитере. Кроме того, Гюйгенс изобрёл окуляр, который сейчас носит его имя, и создал точные часы – хронометр.

Астроном и картограф Жозеф Никола Делиль работал в Парижской обсерватории помощником Жана Доминика Кассини. В основном он занимался изучением комет, руководил наблюдениями прохождения Венеры по диску Солнца. Такие наблюдения помогли узнать о существова-нии атмосферы у этой планеты, а главное – уточнить астрономическую единицу – расстояние до Солнца. В 1761 году Делиль был приглашён царём Петром I в Россию.

Шарль Месье в юности получил только начальное образование. Математику и астрономию он позже изучил самостоятельно и стал опытным наблюдателем. С 1755 года работая в Парижской обсерватории, Месье систематически вёл поиски новых комет. Труды астронома увенчались успехом: с 1763 по 1802 годы он открыл 14 комет, а всего наблюдал 41.

Месье составил первый в истории астрономии каталог туманностей и звёздных скоплений – типовые наименования, введённые им, используются до настоящего времени.

Доминик Франсуа Араго – директор Парижской обсерватории с 1830 года. Этот астроном впервые изучил поляризацию излучения солнечной короны, кометных хвостов.

Араго был талантливым популяризатором науки и с 1813 по 1846 годы регулярно читал в Парижской обсерватории лекции для широкой публики.

Никола Луи де Лакайль, сотрудник этой обсерватории с 1736 года, организовал экспедицию в Южную Африку. Там, на мысе Доброй На-дежды, были проведены наблюдения звёзд Южного полушария. В результате на звёздной карте появились названия более 10 тысяч новых светил. Лакайль завершил деление южного неба, выделив 14 созвездий, которым дал названия. В 1763 году был опубликован первый каталог звёзд Южного полушария, автором которого считается Лакайль.

Единицы измерения массы (килограмм) и длины (метр) были определены в Парижской обсерватории.

В настоящее время обсерватория имеет три научные базы: Париж, астрофизический отдел в Медоне (Альпы) и радиоастрономическую базу в Нанси. Здесь работают более 700 учёных и техников.

Королевская Гринвичская обсерватория в Великобритании – самая известная в мире. Этому факту она обязана тем, что через ось пассажного инструмента, установленного на ней, проходит «гринвичский меридиан» - нулевой меридиан отсчёта долгот на земле.

Основание Гринвичской обсерватории было положено в 1675 году указом короля Карла II,которым предписывалось построить её в королевском парке близ замка в Гринвиче «на самом высоком холме». Англия в XVII веке становилась «королевой морей», расширяла свои владения, основой развития страны были завоевания далёких колоний и торговля, а стало быть – мореплавание. Поэтому строительство Гринвичской обсерватории обосновывалось прежде всего необходимостью определять долготу места при навигации.

Король поручил столь ответственное дело замечательному архитектору и астроному – любителю Кристоферу Рену, который активно занимался перестройкой Лондона после пожара 1666 года. Пришлось Рену прервать работу по реконструкции знаменитого собора Святого Павла, и буквально за год он спроектировал и построил обсерваторию.

Согласно указу короля, директор обсерватории должен был носить титул Королевского астронома, и эта традиция сохранилась до сих пор. Первым Королевским астрономом стал Джон Флемстид. С 1675 года он руководил работой по оборудованию обсерватории, а также выполнял астрономические наблюдения. Последнее было более приятным занятием, поскольку денег на приобретение инструментов Флемстиду не выделяли, и он тратил полученное от отца наследство. Помогали обсерватории меценаты – богатые друзья директора и любители астрономии. Огромную услугу оказал Флемстиду друг Рена, великий учёный и изобретатель Роберт Гук, - он изготовил и подарил обсерватории несколько приборов. Флемстид был прирождённым наблюдателем – упорным, целеустремлённым и аккуратным. После открытия обсерватории он начал регулярные наблюдения объектов Солнечной системы. Начатые Флемстидом в год открытия обсерватории наблюдения длились более 12 лет, а последующие годы он работал над составлением звёздного каталога. Около 20 тысяч измерений было проведено и обработано с небывалой точностью – 10 угловых секунд. Кроме имевшихся в то время буквенных обозначений, Флемстид ввёл и цифровые: всем звёздам каталога были присвоены номера в возрастания их прямых восхождений. Эта система обозначений дожила до нашего времени, она используется в звёздных атласах, помогая отыскать нужные для наблюдений объекты.

Каталог Флемстида вышел в свет в 1725 году, уже после смерти замечательного астронома. Он содержал 2935 звёзд и полностью занял третий том издаваемой Флемстидом «Британской истории неба», где автор собрал и описал все наблюдения, сделанные до него и за всю его жизнь.

Вторым Королевским астрономом стал Эдмунд Галлей. В «Очерке кометной астрономии» (1705г.) Галлей рассказал о том, как его поразило сходство орбит комет, сиявших на небе в 1531, 1607 и 1682 годах. Подсчитав, что появляются эти небесные тела с завидно точной периодичностью – через 75-76 лет, учёный сделал вывод: три «космические гостьи» на самом деле являются одной и той же кометой. Галлей объяснил небольшую разницу в промежутках времени между её появлениями возмущениями от больших планет, мимо которых комета проходила, и даже отважился предсказать следующее появление «хвостатой звезды»: конец 1758 г. – начало 1759 года. Астроном умер за 16 лет до этого срока, так и не узнав о том, как блестяще подтвердились его расчёты. Комета засияла на Рождество 1758 года, а потом её наблюдали ещё много раз. Астрономы по справедливости присвоили этому космическому объекту имя учёного – она называется «кометой Галлея».

Уже в конце XIX – начале XX в. Английские астрономы поняли, что климатические условия страны не позволят им удержать высокий уровень наблюдений в Гринвичской обсерватории. Начались поиски других мест, где можно было бы установить новейшие мощные и высокоточные телескопы. Прекрасно работала обсерватория близ мыса Доброй Надежды в Африке, но там можно было наблюдать исключительно южное небо. Поэтому в 1954 году при десятом Королевском астрономе – а им стал замечательный учёный и популяризатор науки Хэролд Спенсер-Джонс – был осуществлён перевод обсерватории в Херстмонсо и начато строительство новой обсерватории на Канарских островах, на острове Ла-Пальма.

С переводом в Херстмонсо славная история Гринвичской Королевской обсерватории закончилась. В настоящее время она передана Оксфордскому университету, с которым была тесно связана все 300 лет своего существования, и является музеем истории мировой астрономии.

После создания Парижской и Гринвичской обсерваторий государственные обсерватории стали строиться во многих странах Европы. Одной из первых была построена прекрасно оснащённая обсерватория Петербургской академии наук. Пример этих обсерваторий характерен тем, что наглядно показывает, насколько задачи обсерваторий и само их возникновение было обусловлено практическими потребностями общества.

Звёздное небо было полно нераскрытых тайн, и оно постепенно раскрывало их терпеливым и внимательным наблюдателям. Происходил процесс познания окружающей Землю Вселенной.

Начало XVIII века – переломный момент в русской истории. В это время усиливается интерес к вопросам естествознания, обусловленный экономическим развитием государства и ростом потребностей в научных и технических знаниях. Интенсивно развиваются торговые связи России с другими государствами, укрепляется сельское хозяйство, возникает потребность в освоении новых земель. Путешествия русских землепроходцев способствуют подъёму географической науки, картографии, а следовательно, и практической астрономии. Всё это в совокупности с проводимыми реформами подготовило интенсивное развитие астрономических знаний в России уже в первой четверти VIII века, ещё до учреждения Петром I Академии наук.

Стремление Петра к превращению страны в сильную морскую державу, к увеличению её военной мощи стало дополнительным стимулом развития астрономии. Следует заметить, что перед Европой никогда не стояли такие грандиозные задачи, как перед Россией. Территории Франции, Англии и Германии не шли ни в какое сравнение с пространствами Европы и Азии, которые предстояло освоить и «положить на карту» русским исследователям.

В 1690 году в Холмогорах на Северной Двине, вблизи Архангельска, возникает первая в России астрономическая обсерватория, основанная архиепископом Афанасием (в миру Алексеем Артемьевичем Любимовым). Алексей Артемьевич был одним из образованнейших людей своего времени, знал 24 иностранных языка и обладал огромной властью в своей вотчине. В обсерватории имелись зрительные трубы и угломерные инструменты. Архиепископ лично производил астрономические и метеорологические наблюдения.

Пётр I, много сделавший для развития наук и искусства в России, интересовался и астрономией. Уже в возрасте 16 лет русский царь практически овладел навыками измерений с помощью такого инструмента, как астролябия, и хорошо понимал значение астрономии для мореплавания. Ещё во время своего путешествия по Европе Пётр посетил Гринвичскую и Копенгагенскую обсерватории. В «Истории неба» Флемстида сохранились записи о двух посещениях Петром I Гринвичской обсерватории. Сохранились сведения о том, что Пётр I, будучи в Англии, вёл длительные беседы с Эдмундом Галлеем и даже приглашал его в Россию для организации специальной школы и преподавания астрономии.

Верным сподвижником Петра I, сопровождавшим царя во многих военных походах, был один из самых образованных людей своего времени Яков Брюс. Он основал первое учебное заведение в России, в котором начали преподавать астрономию, - «навигацкую школу». Находилась школа в Сухаревой башне, которая, к сожалению, была беспощадно снесена в 30-е годы XX века.

В 1712 году в школе обучалось 517 человек. Перед первыми русскими геодезистами, постигавшими тайны наук в «навигацкой школе», стояла огромная задача. Предстояло обозначить на карте точное положение населенных пунктов, рек и гор не только пространства центральной России, но и обширных территорий, присоединённых к ней в XVII веке и начале XVIII века. Эта трудная работа, выполненная в течение нескольких десятилетий, стала значительным вкладом в мировую науку.

Начало нового периода в развитии астрономической науки тесно связано с учреждением Академии наук. Она была создана по инициативе Петра I, но открылась только в 1725 году, уже после его смерти.

В 1725 году из Парижа в Петербург прибыл французский астроном Жозеф Никола Делиль, приглашенный в качестве академика по астрономии. В башне здания академии наук, расположенного на набережной Невы, Делиль устроил обсерваторию, которую оборудовал приборами, заказанными ещё Петром I. Для наблюдений небесных светил использовались квадранты, секстант, a также отражательные телескопы с зеркалами, зрительные трубы для наблюдений Луны, планет и Солнца. В то время обсерватория считалась одной из самых лучших в Европе.

Делиль положил начало систематическим наблюдениям и точным геодезическим работам в России. За 6 лет под его руководством было составлено 19 больших карт Европейской России и Сибири, основанных на 62 пунктах с астрономически определёнными координатами.

Известным любителем астрономии петровской эпохи был вице-президент Синода архиепископ Феофан Прокопович. Он имел свои собственные инструменты – квадрант радиусом 3 фута и секстант в 7 футов. А также, пользуясь своим высоким положением, в 1736 году брал себе на время телескоп из обсерватории Академии наук. Наблюдения Прокопович проводил не только на своей усадьбе, но и на обсерватории, устроенной А. Д. Меньшико-вым в Ораниенбауме.

На рубеже ХIХ-ХХ веков неоценимый вклад в науку сделал любитель астрономии Василий Павлович Энгельгардт, уроженец Смоленска, юрист по образованию. Он с детства увлекался астрономией, а в 1850-м начал самостоятельно изучать ее. В 70-х годах ХIХ века Энгельгардт уехал в Дрезден, где не только всячески пропагандировал музыку великого русского композитора Глинки и издавал партитуры его опер, но в 1879 году построил обсерваторию. Он имел один из крупнейших - третий в мире в то время - рефрактор диаметром 12" (31 см) и за 18 лет один, без помощников, провел огромное число наблюдений. Эти наблюдения на его же средства обрабатывались в России и были изданы в трех томах в 1886-95 гг. Перечень его интересов очень обширен - это 50 комет, 70 астероидов, 400 туманностей, 829 звезд из каталога Брадлея.

Энгельгардт был удостоен званий члена-корреспондента Императорской Академии Наук (в Петербурге), доктора астрономии и почетного члена Казанского университета, доктора философии университета в Риме и др. В конце жизни, когда ему было уже под 70, Энгельгардт решил передать все инструменты на родину, в Россию - Казанскому университету. Обсерватория под Казанью строилась при его активном участии и была открыта в 1901 году. Она до сих пор носит имя этого любителя, стоявшего вровень с профессиональными астрономами своего времени.

Начало XIX века ознаменовалось в России основанием ряда университетов. Если до этого в стране действовал один университет, Московский, то уже в первой половине столетия открылись Дерптский, Казанский, Харьковский, Петербургский и Киевский. Именно университеты сыграли решающую роль в развитии российской астрономии. Но самое почётное место эта древнейшая наука заняла в Дерптском университете.

Здесь начиналась славная деятельность выдающегося астронома XIX века Василия Яковлевича Струве. Вершиной его деятельности является создание Пулковской обсерватории. В 1832 году Струве был произведён в действительные члены Академии наук, а годом позже стал директором задуманной, но ещё не созданной обсерватории. Местом для будущей обсерватории Струве выбрал Пулковскую гору, холм, расположенный в непосредственной близости от Петербурга, немного южнее города. По требованиям, предъявляемым к условиям астрономических наблюдений в Северном полушарии Земли, южная сторона должна быть «чистой» - неподсвеченной городскими огнями. Строительство обсерватории началось в 1834 году, и через 5 лет, в 1839 году, в присутствии видных учёных и иностранных послов состоялось её торжественное открытие.

Прошло немного времени, и Пулковская обсерватория стала образцовой среди подобных астрономических заведений Европы. Сбылось пророчество великого Ломоносова о том, что «славнейшая из

муз Урания утвердит преимущественно жилище своё в нашем Отечестве».

Главной задачей, которую ставили перед собой сотрудники Пулковской обсерватории, было существенно повысить точность определения положения звёзд, то есть новая обсерватория задумывалась как астрометрическая.

Выполнение программы наблюдений было возложено на директора обсерватории, Струве, и четырёх астрономов, в том числе и на сына Василия Яковлевича – Отто Струве.

Уже через 30 лет после своего основания Пулковская обсерватория снискала всемирную славу «астрономической столицы мира».

Пулковская обсерватория владела богатейшей библиотекой, одной из лучших в мире, - подлинной сокровищницей мировой астрономической литературы. Уже к концу первых 25 лет существования обсерватории каталог библиотеки насчитывал около 20 тысяч названий.

В конце прошлого века стало, что расположение обсерваторий вблизи больших городов создаёт большие трудности для астрономических наблюдений. Особенно неудобны они для астрофизических исследований. В начале XX века пулковские астрономы пришли к решению о создании астрофизического отделения где-нибудь на юге, лучше в Крыму, где климатические условия позволили бы вести наблюдения в течение всего года. В 1906 году в Крым были направлены сотрудники Пулковской обсерватории А. П. Ганский, выдающийся исследователь Солнца, и Г. А. Тихов, в будущем выдающийся исследователь Марса. На горе Кошка, немного выше Симеиза, они неожиданно обнаружили две готовые астрономические башни с куполами, хотя и без телескопов. Оказалось, что эта небольшая обсерватория принадлежит любителю астрономии Н. С. Мальцову. После необходимой переписки Н. С. Мальцов предложил свою обсерваторию в дар Пулковской обсерватории для создания там её южного астрофизического отделения, а в придачу выкупил близлежащие участки земли, чтобы астрономы не испытывали никаких затруднений в будущем. Официальное оформление Симеизской обсерватории как филиала Пулковской обсерватории состоялось в 1912 году. Сам Мальцов после революции проживал во Франции. В 1929 году директор Симеизской обсерватории Неуймин обратился к Мальцову с просьбой написать автобиографию, на что тот ответил отказом: «Я не вижу в своей жизни ничего примечательного, кроме одного эпизода – принятие Пулковской обсерваторией моего дара. Это событие я считаю для себя огромной честью».

В 1908 году с помощью установленного астрографа начались регулярные наблюдения малых планет и переменных звёзд. К 1925 году были открыты малые планеты, комета и большое число переменных звёзд.

После Великой Октябрьской социалистической революции Симеизская обсерватория стала быстро расширяться. Увеличилось число научных сотрудников; среди них в 1925 году приехали в обсерваторию Г. А. Шайн и его жена П. Ф. Шайн. В те годы советские дипломаты, и в их числе выдающийся большевик Л. Б. Красин, добились от капиталистических государств выполнения поставок научного оборудования, заказанного Академией наук ещё до революции, и заключили новые договоры. Среди другого оборудования из Англии поступил 102-сантиметровый телескоп – крупнейший рефлектор своего времени в СССР. Под руководством Г. А. Шайна он был установлен на Симеизской обсерватории.

Этот рефлектор был снабжён спектрографом, с помощью которого начались спектральные наблюдения в целях изучения физической природы звёзд, их химического состава и происходящих в них процессов.

В 1932 году обсерватория получила фотогелиограф для фотографирования Солнца. Несколькими годами позже был установлен спектрогелиоскоп – инструмент для изучения поверхности Солнца в линии определённого химического элемента. Тем самым Симеизская обсерватория включилась в большую работу по изучению Солнца, явлений, протекающих на его поверхности.

Современные инструменты, актуальность научной тематики и энтузиазм учёных принесли Симеизской обсерватории международное признание. Но началась война. Учёные успели эвакуироваться, но немецко-фашистская оккупация нанесла огромный ущерб обсерватории. Здания обсерватории были сожжены, а оборудование расхищено или разрушено, погибла значительная часть уникальной библиотеки. После войны детали метрового телескопа в виде металлолома были обнаружены в Германии, а зеркало пострадало настолько, что восстановить его не представлялось возможным.

В 1944 году Симеизская обсерватория стала восстанавливаться, и в 1946 году на ней возобновились регулярные наблюдения. Обсерватория существует и поныне и принадлежит Украинской Академии наук.

Перед сотрудниками обсерватории снова встал вопрос, уже поднимавшийся перед войной, о необходимости поиска нового места для обсерватории, поскольку небольшая площадка на горе Кошка, где располагалась обсерватория, ограничивала возможность её дальнейшего расширения.

По результатам ряда астроклиматических экспедиций новое место для обсерватории было выбрано в горах, в 12 км к востоку от Бахчисарая, подальше от освещённых городов южного берега Крыма, от Севастополя и Симферополя. Принималось в расчёт и то, что вершины Яйлы защитят обсерваторию от неблагоприятных южных ветров. Здесь на небольшой плоской вершине, на высоте 600 м над уровнем м

В настоящее время научная деятельность Пулковской обсерватории идет по шести направлениям: небесная механика и звездная динамика; астрометрия; Солнце и солнечно-земные связи; физика и эволюция звезд; радиоастрономия; аппаратура и методика астрономических наблюдений.

Московская обсерватория была построена в 1831 году на окраине Москвы.

В начале ХХ века это было хорошо оснащенное астрономическое учреждение. Обсерватория имела меридианный круг, длиннофокусный астрограф (D = 38 cм, F = 6.4 м), широкоугольную экваториальную камеру (D = 16 см, F=0.82 м), пассажный инструмент и несколько небольших инструментов. На ней велись меридианные и фотографические определения положений звезд, поиски и исследования переменных звезд, изучение двойных звезд; изучалась изменяемость широты и методика астрофотометрических наблюдений.

На обсерватории работали выдающиеся ученые: Ф. А. Бредихин (1831-1904), В. К. Цераский (1849-1925), П. К. Штернберг (1865-1920).

Федор Александрович Бредихин (1831-1904) по окончании Московского университета был отправлен за границу и за 2 года превратился в астронома. Основная научная деятельность - изучение комет и по этой теме он защищает докторскую диссертацию.

Бредихин первым организует спектральные наблюдения в Московской обсерватории. Сначала - только Солнца. А затем и вся работа обсерватории пошла по астрофизическому руслу.

Русский астроном Аристарх Аполлонович Белопольский (1854-1934). Он родился в Москве, в 1877 г. закончил Московский университет.

Аристарху Аполлоновичу Белопольскому (1854-1934) по окончанию курса в Московском университете директор Московской астрономической обсерватории Ф. А. Бредихин предложил на лето заняться систематически фотографией солнечной поверхности при помощи фотогелиографа. И он согласился. Таким образом случайно А. А. Белопольский стал астрономом. Осенью он был представлен к оставлению при университете для подготовки к профессорскому званию по кафедре астрономии. В 1879 году Белопольский получил место сверхштатного ассистента при астрономической обсерватории. Занятия в обсерватории посвящены были систематическим исследованиям процессов на солнечной поверхности (пятна, протуберанцы) и астрометрии (меридианный круг).

В 1886 году он защитил диссертацию на степень магистра астрономии ("Пятна на Солнце и их движение").

Весь московский период научной работы Аристарха Аполлоновича протекал под руководством одного из основоположников отечественной и мировой астрофизики Ф. А. Бредихина.

Работая в Московской обсерватории, А. А. Белопольский наблюдал за положениями избранной группы звезд с помощью меридианного круга. На этом же инструменте он производил наблюдения больших (Марс, Уран) и малых (Виктория, Сафо) планет, а также комет (1881b, 1881c). Там же после окончания университета, с 1877 года по 1888 год, он производил систематическое фотографирование Солнца. Инструментом служил четырехдюймовый фотогелиограф Дальмейра. В этой работе большую помощь ему оказал В. К. Цераский, бывший в то время ассистентом Московской обсерватории.

К этому времени наблюдениями за пятнами было установлено уменьшение угловой скорости вращения Солнца от экватора к полюсам и при переходе из глубоких слоев во внешние.

В 1884 году с помощью гелиографа А. А. Белопольский фотографировал лунное затмение. Обработка фотографий позволила ему определить радиус земной тени.

Уже в 1883 году Аристарх Аполлонович в Московской обсерватории сделал первые в России опыты по прямому фотографированию звезд. Со скромным объективом диаметром 46 мм (относительное отверстие 1:4) он за два с половиной часа получил на пластинке изображения звезд до 8 m ,5.

Павел Карлович Штернберг - профессор, был директором Московской обсерватории с 1916 года.

В 1931 году на базе Московской астрономической обсерватории были объединены три астрономических учреждения: созданные после революции Государственный астрофизический институт, Астрономо-геодезический научно-исследовательский институт и Московская астрономическая обсерватория. С 1932 года объединенный институт, входящий в систему Московского государственного университета, стал именоваться Государственным астрономическим институтом им. П. К. Штернберга, сокращенно ГАИШ.

Директором института с 1956 по 1976 годы был Д. Я. Мартынов. В настоящее время, после 10-летнего директорства Е. П. Аксенова, директором ГАИШ назначен А. М. Черепащук.

В настоящее время сотрудники ГАИШ ведут исследования практически по всем направлениям современной астрономии, от классической фундаментальной астрометрии и небесной механики до теоретической астрофизики и космологии. По многим из научных направлений, например, по внегалактической астрономии, исследованию нестационарных объектов и строению нашей Галактики ГАИШ занимает ведущее место среди астрономических учреждений нашей страны.

Делая реферат, я узнала много интересного об астрономических обсерваториях, об истории их создания. Но больший интерес у меня вызвали учёные, которые в них работали, ведь обсерватории – это не просто сооружения для наблюдений. Самое важное в обсерваториях – это люди, которые в них работали. Именно их знания и наблюдения постепенно накапливались и сейчас составляют такую науку, как астрономию.

Загрузка...