Observatorul Astronomic este o instituție de cercetare în care sunt efectuate observații sistematice ale corpurilor și fenomenelor cerești.
De obicei, observatorul este ridicat într-o zonă ridicată, unde se deschide un orizont bun. Observatorul este echipat cu instrumente de observare: telescoape optice și radio, instrumente pentru prelucrarea rezultatelor observației: astrografe, spectrografe, astrofotometre și alte dispozitive pentru caracterizarea corpurilor cerești.
Din istoria observatorului
Este dificil chiar să numim momentul în care au apărut primele observatoare. Desigur, acestea au fost structuri primitive, dar cu toate acestea, observațiile corpurilor cerești au fost efectuate în ele. Cele mai vechi observatoare sunt situate în Asiria, Babilon, China, Egipt, Persia, India, Mexic, Peru și alte state. De fapt, preoții antici au fost primii astronomi, deoarece au observat cerul înstelat.
- un observator creat în epoca de piatră. Este situat lângă Londra. Această structură era atât un templu, cât și un loc pentru observații astronomice - interpretarea lui Stonehenge ca un mare observator al epocii de piatră aparține lui J. Hawkins și J. White. Presupunerile că acesta este cel mai vechi observator se bazează pe faptul că plăcile sale de piatră sunt instalate într-o ordine specifică. Se știe, în general, că Stonehenge a fost locul sacru al druizilor - reprezentanți ai castelor preoțești printre vechii celți. Druizii erau foarte bine versați în astronomie, de exemplu, în structura și mișcarea stelelor, dimensiunea Pământului și a planetelor și diverse fenomene astronomice. Știința nu știe de unde au obținut aceste cunoștințe. Se crede că i-au moștenit de la adevărații constructori din Stonehenge și, datorită acestui fapt, au posedat o mare putere și influență.
Un alt observator antic a fost găsit pe teritoriul Armeniei, construit acum aproximativ 5 mii de ani.
În secolul al XV-lea în Samarkand, marele astronom Ulugbek a construit un observator, remarcabil pentru vremea sa, în care instrumentul principal era un imens cadran pentru măsurarea distanțelor unghiulare ale stelelor și ale altor corpuri de iluminat (citiți despre acest lucru pe site-ul nostru: http: //site/index.php/earth/rabota-astrnom/10-etapi- astronimii / 12-sredneverovaya-astronomiya).
Primul observator în sensul modern al cuvântului a fost faimosul muzeu din Alexandriagăzduit de Ptolemeu al II-lea Filadelf. Aristille, Timocharis, Hipparchus, Aristarchus, Eratosthenes, Geminus, Ptolemeu și alții au obținut rezultate fără precedent aici. Aici a început pentru prima dată utilizarea instrumentelor cu cercuri divizate. Aristarh a stabilit un cerc de cupru în planul ecuatorial și cu ajutorul său a observat în mod direct orele de trecere a Soarelui prin punctele echinocțiale. Hipparh a inventat astrolabul (un instrument astronomic bazat pe principiul proiecției stereografice) cu două cercuri perpendiculare reciproc și dioptrii pentru observare. Ptolemeu a introdus cadranele și le-a aranjat cu o linie plumbă. Trecerea de la cercuri complete la cadrane a fost, în esență, un pas înapoi, dar autoritatea lui Ptolemeu a păstrat cadranele la observatoare până în vremea lui Röhmer, care a dovedit că observațiile au fost făcute mai exact în cercurile complete; cu toate acestea, cadranele au fost complet abandonate abia la începutul secolului al XIX-lea.
Primele observatoare moderne au început să fie construite în Europa după inventarea telescopului - în secolul al XVII-lea. Primul mare observator de stat - parizian... A fost construit în 1667. Împreună cu cadranele și alte instrumente ale astronomiei antice, aici au fost deja utilizate telescoape mari refractor. În 1675 deschis Greenwich Royal Observatory în Anglia, la periferia Londrei.
Peste 500 de observatoare lucrează în lume.
Observatoare rusești
Primul observator din Rusia a fost observatorul privat al A.A. Lyubimov din Kholmogory, regiunea Arhanghelsk, a fost deschis în 1692. În 1701, prin decretul lui Petru I, a fost creat un observator la Școala de Navigație din Moscova. În 1839, a fost fondat Observatorul Pulkovo de lângă Sankt Petersburg, echipat cu cele mai sofisticate instrumente care permiteau obținerea unor rezultate de înaltă precizie. Pentru aceasta, Observatorul Pulkovo a fost numit capitala astronomică a lumii. Acum, în Rusia există mai mult de 20 de observatoare astronomice, printre care cel mai important este Observatorul Astronomic Principal (Pulkovo) al Academiei de Științe.
Observatoarele lumii
Dintre observatoarele străine, cele mai mari sunt Greenwich (Marea Britanie), Harvard și Muntele Palomar (SUA), Potsdam (Germania), Cracovia (Polonia), Byurakan (Armenia), Viena (Austria), Crimeea (Ucraina) etc. Observatoare din diferite țări schimbă rezultatele observațiilor și cercetărilor, lucrează adesea pe același program pentru a genera cele mai exacte date.
Amenajarea observatoarelor
Pentru observatoarele moderne, o vedere tipică este o clădire cilindrică sau cu mai multe fațete. Acestea sunt turnurile în care sunt instalate telescoapele. Observatoarele moderne sunt echipate cu telescoape optice adăpostite în clădiri cu cupole închise sau radiotelescoape. Radiația luminoasă colectată de telescoape este înregistrată prin metode fotografice sau fotoelectrice și analizată pentru a obține informații despre obiecte astronomice îndepărtate. Observatoarele sunt situate, de obicei, departe de orașe, în zone climatice cu înnorări reduse și, dacă este posibil, pe platouri înalte, unde turbulențele atmosferice sunt neglijabile și pot fi studiate radiațiile infraroșii absorbite de atmosfera inferioară.
Tipuri de observatoare
Există observatoare specializate care funcționează conform unui program științific îngust: radioastronomie, stații montane pentru observarea Soarelui; unele observatoare sunt asociate cu observațiile făcute de astronauți de pe nave spațiale și stații orbitale.
Majoritatea razelor infraroșii și ultraviolete, precum și razele X și razele gamma de origine cosmică, sunt inaccesibile observațiilor de pe suprafața Pământului. Pentru a studia Universul în aceste raze, este necesar să scoateți instrumentele de observare în spațiu. Până de curând, astronomia extra-atmosferică nu era disponibilă. Acum a devenit o ramură a științei în creștere rapidă. Rezultatele obținute cu telescoapele spațiale, fără cea mai mică exagerare, au transformat multe dintre ideile noastre despre Univers.
Telescopul spațial modern este un set unic de instrumente dezvoltate și operate de mai multe țări de mai mulți ani. Mii de astronomi din întreaga lume iau parte la observații la observatoarele moderne care orbitează.
Imaginea prezintă proiectul celui mai mare telescop optic cu infraroșu de la Observatorul Sudic European cu o înălțime de 40 m.
Funcționarea cu succes a unui observator spațial necesită eforturile comune ale diferiților specialiști. Inginerii spațiali pregătesc telescopul pentru lansare, îl pun pe orbită și monitorizează alimentarea cu energie a tuturor instrumentelor și funcționarea lor normală. Fiecare obiect poate fi observat câteva ore, deci este deosebit de important să păstrăm orientarea satelitului care orbitează Pământul în aceeași direcție, astfel încât axa telescopului să rămână strict îndreptată către obiect.
Observatoare cu infraroșu
Pentru a efectua observații în infraroșu, trebuie trimisă în spațiu o sarcină destul de mare: telescopul în sine, dispozitive pentru procesarea și transmiterea informațiilor, un răcitor, care ar trebui să protejeze receptorul IR de radiațiile de fundal - cuantele de infraroșu emise de telescopul însuși. Prin urmare, în întreaga istorie a zborurilor spațiale, foarte puține telescoape cu infraroșu au funcționat în spațiu. Primul observator infraroșu a fost lansat în ianuarie 1983 ca parte a proiectului comun IRAS SUA-European. În noiembrie 1995, Agenția Spațială Europeană a lansat observatorul infraroșu ISO pe orbita pământului. Are un telescop cu același diametru al oglinzii ca pe IRAS, dar sunt utilizate detectoare mai sensibile pentru a înregistra radiația. O gamă mai largă de infraroșu este disponibilă pentru observații ISO. Mai multe proiecte ale telescopului cu infraroșu spațial sunt în curs de dezvoltare și vor fi lansate în următorii ani.
Stațiile interplanetare nu se pot lipsi de echipamentele IR.
Observatoare cu ultraviolete
Radiațiile ultraviolete de la Soare și stele sunt aproape complet absorbite de stratul de ozon al atmosferei noastre, astfel încât cuantele UV pot fi înregistrate numai în atmosfera superioară și dincolo.
Pentru prima dată, un telescop cu reflector ultraviolet cu diametrul oglinzii (SO cm și un spectrometru special cu ultraviolete) au fost lansate în spațiu pe satelitul comun american-european Copernicus, lansat în august 1972. Observații au fost efectuate până în 1981.
În prezent, se lucrează în Rusia pentru pregătirea lansării unui nou telescop ultraviolet Spectr-UF cu un diametru de oglindă de 170 cm. Marele proiect internațional Spectr-UF - World Space Observatory (WCO-UF) are ca scop explorarea Universului inaccesibil pentru observații cu instrumente de la sol în secțiunea ultravioletă (UV) a spectrului electromagnetic: 100-320 nm.
Proiectul este condus de Rusia și este inclus în Programul Spațial Federal pentru 2006-2015. În prezent, Rusia, Spania, Germania și Ucraina participă la proiect. Kazahstanul și India arată, de asemenea, interes în participarea la proiect. Institutul de Astronomie al Academiei de Științe din Rusia este organizația științifică principală a proiectului. Organizația principală pentru complexul de rachete și spațiu este numită după NPO S.A. Lavochkin.
Instrumentul principal al observatorului este creat în Rusia - un telescop spațial cu o oglindă principală în diametru de 170 cm. Telescopul va fi echipat cu spectrografe de înaltă și joasă rezoluție, un spectrograf cu o fantă lungă și camere pentru imagini de înaltă calitate în regiunile spectrale UV și optice.
În ceea ce privește capacitățile, proiectul VKO-UV este comparabil cu telescopul spațial american Hubble (KTX) și chiar îl depășește în spectroscopie.
EKR-UV va deschide noi oportunități pentru cercetare planetară, astrofizică stelară, extragalactică și cosmologie. Lansarea observatorului este programată pentru 2016.
Observatoare cu raze X
Razele X ne aduc informații despre procesele cosmice puternice asociate condițiilor fizice extreme. Energia ridicată a razelor X și a cuantelor gamma face posibilă înregistrarea lor „pe bucată”, cu o indicație exactă a timpului de înregistrare. Detectoarele de raze X sunt relativ ușor de fabricat și au o greutate redusă. Prin urmare, au fost folosite pentru observații în atmosfera superioară și dincolo de utilizarea rachetelor la mare altitudine chiar înainte de primele lansări de sateliți artificiali de pe pământ. Telescoapele cu raze X au fost instalate pe multe stații orbitale și nave spațiale interplanetare. În total, aproximativ o sută dintre aceste telescoape au vizitat spațiul din apropierea Pământului.
Observatorul Gamma
Radiațiile gamma sunt strâns adiacente razelor X, deci sunt utilizate metode similare pentru a o înregistra. Foarte des, pe telescoapele lansate pe orbite apropiate ale pământului, atât sursele de raze X, cât și sursele gamma sunt examinate simultan. Razele gamma ne aduc informații despre procesele care au loc în interiorul nucleelor \u200b\u200batomice și despre transformările particulelor elementare din spațiu.
Au fost clasificate primele observații ale surselor gamma cosmice. La sfârșitul anilor '60 - începutul anilor '70. Statele Unite au lansat patru sateliți militari Vela. Echipamentul acestor sateliți a fost dezvoltat pentru a detecta explozii de raze X și radiații gamma care apar în timpul exploziilor nucleare. Cu toate acestea, sa dovedit că cele mai multe explozii înregistrate nu sunt asociate cu testele militare, iar sursele lor nu sunt localizate pe Pământ, ci în spațiu. Așa a fost descoperit unul dintre cele mai misterioase fenomene din Univers - explozii de raze gamma, care sunt explozii puternice de radiații dure. Deși primele explozii de raze gamma cosmice au fost înregistrate în 1969, informațiile despre acestea au fost publicate doar patru ani mai târziu.
Un observator este o instituție științifică în care angajații - oameni de știință de diferite specialități - observă fenomene naturale, analizează observații și continuă să studieze ceea ce se întâmplă în natură pe baza lor.
Observatoarele astronomice sunt deosebit de răspândite: de obicei le imaginăm când auzim acest cuvânt. Ei studiază stelele, planetele, grupurile stelare mari și alte obiecte spațiale.
Dar există și alte tipuri de instituții:
- geofizică - pentru a studia atmosfera, aurora, magnetosfera Pământului, proprietățile rocilor, starea scoarței terestre în regiunile active seismic și alte probleme și obiecte similare;
- auroral - pentru studierea luminilor polare;
- seismic - pentru înregistrarea constantă și detaliată a tuturor vibrațiilor scoarței terestre și studiul acestora;
- meteorologic - pentru a studia condițiile meteorologice și a identifica tiparele vremii;
- observatoare de raze cosmice și multe altele.
Unde sunt construite observatoarele?
Observatorii sunt construite în acele zone care oferă oamenilor de știință material maxim pentru cercetare. 
Meteorologic - peste tot în lume; astronomice - în munți (aerul de acolo este curat, uscat, nu „orbit” de iluminatul orașului), observatoare radio - în fundul văilor adânci, inaccesibile interferențelor radio artificiale.
Observatoare astronomice
Astronomic - cel mai vechi tip de observator. Astronomii din vremurile străvechi erau preoți, țineau un calendar, studiau mișcarea Soarelui pe cer, erau implicați în predicții ale evenimentelor, soarta oamenilor, în funcție de alinierea corpurilor cerești. Erau astrologi - oameni de care se temeau chiar și cei mai feroce conducători.
Observatoarele antice erau de obicei situate în camerele superioare ale turnurilor. O bară dreaptă echipată cu o vedere culisantă a servit drept instrumente.
Marele astronom al antichității a fost Ptolemeu, care a adunat în biblioteca din Alexandria un număr imens de dovezi astronomice, înregistrări, a format un catalog de poziții și luminozitate pentru 1022 de stele; a inventat teoria matematică a deplasării planetare și a compilat tabele de mișcare - oamenii de știință folosesc aceste tabele de mai bine de 1.000 de ani!
În Evul Mediu, observatorii au fost construite în mod activ în special în Est. Este cunoscut observatorul uriaș Samarkand, unde Ulugbek - un descendent al legendarului Timur-Tamerlane - a monitorizat mișcarea Soarelui, descriindu-l cu o precizie fără precedent. Observatorul cu o rază de 40 m arăta ca un șanț de sextant cu orientare sudică și finisaje de marmură.
Cel mai mare astronom al Evului Mediu european, care aproape literalmente a dat lumea peste cap, a fost Nicolaus Copernic, care a „mutat” Soarele în centrul universului în locul Pământului și a propus să considere Pământul ca pe o altă planetă.
Și unul dintre cele mai avansate observatoare a fost Uraniborg sau Castelul Cerului, deținut de Tycho Brahe, astronomul curții daneze. Observatorul a fost dotat cu cel mai bun și mai precis instrument la acea vreme, avea propriul atelier pentru fabricarea instrumentelor, un laborator chimic, depozitarea cărților și documentelor și chiar o tipografie pentru propriile nevoi și o fabrică de hârtie pentru producția de hârtie - un lux regal la acea vreme!
În 1609 a apărut primul telescop - instrumentul principal al oricărui observator astronomic. Galileo a devenit creatorul său. Era un telescop reflectorizant: razele din el erau refractate, trecând printr-o serie de lentile de sticlă.
El a îmbunătățit telescopul Kepler: în dispozitivul său imaginea a fost inversată, dar de o calitate superioară. Această caracteristică a devenit în cele din urmă standard pentru instrumentele telescopice.
În secolul al XVII-lea, odată cu dezvoltarea navigației, au început să apară observatoare de stat - Royal Parisian, Royal Greenwich, observatoare din Polonia, Danemarca, Suedia. Consecința revoluționară a construcției și activității lor a fost introducerea unui standard de timp: acum era reglementat de semnale luminoase, apoi de telegraf, radio.
În 1839, a fost deschis Observatorul Pulkovo (Sankt Petersburg), care a devenit unul dintre cele mai faimoase din lume. Astăzi în Rusia există mai mult de 60 de observatoare. Unul dintre cele mai mari la scară internațională este Observatorul Radioastronomiei Pushchino, creat în 1956.
Observatorul Zvenigorod (la 12 km de Zvenigorod) are singura cameră WAU din lume capabilă să efectueze observații în masă ale sateliților geostaționari. În 2014, Universitatea de Stat din Moscova a deschis un observator pe Muntele Shadzhatmaz (Karachay-Cherkessia), unde au instalat cel mai mare telescop modern pentru Rusia, cu un diametru de 2,5 m.
Cele mai bune observatoare moderne străine
Mauna kea - situat pe insula Big Hawaii, are cel mai mare arsenal de echipamente de înaltă precizie de pe Pământ.
Complex VLT („Telescop imens”) - situat în Chile, în „deșertul telescoapelor” Atacama. 
Observatorul Yerkes în Statele Unite - „locul de naștere al astrofizicii”.
Observatorul ORM (Insulele Canare) - are un telescop optic cu cea mai mare deschidere (capacitatea de a colecta lumina).
Arecibo - situat în Puerto Rico și deține un radiotelescop (305 m) cu una dintre cele mai mari deschideri din lume.
Observatorul Universității Tokyo (Atacama) - cel mai înalt de pe Pământ, situat în vârful muntelui Cerro Chinantor.
OBSERVATOR, o instituție pentru producerea de observații astronomice sau geofizice (magnetometrice, meteorologice și seismice); de aici divizarea observatoarelor în astronomice, magnetometrice, meteorologice și seismice.
Observator astronomic
Conform scopului lor, observatoarele astronomice pot fi împărțite în două tipuri principale: observatoare astrometrice și astrofizice. Observatoare astrometrice sunt angajați în determinarea pozițiilor exacte ale stelelor și altor corpuri de iluminat în scopuri diferite și, în funcție de aceasta, folosind instrumente și metode diferite. Observatoare astrofizice studiați diferite proprietăți fizice ale corpurilor cerești, de exemplu, temperatura, luminozitatea, densitatea, precum și alte proprietăți care necesită metode fizice de cercetare, de exemplu, mișcarea stelelor de-a lungul liniei de vedere, diametrele stelelor determinate de metoda interferenței etc. Multe observatoare mari urmăresc amestecate obiective, dar există observatoare pentru un scop mai restrâns, de exemplu, pentru observarea variabilității latitudinii geografice, pentru căutarea planetelor minore, observarea stelelor variabile etc.
Amplasarea observatorului trebuie să îndeplinească o serie de cerințe, care includ: 1) absența completă a tremurărilor cauzate de apropierea căilor ferate, a traficului sau a fabricilor, 2) cea mai mare puritate și transparență a aerului - fără praf, fum, ceață, 3) lipsa iluminării cerului cauzată de proximitatea orașului , fabrici, gări etc., 4) aer calm pe timp de noapte, 5) un orizont destul de deschis. Condițiile 1, 2, 3 și parțial 5 obligă observatoarele să fie mutate din oraș, adesea chiar la înălțimi considerabile deasupra nivelului mării, creând observatoare montane. Condiția 4 depinde de o serie de motive, parțial de un climat general (vânturi, umiditate), parțial de un caracter local. În orice caz, vă obligă să evitați locurile cu curenți de aer puternici, de exemplu, care decurg din încălzirea puternică a solului de către soare, fluctuații accentuate ale temperaturii și umidității. Cele mai favorabile sunt zonele acoperite cu o acoperire vegetativă uniformă, cu un climat uscat, la o înălțime suficientă deasupra nivelului mării. Observatoarele moderne constau de obicei din pavilioane separate, situate în mijlocul unui parc sau împrăștiate pe o pajiște, în care sunt instalate instrumente (Fig. 1).
În lateral sunt laboratoare - camere pentru măsurare și muncă de calcul, pentru studierea plăcilor fotografice și pentru efectuarea diferitelor experimente (de exemplu, pentru studierea radiației unui corp absolut negru, ca standard pentru determinarea temperaturii stelelor), un atelier mecanic, o bibliotecă și încăperi de locuit. Una dintre clădiri are un subsol pentru ceas. Dacă observatorul nu este conectat la rețeaua electrică, atunci este instalată propria sa centrală electrică.
Echipamente instrumentale de observatoare poate fi foarte diversă în funcție de scop. Pentru a determina ascensiunile și declinările corecte ale luminilor, se utilizează cercul meridian, dând ambele coordonate în același timp. La unele observatoare, urmând exemplul Observatorului Pulkovo, în acest scop sunt utilizate două instrumente diferite: un instrument de tranzit și un cerc vertical, care permit determinarea coordonatelor de mai sus separat. Cele mai multe observații sunt împărțite în fundamentale și relative. Primul constă în derivarea independentă a unui sistem independent de ascensiune dreaptă și declinări cu determinarea poziției echinocțiului de primăvară și a ecuatorului. A doua constă în legarea stelelor observate, situate de obicei într-o zonă îngustă în declinare (de unde și termenul: observații de zonă), la stelele de referință, a căror poziție este cunoscută din observațiile fundamentale. Pentru observații relative, fotografia este acum din ce în ce mai utilizată, iar această zonă a cerului este filmată cu tuburi speciale cu o cameră (astrografe) cu o distanță focală suficient de mare (de obicei 2-3,4 m). Determinarea relativă a poziției obiectelor apropiate unele de altele, de exemplu, stelele binare, planetele minore și cometele, în raport cu stelele din apropiere, sateliții planetari în raport cu planeta însăși, determinarea paralaxelor anuale - se efectuează utilizând ecuatoriale atât vizual - folosind un micrometru ocular, cât și fotografic, în care ocularul este înlocuit de o placă fotografică. În acest scop, sunt utilizate cele mai mari instrumente, cu lentile de la 0 la 1 m. Variabilitatea latitudinii este studiată în principal folosind telescoape zenit.
Principalele observații de natură astrofizică sunt fotometrice, inclusiv colorimetria, adică determinarea culorii stelelor și spectroscopice. Primele sunt realizate folosind fotometre instalate ca instrumente independente sau, mai des, atașate la un refractor sau reflector. Spectrografele cu fantă sunt utilizate pentru observații spectrale, care sunt atașate la cele mai mari reflectoare (cu o oglindă de la 0 la 2,5 m) sau, în cazuri învechite, la refractori mari. Fotografiile obținute ale spectrelor servesc în diverse scopuri, cum ar fi: determinarea vitezei radiale, paralaje spectroscopice și temperatură. Pentru o clasificare generală a spectrelor stelare, pot fi utilizate instrumente mai modeste - așa-numitul. camere cu prismă, constând dintr-o cameră foto cu focalizare scurtă cu diafragmă mare, cu o prismă în fața obiectivului, oferind spectre ale multor stele pe o singură placă, dar cu dispersie redusă. Pentru studii spectrale ale soarelui, precum și ale stelelor, la unele observatoare, așa-numitul. telescoape turnprezentând avantaje cunoscute. Acestea constau dintr-un turn (până la 45 m înălțime), în partea de sus a căruia este instalat un celostat, care trimite razele soarelui vertical în jos; o lentilă este plasată puțin sub întreg, prin care razele trec, adunându-se focalizate la nivelul solului, unde intră într-un spectrograf vertical sau orizontal în condiții de temperatură constantă.
Instrumentele menționate mai sus sunt montate pe stâlpi de piatră solidă cu fundații adânci și mari, izolate de restul clădirii pentru a preveni transmiterea șocului. Refractoarele și reflectoarele sunt adăpostite în turnuri rotunde (Fig. 2) acoperite cu o cupolă rotativă emisferică cu o trapă verticală prin care are loc observarea.
Pentru refractori, podeaua din turn este ridicată, astfel încât observatorul să poată ajunge confortabil la capătul ocularului telescopului la orice înclinații ale acestuia din urmă către orizont. În turnurile reflectorizante, scările și platformele de ridicare mici sunt de obicei utilizate în locul unei podele de ridicare. Turnurile reflectorizante mari ar trebui proiectate astfel încât să ofere o bună izolație termică în timpul zilei împotriva încălzirii și ventilație adecvată noaptea când cupola este deschisă. Instrumentele destinate observării într-o verticală definită - cercul meridian, instrumentul de trecere și parțial cercul vertical - sunt instalate în pavilioane din fier ondulat (Fig. 3) sub forma unui semicilindru întins. Prin deschiderea trape largi sau rularea pereților din spate, se formează un spațiu larg în planul meridianului sau în prima verticală, în funcție de instalarea instrumentului, ceea ce permite observarea.
Proiectarea pavilionului ar trebui să asigure o bună ventilație, deoarece la observare, temperatura aerului din interiorul pavilionului ar trebui să fie egală cu temperatura externă, ceea ce elimină refracția incorectă a liniei de vedere, numită refracție de sală (Saalrefraktion). Cu instrumentele de tranzit și cercurile meridianelor, sunt adesea aranjate lumi, care sunt semne solide, așezate în planul meridianului la o anumită distanță de instrument.
Observatoarele care deservesc timpul, precum și determinările fundamentale ale ascensiunii drepte, necesită o instalare de ceas mare. Ceasul este plasat într-un subsol, într-un mediu cu temperatură constantă. Într-o cameră specială, tablourile de distribuție și cronografele sunt plasate pentru a compara ceasurile. Aici este instalat și un post de radio de recepție. Dacă observatorul însuși dă semnalele orare, atunci este necesară o altă instalație pentru transmiterea automată a semnalelor; transmisia se face printr-unul dintre posturile radio de transmisie puternice.
Pe lângă observatoarele care funcționează permanent, sunt înființate uneori observatoare și stații temporare, destinate fie pentru observarea fenomenelor pe termen scurt, în special eclipsele solare (înainte de tranzitul Venusului pe discul soarelui), fie pentru efectuarea anumitor lucrări, după care un astfel de observator este închis din nou. Așadar, unele observatoare europene și mai ales nord-americane au deschis birouri temporare - de câțiva ani - în emisfera sudică pentru a observa cerul sudic în scopul de a compila cataloage poziționale, fotometrice sau spectroscopice ale stelelor sudice cu aceleași metode și instrumente care au fost utilizate în același scop la observatorul principal în emisfera nordică. Numărul total al observatoarelor astronomice care funcționează în prezent ajunge la 300. Unele date, și anume: locația, instrumentele principale și lucrările principale pe principalele observatoare moderne sunt prezentate în tabel.
Observator magnetic
Observatorul magnetic este o stație care monitorizează în mod regulat elementele geomagnetice. Este un punct de referință pentru supravegherea geomagnetică a zonei adiacente. Materialul furnizat de observatorul magnetic este fundamental în studiul vieții magnetice a pământului. Lucrarea observatorului magnetic poate fi împărțită în următoarele cicluri: 1) studiul variațiilor temporale ale elementelor magnetismului terestru, 2) măsurătorile lor regulate într-o măsură absolută, 3) studiul și studiul instrumentelor geomagnetice utilizate în inspecțiile magnetice, 4) lucrări speciale de cercetare în zone ale fenomenelor geomagnetice.
Pentru a efectua aceste lucrări, observatorul magnetic are un set de instrumente geomagnetice normale pentru măsurarea elementelor magnetismului terestru într-o măsură absolută: teodolitul magnetic și un înclinator, de obicei de tip inducție, ca mai avansat. Aceste dispozitive d. B. sunt comparate cu instrumentele standard disponibile în fiecare țară (în URSS sunt stocate în Observatorul magnetic Slutsk), la rândul lor comparativ cu standardul internațional din Washington. Pentru a studia variațiile temporale ale câmpului magnetic al pământului, observatorul are la dispoziție unul sau două seturi de variometre - variometrele D, H și Z - care asigură înregistrarea continuă a modificărilor elementelor magnetismului pământului în timp. Principiul de funcționare al dispozitivelor de mai sus - vezi Magnetismul terestru. Cele mai comune modele sunt descrise mai jos.
Un teodolit magnetic pentru măsurători H absolute este prezentat în FIG. 4 și 5. Aici A este un cerc orizontal, citirile de-a lungul cărora sunt luate cu ajutorul microscopelor B; I - tub pentru observații prin metoda de autocolimare; C - o casă pentru un magnet m, D - un descărcător fixat la baza unui tub, în \u200b\u200binteriorul căruia trece un fir pentru a susține un magnet m. În partea de sus a acestui tub există un cap F, de care este atașat firul. Magneții de deviere (auxiliari) sunt așezați pe lagerele M 1 și M 2; orientarea magnetului pe ele este determinată de cercuri speciale cu citiri folosind microscopii a și b. Observațiile de declinare se efectuează utilizând același teodolit sau este instalat un declinator special, al cărui design este în general același cu dispozitivul descris, dar fără dispozitive pentru abateri. Pentru a determina locația nordului adevărat pe cercul azimutului, se utilizează o măsură special stabilită, al cărui azimut adevărat este determinat folosind măsurători astronomice sau geodezice.
Un inductor de pământ (înclinator) pentru determinarea înclinației este prezentat în FIG. 6 și 7. Bobina dublă S se poate roti în jurul unei axe situate pe lagăre montate în inelul R. Poziția axei de rotație a bobinei este determinată de-a lungul cercului vertical V folosind microscopii M, M. H este un cerc orizontal care servește la setarea axei bobinei în planul magneticului. meridian, K - un comutator pentru conversia unui curent alternativ obținut prin rotirea bobinei într-un curent continuu. De la bornele acestui comutator, curentul este alimentat către un galvanometru sensibil cu un sistem magnetic satinat.
Variometrul H este prezentat în FIG. 8. În interiorul unei camere mici, un magnet M este suspendat pe un fir de cuarț sau pe un bifilar. Punctul superior de atașare al firului este situat în partea superioară a tubului de suspensie și este conectat cu un cap T care se poate roti în jurul unei axe verticale.
O oglindă S este atașată inseparabil de magnet, pe care cade un fascicul de lumină de la iluminatorul aparatului de înregistrare. O oglindă fixă \u200b\u200bB este fixată lângă oglindă, al cărei scop este de a trasa o linie de bază pe magnetogramă. L este un obiectiv care oferă o imagine a fantei iluminatorului pe tamburul aparatului de înregistrare. Un obiectiv cilindric este instalat în fața tamburului, reducând această imagine la un punct. T. despre. Înregistrarea pe hârtie fotografică înfășurată pe tambur se face prin deplasarea punctului de lumină de-a lungul generatoarei tamburului din fasciculul de lumină reflectat de oglinda S. Construcția variometrului B este aceeași în detaliu ca dispozitivul descris, cu excepția orientării magnetului M în raport cu oglinda S.
Variometrul Z (Fig. 9) constă în esență dintr-un sistem magnetic care oscilează în jurul unei axe orizontale. Sistemul este închis în camera 1, care are o deschidere în partea sa frontală, închisă de o lentilă 2. Oscilațiile sistemului magnetic sunt înregistrate de înregistrator datorită unei oglinzi, care este atașată la sistem. O oglindă staționară situată lângă una mobilă servește la construirea unei linii de bază. Aranjamentul general al variometrelor în timpul observațiilor este prezentat în Fig. zece.
Aici R este un aparat de înregistrare, U este mecanismul său de ceas, care roteste un tambur W cu hârtie sensibilă la lumină, l este un obiectiv cilindric, S este un iluminator, H, D, Z sunt variometre pentru elementele corespunzătoare ale magnetismului terestru. În variometrul Z, literele L, M și t denotă, respectiv, un obiectiv, o oglindă conectată la sistemul magnetic și o oglindă atașată la un dispozitiv pentru înregistrarea temperaturilor. În funcție de acele sarcini speciale, la soluția la care observatorul participă, echipamentul său suplimentar are un caracter special. Funcționarea fiabilă a dispozitivelor geomagnetice necesită condiții speciale în sensul absenței câmpurilor magnetice perturbatoare, a temperaturii constante etc.; prin urmare, observatoarele magnetice sunt transportate cu mult dincolo de oraș cu instalațiile sale electrice și sunt astfel amenajate pentru a garanta gradul dorit de constanță a temperaturii. Pentru aceasta, pavilioanele unde se fac măsurători magnetice sunt de obicei construite cu pereți dubli, iar sistemul de încălzire este situat de-a lungul unui coridor format din pereții exteriori și interiori ai clădirii. Pentru a exclude influența reciprocă a dispozitivelor variaționale asupra celor normale, ambele sunt instalate de obicei în pavilioane diferite, oarecum îndepărtate unele de altele. La construirea unor astfel de clădiri, d. B. se acordă o atenție specială faptului că nu există mase de fier, în special cele în mișcare, în interior și în apropiere. În ceea ce privește cablarea, d. B. condițiile sunt îndeplinite, garantând absența câmpurilor magnetice ale curentului electric (cablare bifilară). Apropierea structurilor care creează șocuri mecanice este inacceptabilă.
Deoarece observatorul magnetic este punctul principal pentru studierea vieții magnetice: pământul, este destul de natural să se solicite b. sau m. distribuția lor uniformă pe întreaga suprafață a globului. În acest moment această cerință a fost îndeplinită doar aproximativ. Tabelul de mai jos, care prezintă o listă de observatoare magnetice, oferă o idee despre măsura în care această cerință a fost îndeplinită. În tabel, cursivele indică modificarea medie anuală a elementului magnetismului terestru, datorită cursului secular.
Cel mai bogat material colectat de observatoarele magnetice este studiul variațiilor temporale ale elementelor geomagnetice. Aceasta include variațiile diurne, anuale și seculare, precum și acele schimbări bruște din câmpul magnetic al pământului, care se numesc furtuni magnetice. Ca urmare a studiului variațiilor diurne, a devenit posibil să se izoleze în ele influența poziției soarelui și lunii în raport cu locul de observare și să se stabilească rolul acestor două corpuri cosmice în modificările diurne ale elementelor geomagnetice. Principala cauză a variației este soarele; influența lunii nu depășește 1/15 din acțiunea primei stele. Amplitudinea fluctuațiilor zilnice are în medie o valoare de aproximativ 50 γ (γ \u003d 0,00001 gauss, vezi magnetismul Pământului), adică aproximativ 1/1000 din stresul total; variază în funcție de latitudinea geografică a locului de observare și depinde în mare măsură de anotimp. De regulă, amplitudinea variațiilor diurne vara este mai mare decât iarna. Studiul distribuției furtunilor magnetice în timp a condus la stabilirea legăturii lor cu activitatea soarelui. Numărul furtunilor și intensitatea acestora coincid în timp cu numărul petelor solare. Această circumstanță i-a permis lui Stormer să creeze o teorie care să explice apariția furtunilor magnetice prin pătrunderea sarcinilor electrice în straturile superioare ale atmosferei noastre, emise de soare în perioadele celei mai mari activități și formarea paralelă a unui inel de electroni în mișcare la o înălțime considerabilă, aproape dincolo de atmosferă, în planul ecuatorului pământului.
Observator meteorologic
Observator meteorologic, cea mai înaltă instituție științifică pentru studierea problemelor legate de viața fizică a pământului în sens larg. În prezent, aceste observatoare sunt angajate nu numai în probleme pur meteorologice și climatologice și în serviciul meteorologic, ci includ și în gama lor de sarcini întrebări de magnetism terestru, electricitate atmosferică și optică atmosferică; unele observatoare efectuează chiar observații seismice. Prin urmare, astfel de observatoare poartă un nume mai larg - observatoare geofizice sau institute.
Observațiile proprii ale observatoarelor în domeniul meteorologiei au în vedere să furnizeze un material strict științific al observațiilor făcute asupra elementelor meteorologice, necesare climatologiei, serviciilor meteorologice și să satisfacă o serie de cereri practice bazate pe înregistrări ale înregistratorilor cu înregistrarea continuă a tuturor modificărilor pe parcursul elementelor meteorologice. Se fac observații directe la anumite ore urgente asupra unor elemente precum presiunea aerului (vezi Barometrul), temperatura și umiditatea acestuia (vezi Higrometrul), direcția și viteza vântului, soarele, precipitațiile și evaporarea, stratul de zăpadă, temperatura solului și alte fenomene atmosferice în cadrul programului de private de meteorologie, stații de categoria a II-a. Pe lângă aceste observații programate, observațiile de control sunt efectuate la observatoarele meteorologice, precum și studii de natură metodologică, exprimate în stabilirea și testarea de noi metode de observare asupra fenomenelor care au fost deja parțial studiate; niciodată studiat deloc. Observațiile observatoarelor ar trebui să fie pe termen lung pentru a putea trage o serie de concluzii din acestea pentru a obține valori „normale” medii cu o precizie suficientă, pentru a determina magnitudinea fluctuațiilor non-periodice inerente într-un anumit loc de observație și pentru a determina tiparele în cursul acestor fenomene în timp.
Pe lângă realizarea propriilor observații meteorologice, una dintre sarcinile majore ale observatoarelor este de a studia întreaga țară în ansamblu sau zonele sale individuale în relațiile fizice și Ch. arr. din punct de vedere climatic. Materialul de observație provenit din rețeaua de stații meteorologice către observator este supus aici unui studiu detaliat, control și verificare amănunțită pentru a selecta cele mai benigne observații care pot merge deja pentru elaborare ulterioară. Concluziile inițiale din acest material testat sunt publicate în publicațiile observatorului. Astfel de publicații pe rețeaua de stații ale primului. Rusia și URSS acoperă observații începând cu 1849. În aceste ediții cap. arr. concluziile din observații și doar pentru un număr mic de stații de observare sunt tipărite în întregime.
Restul materialului procesat și verificat este păstrat în arhivele observatorului. Ca urmare a unui studiu aprofundat și aprofundat al acestor materiale, din când în când, apar diferite monografii, fie caracterizând tehnica de prelucrare, fie referitoare la dezvoltarea elementelor meteorologice individuale.
Una dintre caracteristicile specifice activităților observatorului este un serviciu special de prognoză și alertă meteo. În prezent, acest serviciu este separat de Observatorul Geofizic Principal sub forma unui institut independent - Biroul Meteorologic Central. Pentru a arăta dezvoltarea și realizările serviciului nostru meteorologic, mai jos sunt date despre numărul de telegrame primite zilnic de Biroul meteo, începând din 1917.
În prezent, Biroul Central Meteorologic primește până la 700 de telegrame interne numai pe lângă rapoarte. În plus, se lucrează aici la îmbunătățirea metodelor de prognozare a vremii. În ceea ce privește gradul de succes al predicțiilor pe termen scurt, acesta este determinat la 80-85%. În plus față de prognozele pe termen scurt, au fost dezvoltate metode și se fac predicții pe termen lung cu privire la natura generală a vremii pentru sezonul următor sau pentru perioade scurte, sau predicții detaliate privind probleme specifice (deschiderea și înghețarea râurilor, inundații, furtuni, furtuni de zăpadă, grindină etc.).
Pentru ca observațiile făcute la stațiile rețelei meteorologice să fie comparabile între ele, este necesar ca instrumentele utilizate pentru aceste observații să fie comparate cu standardele „normale” adoptate la congresele internaționale. Sarcina de verificare a instrumentelor este rezolvată de un departament special al observatorului; în toate stațiile rețelei, se folosesc numai instrumentele testate la observator și prevăzute cu certificate speciale, care oferă fie corecții, fie constante pentru instrumentele corespunzătoare în condiții de observare date. În plus, pentru aceleași scopuri de comparabilitate a rezultatelor observațiilor meteorologice directe la stații și observatoare, aceste observații trebuie făcute în termeni strict definiți și conform unui anumit program. Având în vedere acest lucru, observatorul emite instrucțiuni speciale pentru a face observații, revizuite din când în când pe baza experimentelor, a progresului științific și în conformitate cu deciziile congreselor și conferințelor internaționale. Observatorul calculează și publică tabele speciale pentru prelucrarea observațiilor meteorologice efectuate la stații.
În plus față de cele meteorologice, o serie de observatoare efectuează, de asemenea, studii actinometrice și observații sistematice ale intensității radiației solare, asupra radiațiilor difuze și asupra propriei radiații terestre. În acest sens, observatorul din Slutsk (fostul Pavlovsk) este bine cunoscut, unde un număr mare de instrumente au fost proiectate atât pentru măsurători directe, cât și pentru înregistrarea automată continuă a modificărilor diverselor elemente de radiație (actinografe), iar aceste instrumente au fost instalate aici pentru a funcționa mai devreme decât la observatoarele din alte țări. În unele cazuri, se desfășoară cercetări pentru a studia energia din părți separate ale spectrului, pe lângă radiația integrală. Întrebările legate de polarizarea luminii fac, de asemenea, obiectul unui studiu special al observatoarelor.
Zboruri științifice pe baloane și baloane libere, efectuate în mod repetat pentru observarea directă a stării elementelor meteorologice într-o atmosferă liberă, deși au furnizat o serie de date foarte valoroase pentru înțelegerea vieții atmosferei și a legilor care o guvernează, cu toate acestea, aceste zboruri au avut o aplicare foarte limitată în viața de zi cu zi datorită costurilor semnificative asociate acestora, precum și dificultății de a atinge înălțimi mari. Succesele aviației au făcut cerințe persistente pentru clarificarea stării elementelor meteorologice și Ch. arr. direcțiile și viteza vântului la diferite înălțimi într-o atmosferă liberă etc. expuneți importanța cercetării aerologice. Au fost organizate institute speciale, au fost dezvoltate metode speciale pentru ridicarea aparatelor de înregistrare de diferite modele, care sunt ridicate la o înălțime pe zmee sau cu ajutorul unor baloane speciale de cauciuc umplute cu hidrogen. Înregistrările acestor înregistratoare oferă informații despre starea presiunii, temperaturii și umidității, precum și despre viteza și direcția aerului la diferite altitudini din atmosferă. În cazul în care sunt necesare informații doar despre vânt în diferite straturi, se fac observații asupra baloanelor pilot mici eliberate liber din punctul de observare. Având în vedere importanța enormă a acestor observații în scopul transportului aerian, observatorul organizează o întreagă rețea de puncte aerologice; prelucrarea rezultatelor observațiilor, precum și soluționarea unui număr de probleme de importanță teoretică și practică, referitoare la mișcarea atmosferei, se efectuează la observatoare. Observațiile sistematice la observatoarele la înălțime mare oferă, de asemenea, material pentru înțelegerea legilor circulației atmosferice. În plus, astfel de observatoare la mare altitudine sunt importante în problemele legate de hrănirea râurilor originare din ghețari și problemele conexe de irigații, care sunt importante în climele semi-deșertice, de exemplu, în Asia Centrală.
Trecând la observațiile elementelor de electricitate atmosferică efectuate la observatoare, este necesar să subliniem că acestea au o legătură directă cu radioactivitatea și, în plus, au o anumită semnificație în dezvoltarea științei agricole. culturi. Scopul acestor observații este de a măsura radioactivitatea și gradul de ionizare a aerului, precum și de a determina starea electrică a precipitațiilor care cad pe sol. Orice perturbare care apare în câmpul electric al pământului provoacă perturbații în comunicațiile fără fir și uneori chiar prin cablu. Observatoarele situate în punctele de coastă includ în programul lor de lucru și cercetare studiul hidrologiei mării, observațiile și prognozele stării mării, care are o importanță directă în scopul transportului maritim.
Pe lângă obținerea materialului de observație, prelucrarea acestuia și eventuale concluzii, în multe cazuri pare necesar să se supună fenomenele observate în natură unui studiu experimental și teoretic. De aici și sarcinile de cercetare de laborator și matematică efectuate de observatoare. În condițiile experimentelor de laborator, uneori este posibil să se reproducă unul sau alt fenomen atmosferic, să se studieze în mod cuprinzător condițiile de apariție și cauzele sale. În acest sens, se poate indica munca desfășurată la Observatorul Geofizic Principal, de exemplu, pentru a studia fenomenul gheții de fund și a determina măsuri de combatere a acestui fenomen. În același mod, laboratorul de observator a studiat problema ratei de răcire a unui corp încălzit într-un flux de aer, care este direct legată de soluția problemei transferului de căldură în atmosferă. În cele din urmă, analiza matematică găsește o largă aplicare în rezolvarea unui număr de probleme legate de procese și diverse fenomene care apar în condiții atmosferice, de exemplu, circulație, mișcare turbulentă etc. În concluzie, oferim o listă de observatoare situate în URSS. În primul rând, ar trebui pus Observatorul Geofizic Principal (Leningrad), fondat în 1849; lângă ea ca sucursală suburbană este observatorul din Slutsk. Aceste instituții îndeplinesc sarcini în întreaga Uniune. Pe lângă acestea, o serie de observatoare cu funcții de semnificație republicană, regională sau regională: Institutul Geofizic din Moscova, Institutul Meteorologic din Asia Mijlocie din Tașkent, Observatorul Geofizic din Tiflis, Harkov, Kiev, Sverdlovsk, Irkutsk și Vladivostok, organizate de Institutele Geofizice din Saratov pentru Nizh Regiunea Volga și Novosibirsk pentru Siberia de Vest. Există mai multe observatoare pe mări - în Arhanghelsk și un observator nou organizat în Aleksandrovsk pentru bazinul nordic, în Kronstadt - pentru Marea Baltică, în Sevastopol și Feodosia - pentru Marea Neagră și Azov, în Baku - pentru Marea Caspică și în Vladivostok - pentru Oceanul Pacific. O serie de foste universități au, de asemenea, observatoare cu lucrări majore în domeniul meteorologiei și geofizicii în general - Kazan, Odessa, Kiev, Tomsk. Toate aceste observatoare nu numai că efectuează observații la un moment dat, ci organizează și cercetări expediționale, fie de natură independentă, fie complexă, cu privire la diverse probleme și departamente de geofizică, care contribuie în mare măsură la studiul forțelor productive ale URSS.
Observator seismic
Observator seismic servește pentru înregistrarea și studiul cutremurelor. Instrumentul principal în practica de măsurare a cutremurelor este un seismograf, care înregistrează automat fiecare șoc care apare într-un anumit plan. Prin urmare, este necesară și suficientă o serie de trei dispozitive, dintre care două sunt pendule orizontale care captează și înregistrează acele componente de mișcare sau viteză care sunt efectuate în direcția meridianului (NS) și paralel (EW), iar al treilea, un pendul vertical pentru înregistrarea deplasărilor verticale. pentru a rezolva problema localizării zonei epicentrale și a naturii cutremurului care a avut loc. Din păcate, majoritatea stațiilor seismice sunt echipate cu instrumente pentru măsurarea numai a componentelor orizontale. Structura organizatorică generală a serviciului seismic din URSS este următoarea. În fruntea întregii afaceri se află Institutul Seismic, care face parte din Academia de Științe a URSS din Leningrad. Acesta din urmă direcționează activitățile științifice și practice ale punctelor de observare - observatoare seismice și diverse stații situate în anumite regiuni ale țării și efectuând observații conform unui program specific. Observatorul central seismic din Pulkovo, pe de o parte, este angajat în producerea de observații regulate și continue a tuturor celor trei componente ale mișcării scoarței terestre prin intermediul mai multor serii de înregistratoare, pe de altă parte, efectuează un studiu comparativ al dispozitivelor și metodelor de procesare a seismogramelor. În plus, pe baza propriului nostru studiu și experiență, sunt instruite aici alte stații ale rețelei seismice. În conformitate cu un rol atât de important pe care acest observator îl joacă în studiul țării în termeni seismici, are un pavilion subteran special amenajat, astfel încât toate efectele externe - schimbări de temperatură, fluctuații ale clădirii sub influența vânturilor etc. - au fost eliminate. Una dintre sălile acestui pavilion este izolată de pereții și pardoseala clădirii generale și în ea se află cea mai importantă serie de dispozitive de foarte mare sensibilitate. În practica seismometriei moderne, instrumentele proiectate de academicianul B. B. Golitsyn au o mare importanță. În aceste dispozitive, mișcarea pendulelor poate fi înregistrată nu mecanic, ci cu ajutorul așa-numitelor înregistrare galvanometrică, la care se produce o schimbare a stării electrice în bobină care se deplasează cu pendulul seismograf în câmpul magnetic al unui magnet puternic. Fiecare bobină este conectată prin fire la un galvanometru, al cărui ac oscilează odată cu mișcarea pendulului. O oglindă, atașată la acul galvanometrului, vă permite să urmăriți modificările aparatului, fie direct, fie prin înregistrare fotografică. T. despre. nu este nevoie să intrați într-o cameră cu dispozitive și astfel să deranjați echilibrul dispozitivelor de curenții de aer. Cu această configurare, instrumentele pot fi foarte sensibile. Pe lângă cele indicate, seismografele cu înregistrare mecanică... Proiectarea lor este mai aspră, sensibilitatea este mult mai mică și, cu ajutorul acestor dispozitive, este posibil să controlați și, cel mai important, să restaurați înregistrările dispozitivelor de înaltă sensibilitate în caz de diferite tipuri de defecțiuni. La observatorul central, pe lângă lucrările în curs, sunt efectuate și numeroase studii speciale de semnificație științifică și aplicată.
Observatoare sau stații din categoria I sunt destinate înregistrării cutremurelor îndepărtate. Acestea sunt echipate cu dispozitive cu o sensibilitate suficient de ridicată și, în majoritatea cazurilor, un set de dispozitive este instalat pe ele pentru cele trei componente ale mișcării pământului. Înregistrarea sincronă a citirilor acestor instrumente face posibilă determinarea unghiului de ieșire a razelor seismice, iar din înregistrările pendulului vertical, este posibil să se rezolve problema naturii undei, adică să se determine când este potrivită unda de compresie sau de rarefacție. Unele dintre aceste stații încă mai au instrumente pentru înregistrarea mecanică, adică mai puțin sensibile. O serie de stații, pe lângă cele generale, sunt angajate în rezolvarea problemelor locale de o importanță practică semnificativă, de exemplu, în Makeyevka (Donbass), conform înregistrărilor instrumentelor, se poate găsi o legătură între evenimentele seismice și emisiile de foc de foc; instalațiile din Baku fac posibilă determinarea efectului fenomenelor seismice asupra regimului surselor de petrol, etc. fază, maxime secundare etc. În plus, sunt raportate date despre deplasările solului în timpul cutremurelor.
In cele din urma puncte de observare seismică din categoria a II-a sunt destinate înregistrării cutremurelor nu deosebit de îndepărtate sau chiar locale. Având în vedere această stație, acestea sunt situate în cap. arr. în zonele seismice, precum Caucazul, Turkestanul, Altai, Baikal, Peninsula Kamchatka și Insula Sahalin din Uniunea noastră. Aceste stații sunt dotate cu pendule grele cu înregistrare mecanică, au pavilioane speciale de tip semi-subteran pentru instalații; ele determină momentele de apariție a undelor primare, secundare și lungi, precum și distanța până la epicentru. Toate aceste observatoare seismice servesc și ca serviciu de timp, deoarece observațiile instrumentului sunt estimate cu o precizie de câteva secunde.
Dintre celelalte întrebări cu care se ocupă observatoarele speciale, să subliniem studiul atracției lunisolare, adică mișcările de maree ale scoarței terestre, analog fenomenelor de reflux și flux observate în mare. Pentru aceste observații, printre altele, a fost construit un observator special în interiorul dealului de lângă Tomsk, iar aici au fost instalate 4 pendule orizontale ale sistemului Zellner în 4 azimuturi diferite. Cu ajutorul unor instalații seismice speciale, s-au făcut observații asupra vibrațiilor pereților clădirilor sub influența motoarelor diesel, observații ale vibrațiilor bonturilor podurilor, în special cele feroviare, în timp ce trenurile se deplasau de-a lungul lor, observații ale regimului izvoarelor minerale etc. scopul studierii localizării și distribuției straturilor subterane, care are o mare importanță în căutarea mineralelor, mai ales dacă aceste observații sunt însoțite de muncă gravimetrică. În cele din urmă, o importantă lucrare expediționară a observatoarelor seismice este producerea nivelării de înaltă precizie în zone supuse unor evenimente seismice semnificative, deoarece lucrările repetate în aceste zone permit determinarea cu precizie a magnitudinii deplasărilor orizontale și verticale care au avut loc ca urmare a unuia sau a altui cutremur și de a prezice deplasări și fenomene de cutremur.
OBSERVATOR
o instituție în care oamenii de știință observă, studiază și analizează fenomenele naturale. Cele mai faimoase sunt observatoarele astronomice pentru studiul stelelor, galaxiilor, planetelor și a altor obiecte cerești. Există, de asemenea, observatoare meteorologice pentru observarea vremii; observatoare geofizice pentru studierea fenomenelor atmosferice, în special a aurorelor; stații seismice pentru înregistrarea vibrațiilor generate pe Pământ de cutremure și vulcani; observatoare pentru observarea razelor cosmice și a neutrinilor. Multe observatoare sunt echipate nu numai cu instrumente seriale pentru înregistrarea fenomenelor naturale, ci și cu instrumente unice care oferă cea mai mare sensibilitate și precizie posibilă în condiții specifice de observare. Pe vremuri, observatoarele, de regulă, erau construite în apropierea universităților, dar apoi au început să fie amplasate în locuri cu cele mai bune condiții pentru observarea fenomenelor studiate: observatoare seismice - pe versanții vulcanilor, meteorologice - uniform pe tot globul, aurorale (pentru observarea aurorelor) - la o distanță de aproximativ 2000 km de polul magnetic al emisferei nordice, pe unde trece banda aurorelor intense. Observatoarele astronomice, care folosesc telescoape optice pentru a analiza lumina din sursele spațiale, necesită o atmosferă curată, uscată, fără iluminare artificială, așa că încearcă să le construiască sus în munți. Observatoarele radio sunt adesea situate în văi adânci, care sunt închise de toate părțile de munți de interferențe radio artificiale. Cu toate acestea, întrucât observatoarele angajează personal calificat și oamenii de știință vizitează în mod regulat, ori de câte ori este posibil, încearcă să localizeze observatoarele nu foarte departe de centrele științifice și culturale și centrele de transport. Cu toate acestea, dezvoltarea mijloacelor de comunicare face ca această problemă să fie din ce în ce mai puțin urgentă. Acest articol este despre observatoare astronomice. Informații suplimentare despre observatoare și stații științifice de alte tipuri sunt descrise în articole:
ASTRONOMIE EXTRA ATMOSFERICĂ;
VOLCANI;
GEOLOGIE;
CUTREMURILE;
METEOROLOGIE ȘI CLIMATOLOGIE;
ASTRONOMIE NEUTRINALĂ;
ASTRONOMIA RADIOLOCAȚIEI;
RADIOASTRONOMIE.
ISTORIA OBSERVATORILOR ȘI A TELESCOPURILOR ASTRONOMICE
Lumea antica. Cele mai vechi fapte existente ale observațiilor astronomice sunt asociate cu civilizațiile antice din Orientul Mijlociu. Observând, înregistrând și analizând mișcarea Soarelui și a Lunii pe cer, preoții au ținut evidența timpului și calendarului, au prezis anotimpuri importante pentru agricultură și, de asemenea, s-au angajat în prognoze astrologice. Măsurând mișcările corpurilor cerești cu ajutorul celor mai simple instrumente, au descoperit că poziția relativă a stelelor pe cer rămâne neschimbată, iar Soarele, Luna și planetele se mișcă în raport cu stelele și, mai mult, foarte dificil. Preoții au remarcat fenomene cerești rare: eclipsele lunare și solare, apariția cometelor și a stelelor noi. Observațiile astronomice, care aduc beneficii practice și ajută la modelarea viziunii asupra lumii, au găsit un anumit sprijin atât în \u200b\u200brândul autorităților religioase, cât și al conducătorilor civili din diferite națiuni. Observațiile și calculele astronomice sunt înregistrate pe multe tablete de lut supraviețuitoare din Babilonul și Sumerul vechi. În acele zile, ca și acum, observatorul servea simultan ca atelier, stocare a instrumentelor și centru de colectare a datelor. Vezi si
ASTROLOGIE;
SEZONURI;
TIMP;
CALENDARUL . Se știe puțin despre instrumentele astronomice utilizate înainte de Ptolemeu (c. 100 - c. 170 CE). Ptolemeu, alături de alți oameni de știință, a adunat în imensa bibliotecă din Alexandria (Egipt) multe înregistrări astronomice împrăștiate realizate în diferite țări în secolele precedente. Folosind observațiile lui Hipparchus și ale sale, Ptolemeu a întocmit un catalog al pozițiilor și strălucirii a 1.022 de stele. După Aristotel, el a plasat Pământul în centrul lumii și a crezut că toate luminile se învârt în jurul lui. Împreună cu colegii săi, Ptolemeu a efectuat observații sistematice ale stelelor în mișcare (Soare, Lună, Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn) și a dezvoltat o teorie matematică detaliată pentru a prezice poziția lor viitoare în raport cu stelele „fixe”. Cu ajutorul său, Ptolemeu a calculat tabele ale mișcării luminilor, care au fost apoi folosite timp de peste o mie de ani.
Vezi si HIPPARCH. Pentru a măsura dimensiunile ușor schimbătoare ale Soarelui și Lunii, astronomii au folosit o bară dreaptă cu o vedere glisantă sub forma unui disc întunecat sau a unei plăci cu o gaură rotundă. Observatorul a direcționat bara către țintă și a mutat vederea de-a lungul acesteia, obținând o potrivire exactă a găurii cu dimensiunea stelei. Ptolemeu și colegii săi au îmbunătățit multe dintre instrumentele astronomice. Efectuând observații atente cu ei și folosind trigonometria convertind citirile instrumentale în unghiuri de poziție, au adus precizia măsurării la aproximativ 10 "
(vezi și PTOLEMY Claudius).
Evul Mediu. Datorită răsturnărilor politice și sociale din antichitatea târzie și începutul Evului Mediu, dezvoltarea astronomiei în Marea Mediterană sa oprit. Catalogele și tabelele lui Ptolemeu au supraviețuit, dar din ce în ce mai puțini oameni știau cum să le folosească și au fost efectuate tot mai puține observații și înregistrări ale evenimentelor astronomice. Cu toate acestea, în Orientul Mijlociu și Asia Centrală, astronomia a înflorit și au fost construite observatoare. În secolul al VIII-lea. Abdullah al-Mamun a fondat Casa Înțelepciunii la Bagdad, similar Bibliotecii din Alexandria și a organizat observatoare asociate în Bagdad și Siria. Acolo, mai multe generații de astronomi au studiat și dezvoltat opera lui Ptolemeu. Instituții similare au înflorit în secolele X și XI. în Cairo. Culmea acelei ere a fost giganticul observator din Samarkand (acum Uzbekistan). Acolo Ulukbek (1394-1449), nepotul cuceritorului asiatic Tamerlane (Timur), a construit un imens sextant cu o rază de 40 m sub forma unui șanț orientat spre sud de 51 cm lățime cu pereți de marmură și a efectuat observații ale Soarelui cu o precizie fără precedent. El a folosit mai multe instrumente mai mici pentru a observa stelele, luna și planetele.
Renaştere. Când în cultura islamică a secolului al XV-lea. astronomia a înflorit, Europa de Vest a redescoperit această mare creație a lumii antice.
Copernic. Nicolaus Copernic (1473-1543), inspirat de simplitatea principiilor lui Platon și ale altor filozofi greci, a privit cu neîncredere și consternare sistemul geocentric al lui Ptolemeu, care necesita calcule matematice greoaie pentru a explica mișcările aparente ale luminilor. Copernic a propus, păstrând abordarea lui Ptolemeu, să plaseze Soarele în centrul sistemului, iar Pământul să fie considerat o planetă. Acest lucru a simplificat foarte mult problema, dar a provocat o revoluție profundă în conștiința oamenilor (vezi și KOPERNIK Nikolay).
Tycho Brahe. Astronomul danez T. Brahe (1546-1601) a fost descurajat de faptul că teoria lui Copernic a prezis poziția luminilor mai precis decât teoria lui Ptolemeu, dar totuși nu este cu adevărat adevărată. El a considerat că date observaționale mai exacte vor rezolva problema și l-a convins pe regele Frederic al II-lea să-i dea pentru construirea observatorului. Ven lângă Copenhaga. Acest observator, numit Uraniborg (Castelul Cerului), conținea multe instrumente staționare, ateliere, o bibliotecă, un laborator de chimie, dormitoare, o sală de mese și o bucătărie. Tycho avea chiar și propria fabrică de hârtie și tipografie. În 1584 a construit o nouă clădire de observație - Stjerneborg (Castelul Stelelor), unde a adunat cele mai mari și mai sofisticate instrumente. Este adevărat, acestea erau instrumente de același tip ca în vremea lui Ptolemeu, dar Tycho și-a mărit semnificativ acuratețea, înlocuind lemnul cu metale. El a introdus linii și cântare de observare deosebit de precise și a inventat metode matematice pentru calibrarea observațiilor. Tycho și asistenții săi, observând corpurile cerești cu ochiul liber, au obținut cu instrumentele lor o precizie de 1 ". Au măsurat sistematic pozițiile stelelor și au observat mișcarea Soarelui, a Lunii și a planetelor, colectând date observaționale cu persistență și precizie fără precedent.
(vezi și BRAGUE Tycho).
Kepler. Studiind datele lui Tycho, I. Kepler (1571-1630) a descoperit că revoluția observată a planetelor din jurul Soarelui nu poate fi reprezentată ca mișcare în cercuri. Kepler a avut un mare respect pentru rezultatele obținute la Uraniborg și, prin urmare, a respins ideea că mici discrepanțe între pozițiile calculate și observate ale planetelor ar putea fi cauzate de erori în observațiile lui Tycho. Continuând căutarea, Kepler a stabilit că planetele se mișcă în elipse, punând astfel bazele pentru o nouă astronomie și fizică.
(vezi și KEPLER, Johann; LEGILE KEPLER). Activitatea lui Tycho și Kepler a anticipat multe caracteristici ale astronomiei moderne, cum ar fi organizarea de observatoare specializate cu sprijin guvernamental; aducerea la perfecțiune a dispozitivelor, chiar și a celor tradiționale; împărțirea oamenilor de știință în observatori și teoreticieni. Noi principii de lucru au fost aprobate împreună cu o nouă tehnologie: un telescop a venit pentru a ajuta ochiul în astronomie.
Apariția telescoapelor. Primele telescoape refractor. În 1609, Galileo a început să folosească primul său telescop de casă. Observațiile lui Galileo au introdus epoca studiilor vizuale ale corpurilor cerești. În curând, telescoapele s-au răspândit în toată Europa. Curiosii i-au făcut singuri sau i-au comandat de la meșteri și au înființat mici observatoare personale, de obicei în propriile case.
(vezi și GALILEY Galileo). Telescopul lui Galileo a fost numit refractor deoarece razele de lumină sunt refractate în el (latină refractus - refractată), trecând prin mai multe lentile de sticlă. În cel mai simplu design, obiectivul obiectivului frontal colecționează razele focalizate, creând acolo o imagine a obiectului, iar ocularul obiectiv situat lângă ochi este folosit ca lupă pentru examinarea acestei imagini. În telescopul Galileo, un obiectiv negativ servea drept ocular, oferind o imagine directă de o calitate destul de scăzută cu un câmp vizual mic. Kepler și Descartes au dezvoltat teoria opticii, iar Kepler a propus un design al telescopului inversat, dar cu un câmp vizual și de mărire semnificativ mai mare decât cel al lui Galileo. Acest design l-a înlocuit rapid pe cel precedent și a devenit standardul pentru telescoapele astronomice. De exemplu, în 1647 astronomul polonez Jan Hevelius (1611-1687) a folosit telescoape Kepleriene lungi de 2,5-3,5 metri pentru a observa Luna. La început, le-a instalat într-o mică turelă de pe acoperișul casei sale din Gdansk (Polonia), iar mai târziu - pe o platformă cu două posturi de observare, dintre care unul se rotea (vezi și GEWELY Jan). În Olanda, Christian Huygens (1629-1695) și fratele său Constantin au construit telescoape foarte lungi, care aveau lentile de doar câțiva centimetri în diametru, dar aveau o distanță focală imensă. Aceasta a îmbunătățit calitatea imaginii, deși a făcut instrumentul mai dificil de operat. În anii 1680, Huygens a experimentat „telescoapele aeriene” de 37 și 64 de metri, ale căror obiective erau plasate în vârful catargului și rotite cu un băț lung sau cu frânghii, iar ocularul era ținut pur și simplu în mâinile sale (vezi și HUYGENS Christian). Folosind lentile realizate de D. Campani, J.D. Cassini (1625-1712) la Bologna și mai târziu la Paris au efectuat observații cu telescoape aeriene lungi de 30 și 41 m, demonstrând avantajele lor neîndoielnice, în ciuda dificultății de a lucra cu ele. Observațiile au fost mult împiedicate de vibrația catargului cu obiectivul, de dificultatea de a-l îndrepta cu frânghii și cabluri, precum și de neomogenitatea și turbulența aerului dintre lentilă și ocular, mai ales puternică în absența unui tub. Newton, telescopul reflectorizant și teoria gravitației. La sfârșitul anilor 1660, I. Newton (1643-1727) a încercat să descopere natura luminii în legătură cu problemele refractoarelor. El a presupus din greșeală că aberația cromatică, adică incapacitatea obiectivului de a colecta raze de toate culorile într-o singură focalizare este fundamental inevitabilă. Prin urmare, Newton a construit primul telescop reflector funcțional, în care o oglindă concavă a jucat rolul unui obiectiv în locul unui obiectiv, colectând lumina în focalizare, unde imaginea poate fi vizualizată printr-un ocular. Cu toate acestea, cea mai importantă contribuție a lui Newton la astronomie a fost lucrarea sa teoretică, care a arătat că legile Kepleriene ale mișcării planetare sunt un caz special al legii universale a gravitației. Newton a formulat această lege și a dezvoltat tehnici matematice pentru a calcula cu exactitate mișcarea planetelor. Acest lucru a stimulat nașterea de noi observatoare, unde pozițiile Lunii, planetelor și sateliților lor au fost măsurate cu cea mai mare precizie, rafinând elementele orbitelor lor cu ajutorul teoriei lui Newton și predicând mișcarea lor.
Vezi si
MECANICA CERII;
GRAVITATIE;
NEWTON ISAAC.
Ceas, micrometru și vizor telescopic. Nu mai puțin importantă decât îmbunătățirea părții optice a telescopului a fost îmbunătățirea monturii și a echipamentului său. Pentru măsurători astronomice, a devenit necesar un ceas cu pendul capabil să ruleze în funcție de ora locală, care este determinat din unele observații și utilizat în altele.
(vezi și Ceas). Folosind un micrometru cu filament, a fost posibil să se măsoare unghiuri foarte mici atunci când se observă prin ocularul unui telescop. Pentru a crește precizia astrometriei, combinația telescopului cu o sferă armilară, sextant și alte instrumente goniometrice a jucat un rol important. De îndată ce dispozitivele de observare cu ochiul liber au fost înlocuite de mici telescoape, a apărut necesitatea unei fabricări și diviziuni mult mai precise a cântarelor unghiulare. În mare parte în legătură cu nevoile observatoarelor europene, s-a dezvoltat producția de mașini-unelte mici de înaltă precizie
(vezi și INSTRUMENTE DE MĂSURARE).
Observatoare de stat. Îmbunătățirea tabelelor astronomice. Din a doua jumătate a secolului al XVII-lea. în scopul navigației și cartografiei, guvernele din diferite țări au început să înființeze observatoare de stat. La Academia Regală de Științe, fondată de Ludovic al XIV-lea la Paris în 1666, academicienii au început să revizuiască constantele și tabelele astronomice de la zero, luând ca bază lucrarea lui Kepler. În 1669, la inițiativa ministrului Jean-B.Colbert, a fost fondat la Paris Observatorul Regal. A fost condusă de patru generații remarcabile de Cassini, începând cu Jean Dominique. În 1675 a fost fondat Observatorul Royal Greenwich, condus de primul astronom Royal D. Flamsteed (1646-1719). Împreună cu Royal Society, care și-a început activitățile în 1647, a devenit centrul cercetării astronomice și geodezice din Anglia. În aceiași ani au fost fondate observatoare la Copenhaga (Danemarca), Lund (Suedia) și Gdansk (Polonia) (vezi și FLEMSTED John). Cel mai important rezultat al activității primelor observatoare au fost efemeridele - tabele ale pozițiilor precalculate ale Soarelui, Lunii și planetelor, necesare cartografiei, navigației și cercetărilor astronomice fundamentale.
Introducerea timpului standard. Observatoarele de stat au devenit păstrătorii timpului de referință, care a fost difuzat mai întâi utilizând semnale optice (steaguri, bile de semnal), iar mai târziu prin telegraf și radio. Tradiția actuală a baloanelor care cad la miezul nopții în ajunul Crăciunului datează din zilele în care baloanele de semnal au căzut pe catargul înalt de pe acoperișul observatorului exact la ora stabilită, permițând căpitanilor de nave din port să își verifice cronometrele înainte de a naviga.
Determinarea longitudinilor. O sarcină extrem de importantă a observatoarelor de stat din acea epocă a fost determinarea coordonatelor navelor. Latitudinea geografică poate fi găsită cu ușurință din unghiul Stelei de Nord deasupra orizontului. Însă longitudinea este mult mai dificil de determinat. Unele metode s-au bazat pe momentele eclipselor lunilor lui Jupiter; altele - pe poziția lunii față de stele. Dar cele mai fiabile metode au necesitat cronometre de înaltă precizie capabile să păstreze timpul observatorului lângă portul de ieșire în timpul călătoriei.
Dezvoltarea Observatoarelor Greenwich și Paris. În secolul 19. cele mai importante centre astronomice erau statul și unele observatoare private din Europa. În lista observatoarelor din 1886, găsim 150 în Europa, 42 în America de Nord și 29 în alte părți. Până la sfârșitul secolului, Observatorul Greenwich avea un reflector de 76 cm, refractori de 71, 66 și 33 cm și multe instrumente auxiliare. Ea s-a angajat activ în astrometrie, servicii de timp, fizică solară și astrofizică, precum și geodezie, meteorologie, magnetice și alte observații. Observatorul de la Paris deținea, de asemenea, instrumente moderne precise și conducea programe similare cu cele din Greenwich.
Noi observatoare. Observatorul astronomic Pulkovo al Academiei Imperiale de Științe din Sankt Petersburg, construit în 1839, a câștigat rapid respect și onoare. Echipa ei în creștere s-a concentrat pe astrometrie, constante fundamentale, spectroscopie, cronometrare și o varietate de programe geofizice. Observatorul Potsdam din Germania, deschis în 1874, a devenit în curând o organizație de autoritate cunoscută pentru munca sa asupra fizicii solare, astrofizică și cercetări fotografice ale cerului.
Crearea unor telescoape mari. Reflector sau Refractor? Deși telescopul reflector newtonian a fost o invenție importantă, timp de câteva decenii a fost perceput de astronomi doar ca un instrument de completare a refractoarelor. La început, observatorii înșiși au făcut reflectoare pentru propriile lor mici observatoare. Dar până la sfârșitul secolului al XVIII-lea. o nouă industrie optică a preluat, evaluând necesitatea unui număr tot mai mare de astronomi și topografi. Observatorilor li s-a oferit o gamă de tipuri de reflectoare și refractoare, fiecare cu avantaje și dezavantaje. Telescoapele refractor cu lentile de sticlă de înaltă calitate ofereau imagini mai bune decât reflectoarele, iar tubul lor era mai compact și mai rigid. Dar reflectoarele ar putea fi realizate cu un diametru mult mai mare, iar imaginile din ele nu au fost distorsionate de margini colorate, ca la refractori. Obiectele slabe sunt mai bine văzute în reflector, deoarece nu există nici o pierdere de lumină în sticlă. Cu toate acestea, aliajul speculum, din care au fost fabricate oglinzile, s-a estompat rapid și a necesitat re-lustruire frecventă (nu știau cum să acopere suprafața cu un strat subțire de oglindă în acel moment).
Herschel. În anii 1770, astronomul autodidact meticulos și persistent V. Herschel a construit mai multe telescoape newtoniene, aducând diametrul la 46 cm și distanța focală la 6 m. Calitatea înaltă a oglinzilor sale a făcut posibilă utilizarea unei măriri foarte puternice. Folosind unul dintre telescoapele sale, Herschel a descoperit planeta Uranus, precum și mii de stele binare și nebuloase. Multe telescoape au fost construite în acei ani, dar de obicei au fost create și utilizate de entuziaștii solo, fără a organiza un observator în sens modern.
(vezi și GERSHEL, WILLIAM). Herschel și alți astronomi au încercat să construiască reflectoare mai mari. Dar oglinzile masive s-au îndoit și și-au pierdut forma când telescopul și-a schimbat poziția. Limita pentru oglinzile metalice a fost atinsă în Irlanda de W. Parsons (Lord Ross), care a creat un reflector de 1,8 m pentru observatorul său de acasă.
Construirea unor telescoape mari. Magnatul industrial și noul bogat al Statelor Unite s-au acumulat la sfârșitul secolului al XIX-lea. bogății gigantice, iar unele dintre ele au intrat în filantropie. Astfel, J. Lick (1796-1876), care și-a făcut averea pe goana după aur, a lăsat moștenire să înființeze un observator pe Muntele Hamilton, la 65 km de Santa Cruz (California). Instrumentul său principal a fost refractorul de 91 cm, pe atunci cel mai mare din lume, fabricat de cunoscuta firmă „Alvan Clark and Sons” și instalat în 1888. Și în 1896 acolo, la Observatorul Lick, a început să funcționeze reflectorul Crossley de 36 de inci, pe atunci cel mai mare din Statele Unite. ... Astronomul J. Hale (1868-1938) l-a convins pe magnatul tramvaielor din Chicago, Ch. Yerkes, să finanțeze construcția unui observator și mai mare pentru Universitatea din Chicago. A fost fondată în 1895 în Williams Bay, Wisconsin, cu un refractor de 40 de inci, încă și probabil pentru totdeauna cel mai mare din lume (vezi și HALE George Ellery). Odată cu înființarea Observatorului Yerkes, Hale a dezvoltat un efort energic pentru a strânge fonduri din diverse surse, inclusiv magnatul oțelului A. Carnegie, pentru a construi un observator în cea mai bună locație de observare din California. Echipat cu mai multe telescoape solare Hale și un reflector de 152 cm, Observatorul Mount Wilson din Munții San Gabriel, la nord de Pasadena, California, a devenit în curând o mecă astronomică. Cu experiența necesară, Hale a orchestrat crearea unui reflector de dimensiuni fără precedent. Numit după sponsorul său principal,. Hooker a intrat în serviciu în 1917; Dar înainte de aceasta, trebuiau depășite multe probleme de inginerie, care la început păreau de netrecut. Primul a fost turnarea unui disc de sticlă de dimensiunea corectă și răcirea acestuia lent pentru a obține sticlă de înaltă calitate. A fost nevoie de mai bine de șase ani pentru a măcina și lustrui oglinda pentru a-i da forma necesară și a necesitat crearea de mașini unice. Etapa finală de lustruire și inspecție a oglinzilor a fost efectuată într-o încăpere specială, cu o curățenie perfectă și un control al temperaturii. Mecanismele telescopului, clădirea și cupola turnului său, ridicat pe vârful Muntelui Wilson (Muntele Wilson) cu o înălțime de 1700 m, au fost considerate o minune inginerească a acelor timpuri. Inspirat de performanța excelentă a instrumentului de 100 ", Hale și-a dedicat restul vieții construirii unui telescop gigant de 200". La 10 ani de la moartea sa și din cauza întârzierii provocate de cel de-al doilea război mondial, telescopul. Hale a intrat în serviciu în 1948 la vârful muntelui Palomar de 1.700 de metri (Muntele Palomar), la 64 km nord-est de San Diego (buc. California). A fost un miracol științific și tehnic din acele zile. Timp de aproape 30 de ani, acest telescop a rămas cel mai mare din lume și mulți astronomi și ingineri au crezut că nu va fi niciodată depășit.
Dar apariția computerelor a extins și mai mult construcția telescopului. În 1976, telescopul BTA de 6 metri (telescopul azimut mare) a început să funcționeze pe muntele Semirodniki de 2100 de metri lângă satul Zelenchukskaya (Caucazul de Nord, Rusia), demonstrând limita practică a tehnologiei oglinzilor „groase și durabile”.
Modul de a construi oglinzi mari care pot colecta mai multă lumină și, prin urmare, pot vedea mai departe și mai bine, se află prin intermediul noilor tehnologii: în ultimii ani, s-au dezvoltat metode de fabricare a oglinzilor subțiri și prefabricate. Oglinzi subțiri cu diametrul de 8,2 m (cu o grosime de aproximativ 20 cm) funcționează deja la telescoapele Observatorului Sudic din Chile. Forma lor este controlată de un sistem complex de „degete” mecanice controlate de un computer. Succesul acestei tehnologii a dus la dezvoltarea mai multor proiecte similare în diferite țări. Pentru a testa ideea unei oglinzi compozite, Observatorul Smithsonian Astrophysical din 1979 a construit un telescop cu o lentilă de șase oglinzi de 183 cm, zona echivalentă cu o oglindă de 4,5 metri. Acest telescop cu mai multe oglinzi, montat pe Muntele Hopkins la 50 km sud de Tucson, Arizona, s-a dovedit a fi foarte eficient, iar această abordare a fost utilizată în construcția a două telescoape de 10 metri. W. Keck la Observatorul Mauna Kea (Hawaii). Fiecare oglindă uriașă este compusă din 36 de segmente hexagonale de 183 cm lățime, controlate de un computer pentru a produce o singură imagine. Deși calitatea imaginii este încă scăzută, este posibil să se obțină spectrele obiectelor foarte îndepărtate și slabe inaccesibile altor telescoape. Prin urmare, la începutul anilor 2000, este planificată punerea în funcțiune a mai multor telescoape cu mai multe oglinzi cu deschideri eficiente de 9-25 m.
În vârful MAUNA KEA, un vulcan antic din Hawaii, se află zeci de telescoape. Astronomii sunt atrași aici de altitudinea mare și de aerul foarte uscat și curat. În partea dreaptă jos, prin fanta deschisă a turnului, oglinda telescopului „Kek I” este clar vizibilă, iar în partea stângă jos - turnul telescopului „Kek II” în construcție.
DEZVOLTAREA APARATULUI
Fotografia. La mijlocul secolului al XIX-lea. mai mulți entuziaști au început să folosească fotografia pentru a înregistra imagini văzute printr-un telescop. Odată cu creșterea sensibilității emulsiilor, plăcile fotografice din sticlă au devenit principalul mijloc de înregistrare a datelor astrofizice. Pe lângă jurnalele tradiționale de observare scrise de mână, în observatoare au apărut prețioase „biblioteci de sticlă”. Placa fotografică este capabilă să acumuleze lumina slabă a obiectelor îndepărtate și să fixeze detalii inaccesibile ochiului. Odată cu utilizarea fotografiei în astronomie, a fost necesar un nou tip de telescop, de exemplu, camere cu vedere panoramică, capabile să înregistreze zone mari ale cerului simultan pentru a crea fotoatlase în loc de hărți desenate. În combinație cu reflectoare cu diametru mare, fotografia și un spectrograf au făcut posibilă studierea obiectelor slabe. În anii 1920, folosind telescopul de 100 de inci al Observatorului Mount Wilson, E. Hubble (1889-1953) a clasificat nebuloasele slabe și a dovedit că multe dintre ele sunt galaxii gigantice asemănătoare Căii Lactee. În plus, Hubble a descoperit că galaxiile se împrăștie rapid între ele. Acest lucru a schimbat complet ideea astronomilor cu privire la structura și evoluția Universului, dar doar câteva observatoare care aveau telescoape puternice pentru observarea unor galaxii îndepărtate slabe au fost capabile să efectueze astfel de studii.
Vezi si
COSMOLOGIE;
GALAXII;
HUBBL Edwin Powell;
CETĂȚI.
Spectroscopie. Apărând aproape simultan cu fotografia, spectroscopia a permis astronomilor să-și determine compoziția chimică din analiza luminii din stele și din deplasarea Doppler a liniilor din spectre pentru a studia mișcarea stelelor și galaxiilor. Dezvoltarea fizicii la începutul secolului XX. a ajutat la descifrarea spectrogramelor. Pentru prima dată, a devenit posibil să se studieze compoziția corpurilor cerești inaccesibile. Această sarcină sa dovedit a fi în limitele observatoarelor universitare modeste, deoarece un telescop mare nu este necesar pentru a obține spectre de obiecte luminoase. Astfel, Harvard College Observatory a fost unul dintre primii care a preluat spectroscopia și a colectat o colecție uriașă de spectre stelare. Angajații săi au clasificat mii de spectre stelare și au creat baza pentru studierea evoluției stelare. Prin combinarea acestor date cu fizica cuantică, teoreticienii au înțeles natura sursei de energie stelară. În secolul XX. detectoarele au fost create pentru radiațiile infraroșii provenite de la stele reci, din atmosfere și de la suprafața planetelor. Observațiile vizuale ca o măsură insuficient sensibilă și obiectivă a luminozității stelelor au fost mai întâi înlocuite de o placă fotografică și apoi de dispozitive electronice (vezi și SPECTROSCOPIE).
ASTRONOMIA DUPĂ RĂZBOIUL MONDIAL II
Consolidarea sprijinului guvernamental. După război, oamenii de știință au devenit disponibili noilor tehnologii care s-au născut în laboratoarele armatei: echipamente radio și radar, receptoare electronice sensibile de lumină, computere. Guvernele țărilor industrializate au realizat importanța cercetării științifice pentru securitatea națională și au început să aloce fonduri considerabile pentru munca științifică și educație.
Observatoarele Naționale ale SUA. La începutul anilor 1950, Fundația Națională pentru Științe din SUA a abordat astronomii pentru propuneri pentru un observator la nivel național care să fie în cea mai bună locație și accesibil tuturor oamenilor de știință calificați. În anii 1960, au apărut două grupuri de organizații: Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie (AURA), care a creat conceptul Observatoarelor Naționale de Astronomie Optică (NOAO) la vârful de 2100 de metri al vârfului Kitt de lângă Tucson, Arizona și Asociația Universității, care a dezvoltat proiectul Observatorul Național de Radioastronomie (NRAO) din Deer Creek Valley, lângă Green Bank, Virginia de Vest.
US NATIONAL OBSERVATORY KITT PEAK lângă Tucson, Arizona. Cele mai mari instrumente ale sale includ Telescopul solar McMas (jos), telescopul Mayol de 4 metri (în dreapta sus) și telescopul WIYN de 3,5 metri la Observatorul Comun din Wisconsin, Indiana, Yale și NOAO (extrem stânga).
Până în 1990, NOAO avea 15 telescoape la vârful Kitt cu un diametru de până la 4 m. AURA a înființat și Observatorul Interamerican în Sierra Tololo (Anzii Chilieni) la o altitudine de 2200 m, unde cerul sudic a fost studiat încă din 1967. În plus față de Green Bank, unde cel mai mare radiotelescop (43 m în diametru) este instalat pe o montură ecuatorială, NRAO mai are un telescop cu undă milimetrică de 12 metri pe vârful Kitt și un sistem VLA (Very Large Array) de 27 de radiotelescoape de 25 m în diametru în deșertul San Plain. -Augustin lângă Socorro, New Mexico. Centrul Național de Radio și Ionosferic din Puerto Rico a devenit un mare observator american. Telescopul său cu cea mai mare oglindă sferică din lume, cu diametrul de 305 m, se află nemișcat într-o depresiune naturală dintre munți și este utilizat pentru astronomie radio și radar.
Angajații permanenți ai observatoarelor naționale monitorizează sănătatea echipamentelor, dezvoltă noi instrumente și își desfășoară propriile programe de cercetare. Cu toate acestea, orice om de știință poate solicita observații și, dacă este aprobat de Comitetul de coordonare a cercetării, poate obține timp pentru a lucra la telescop. Acest lucru permite oamenilor de știință din instituții sărace să utilizeze cele mai avansate echipamente.
Observații ale cerului sudic. O mare parte din cerul sudic nu este vizibil din majoritatea observatoarelor din Europa și Statele Unite, deși cerul sudic este considerat deosebit de valoros pentru astronomie, deoarece conține centrul Căii Lactee și multe galaxii importante, inclusiv Norii Magellanici, două mici galaxii vecine. Primele hărți ale cerului sudic au fost compilate de astronomul englez E. Galley, care a lucrat între 1676 și 1678 pe insula Sf. Elena, și de astronomul francez N. Lacaille, care a lucrat între 1751 și 1753 în sudul Africii. În 1820, British Bureau of Longitudes a fondat Observatorul Regal la Capul Bunei Speranțe, dotându-l inițial cu doar un telescop pentru măsurători astrometrice, apoi cu un set complet de instrumente pentru diferite programe. În 1869, un reflector de 122 cm a fost instalat în Melbourne (Australia); mai târziu a fost transportat la Muntele Stromlo, unde după 1905 a început să crească observatorul astrofizic. La sfârșitul secolului al XX-lea, când condițiile pentru observații la vechile observatoare din emisfera nordică au început să se deterioreze din cauza urbanizării puternice, țările europene au început să construiască activ observatoare cu telescoape mari în Chile, Australia, Asia Centrală, Insulele Canare și Hawaii.
Observatoare peste Pământ. Astronomii au început să folosească baloane de mare altitudine ca platforme de observare încă din anii 1930 și continuă astfel de studii până în prezent. În anii 1950, instrumentele au fost instalate pe avioane de mare altitudine, care au devenit observatoare zburătoare. Observațiile extra-atmosferice au început în 1946, când oamenii de știință americani pe rachete germane V-2 capturate au ridicat detectoare în stratosferă pentru a observa radiația ultravioletă a soarelui. Primul satelit artificial a fost lansat în URSS pe 4 octombrie 1957 și deja în 1958 stația sovietică „Luna-3” a fotografiat partea îndepărtată a lunii. Apoi au început să se efectueze zboruri către planete și au apărut sateliți astronomici specializați pentru observarea Soarelui și a stelelor. În ultimii ani, mai mulți sateliți astronomici au funcționat constant în apropierea Pământului și pe alte orbite, studiind cerul în toate gamele spectrului.
Lucrați la observator. În vremurile anterioare, viața și opera unui astronom depindeau în totalitate de capacitățile observatorului său, deoarece comunicarea și călătoria erau lente și dificile. La începutul secolului XX. Hale a creat Observatorul Mount Wilson ca un centru pentru astrofizică solară și stelară, capabil să efectueze nu numai observații telescopice și spectrale, ci și cercetările de laborator necesare. S-a străduit să se asigure că Muntele Wilson avea tot ce îi trebuia pentru a trăi și a lucra, la fel cum a făcut Tycho pe Insula Ven. Până acum, unele dintre observatoarele mari de pe vârfurile munților sunt comunități închise de oameni de știință și ingineri care locuiesc în cămine și lucrează noaptea conform programelor lor. Dar treptat acest stil se schimbă. În căutarea celor mai favorabile locuri pentru observare, observatoarele sunt situate în zone îndepărtate în care este dificil să trăiești permanent. Oamenii de știință care vizitează stau la observator de la câteva zile la câteva luni pentru a face observații specifice. Capacitățile electronice moderne fac posibilă efectuarea de observații la distanță fără a vizita deloc observatorul sau construirea de telescoape complet automate în locuri greu accesibile, care funcționează independent în conformitate cu programul planificat. Observațiile cu telescoapele spațiale au o anumită specificitate. La început, mulți astronomi, obișnuiți să lucreze singuri cu instrumentul, s-au simțit inconfortabili în astronomia spațială, separați de telescop nu numai de spațiu, ci și de mulți ingineri și instrucțiuni complexe. Cu toate acestea, în anii 1980, la multe observatoare de la sol, controlul telescopului a fost transferat de la console simple situate direct la telescop într-o cameră specială plină de computere și uneori situată într-o clădire separată. În loc să îndrepte telescopul principal către obiect, să privească printr-un mic telescop găsit atașat la acesta și să apese butoanele unei mici telecomenzi, astronomul se așează acum în fața ecranului ghidului TV și manipulează joystick-ul. Adesea, un astronom trimite pur și simplu un program detaliat de observații către observator prin intermediul internetului și, atunci când acestea sunt realizate, primește rezultatele direct în computerul său. Prin urmare, stilul de lucru cu telescoapele terestre și spațiale devine din ce în ce mai asemănător.
OBSERVATORUL TEREN MODERN
Observatoare optice. Locul pentru construirea observatorului optic este de obicei ales departe de orașe, cu iluminarea lor de noapte strălucitoare și smog. De obicei, acesta este vârful unui munte, unde stratul atmosferei este mai subțire, prin care trebuie făcute observații. Este de dorit ca aerul să fie uscat și curat, iar vântul să nu fie deosebit de puternic. În mod ideal, observatoarele ar trebui să fie distribuite uniform pe suprafața Pământului, astfel încât obiectele din cerul nordic și sudic să poată fi observate în orice moment. Cu toate acestea, din punct de vedere istoric, majoritatea observatoarelor sunt situate în Europa și America de Nord, astfel încât cerul emisferei nordice este mai bine studiat. În ultimele decenii, au început să fie construite mari observatoare în emisfera sudică și în apropierea ecuatorului, de unde pot fi observate atât cerul nordic, cât și cel sudic. Vechiul vulcan Mauna Kea de pe insulă. Peste 4 km înălțime, Hawaii este considerat cel mai bun loc din lume pentru observații astronomice. În anii 1990, zeci de telescoape din diferite țări s-au stabilit acolo.
Turn. Telescoapele sunt instrumente foarte sensibile. Pentru a le proteja de vreme rea și de schimbările de temperatură, acestea sunt plasate în clădiri speciale - turnuri astronomice. Turnurile mici sunt de formă dreptunghiulară, cu un acoperiș plat glisant. Turnurile telescoapelor mari sunt, de obicei, rotunjite cu o cupolă rotativă emisferică, în care se deschide o fantă îngustă pentru observare. O astfel de cupolă protejează bine telescopul de vânt în timpul funcționării. Acest lucru este important deoarece vântul scutură telescopul și face ca imaginea să tremure. Vibrațiile de la sol și clădirea turnului afectează, de asemenea, negativ calitatea imaginii. Prin urmare, telescopul este montat pe o fundație separată care nu este conectată la fundația turnului. Un sistem de ventilație pentru spațiul cupolei și o instalație pentru depunerea în vid a unui strat de aluminiu reflectorizant pe oglinda telescopului, care se estompează în timp, este montat în interiorul turnului sau în apropierea acestuia.
Rangă. Pentru a viza o stea, telescopul trebuie să se rotească în jurul uneia sau a două axe. Primul tip include cercul meridianului și instrumentul de tranzit - mici telescoape care se rotesc în jurul axei orizontale în planul meridianului ceresc. Trecând de la est la vest, fiecare stea traversează acest avion de două ori pe zi. Cu ajutorul instrumentului de tranzit, sunt determinate momentele de trecere a stelelor prin meridian și astfel se specifică viteza de rotație a Pământului acest lucru este necesar pentru un serviciu de timp precis. Cercul meridian vă permite să măsurați nu numai momentele, ci și locul în care steaua traversează meridianul; acest lucru este necesar pentru a crea hărți precise ale cerului înstelat. Observația vizuală directă nu este practic utilizată în telescoapele moderne. Ele sunt utilizate în principal pentru fotografierea obiectelor cerești sau pentru înregistrarea luminii lor cu detectoare electronice; în acest caz, expunerea ajunge uneori la câteva ore. În tot acest timp, telescopul trebuie să fie orientat cu precizie către obiect. Prin urmare, cu ajutorul unui mecanism de ceas, acesta se rotește cu o viteză constantă în jurul axei în sensul acelor de ceasornic (paralel cu axa de rotație a Pământului) de la est la vest urmând steaua, compensând astfel rotația Pământului de la vest la est. A doua axă, perpendiculară pe axa orară, se numește axa de declinare; servește la îndreptarea telescopului în direcția nord-sud. Acest design se numește montură ecuatorială și este utilizat pentru aproape toate telescoapele, cu excepția celor mai mari, pentru care montura alt-azimut s-a dovedit a fi mai compactă și mai ieftină. Pe el, telescopul urmărește lumina, rotind simultan cu viteză variabilă în jurul a două axe - verticală și orizontală. Acest lucru complică foarte mult funcționarea ceasului, necesitând controlul computerului.
Telescop refractor are un obiectiv. Deoarece razele de culori diferite sunt refractate în sticlă în moduri diferite, obiectivul obiectivului este conceput pentru a oferi o imagine clară în focalizare în razele unei singure culori. Refractorii mai vechi au fost creați pentru observarea vizuală și, prin urmare, au dat o imagine clară în raze galbene. Odată cu apariția fotografiei, au început să construiască telescoape fotografice - astrografe, care oferă o imagine clară în raze albastre, la care este sensibilă o emulsie fotografică. Mai târziu, au apărut emulsii sensibile la lumina galbenă, roșie și chiar la infraroșu. Ele pot fi utilizate pentru fotografierea cu refractori vizuali. Dimensiunea imaginii depinde de distanța focală a obiectivului. Distanța focală a refractorului Yerkes de 102 cm este de 19 m, astfel încât diametrul discului lunar la focalizarea sa este de aproximativ 17 cm. Dimensiunea plăcilor fotografice ale acestui telescop este de 20-25 cm; luna plină se potrivește ușor pe ele. Astronomii folosesc plăci fotografice din sticlă datorită rigidității lor ridicate: chiar și după 100 de ani de depozitare, nu se deformează și fac posibilă măsurarea poziției relative a imaginilor stelare cu o precizie de 3 microni, ceea ce pentru refractori mari, cum ar fi Yerkes, corespunde unui arc de 0,03 "pe cer.
Reflector de telescop are ca lentilă o oglindă concavă. Avantajul său față de un refractor este că razele de orice culoare sunt reflectate în mod egal din oglindă, oferind o imagine clară. În plus, o lentilă oglindă poate fi făcută mult mai mare decât o lentilă lentilă, deoarece este posibil ca sticla goală pentru oglindă să nu fie transparentă în interior; poate fi protejat de deformare sub propria greutate plasându-l într-un cadru special care susține oglinda de jos. Cu cât diametrul obiectivului este mai mare, cu atât telescopul colectează mai multă lumină și obiectele mai slabe și mai îndepărtate este capabil să „vadă”. Timp de mulți ani, cei mai mari din lume au fost al șaselea reflector al BTA (Rusia) și al 5-lea reflector al Observatorului Palomar (SUA). Dar acum, la observatorul Mauna Kea din Hawaii, funcționează două telescoape cu oglinzi compozite de 10 metri și mai multe telescoape cu oglinzi monolitice cu diametrul de 8-9 m sunt în construcție. Tabelul 1.
CELE MAI MARI TELESCOPURI DIN LUME
___
__Diametru ______ Observator ______ Locația și anul obiectului (m) ________________ construcție / demontare
REFLECTORI
10,0 Mauna Kea Hawaii (SUA) 1996 10,0 Mauna Kea Hawaii (SUA) 1993 9,2 McDonald Texas (SUA) 1997 8,3 Național Japonia Hawaii (SUA) 1999 8,2 Muntele european din Sierra de Sud -Paranal (Chile) 1998 8,2 European Southern Sierra Paranal (Chile) 1999 8,2 European Southern Sierra Paranal (Chile) 2000 8,1 Gemeni-North Hawaii (SUA) 1999 6,5 Universitatea din Arizona Mount Hopkins (buc. Arizona) 1999 6.0 Academia Astrofizică Specială de Științe din Rusia st. Zelenchukskaya (Rusia) 1976 5,0 Muntele Palomar Palomar (California) 1949 1,8 * 6 \u003d 4,5 Universitatea din Arizona Mount Hopkins (Arizona) 1979/1998 4,2 Roca de los Muchachos Insulele Canare (Spania) 1986 4.0 Sierra Tololo Interamericana (Chile) 1975 3.9 Anglo-Australian Siding Spring (Australia) 1975 3.8 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1974 3.8 Mauna Kea (IC) Hawaii ( SUA) 1979 3,6 Sudul Europei La Silla (Chile) 1976 3,6 Mauna Kea Hawaii (SUA) 1979 3,5 Roca de los Muchachos Insulele Canare (Spania) 1989 3,5 Vârful interuniversitar Sacramento (buc) . New Mexico) 1991 3,5 Calar Alto germano-spaniol (Spania) 1983
REFRACTORI
1,02 Golful Yerkes Williams (Wisconsin) 1897 0,91 Mount Lick Hamilton (California) 1888 0,83 Paris Meudon (Franța) 1893 0,81 Potsdam Potsdam (Germania) 1899 0,76 Franceză Sud Nisa ( Franța) 1880 0,76 Alleghenian Pittsburgh (Pennsylvania) 1917 0,76 Pulkovo St. Petersburg 1885/1941
CAMERA SCHMIDT *
1.3-2.0 K. Schwarzschild Tautenburg (Germania) 1960 1,2-1,8 Muntele Palomar Palomar (California) 1948 1,2-1,8 Spring Anglo-Australian Siding (Australia) 1973 1, 1-1,5 Tokyo astronomic (Japonia) 1975 1,0-1,6 sudul european european 1972
SOLAR
1,60 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1962 1,50 Sacramento Peak (B) * Sunspot (New Mexico) 1969 1,00 Astrofizică Crimeea (Ucraina) 1975 0,90 Kitt Peak (2 adăug.) * Tucson (Arizona) 1962 0,70 Vârful Kitt (B) * Tucson (Arizona) 1975 0,70 Institutul de Fizică Solară, Germania Fr. Tenerife (Spania) 1988 0,66 Mitaka Tokyo (Japonia) 1920 0,64 Cambridge Cambridge (Anglia) 1820
Notă: Pentru camerele Schmidt, este indicat diametrul plăcii de corecție și al oglinzii; pentru telescoapele solare: (V) - vid; 2 adaugă. - două telescoape suplimentare într-o carcasă comună cu un telescop de 1,6 m.
Camere cu lentile oglindă. Dezavantajul reflectoarelor este că acestea oferă o imagine clară doar în apropierea centrului câmpului vizual. Acest lucru nu interferează dacă se studiază un obiect. Dar munca de patrulare, de exemplu, căutarea de noi asteroizi sau comete, necesită fotografierea unor zone mari ale cerului deodată. Un reflector obișnuit nu este potrivit pentru aceasta. În 1932 opticianul german B. Schmidt a creat un telescop combinat, în care defectele oglinzii principale sunt corectate cu ajutorul unei lentile subțiri de formă complexă situată în fața sa - o placă de corecție. Camera Schmidt a Observatorului Palomar primește pe o placă fotografică de 35ґ35 cm o imagine a unei regiuni a cerului de 6ґ6 °. Un alt design al unei camere cu unghi larg a fost creat de D.D. Maksutov în 1941 în Rusia. Este mai simplu decât o cameră Schmidt, deoarece rolul unei plăci de corecție este jucat de un simplu obiectiv gros - un menisc.
Funcționarea observatoarelor optice. Acum, peste 100 de observatoare mari funcționează în peste 30 de țări ale lumii. De obicei, fiecare dintre ei, independent sau în cooperare cu alții, desfășoară mai multe programe de observație pe mai mulți ani. Măsurători astrometrice. Observatoarele naționale mari - Observatorul Marinei SUA, Observatorul Royal Greenwich din Marea Britanie (închis în 1998), Pulkovskaya în Rusia etc. - măsoară în mod regulat pozițiile stelelor și planetelor pe cer. Aceasta este o treabă foarte delicată; în aceasta se obține cea mai mare precizie „astronomică” a măsurătorilor, pe baza cărora sunt create cataloage ale poziției și mișcării luminilor, care sunt necesare pentru navigația la sol și spațiu, pentru a determina poziția spațială a stelelor, pentru a clarifica legile mișcării planetare. De exemplu, prin măsurarea coordonatelor stelelor la intervale de șase luni, se poate observa că unele dintre ele experimentează oscilații asociate cu mișcarea orbitală a Pământului (efect de paralaxă). Mărimea acestei deplasări determină distanța față de stele: cu cât este mai mică deplasarea, cu atât este mai mare distanța. De pe Pământ, astronomii pot măsura o deplasare de 0,01 "(grosimea unui chibrit la 40 km distanță!), Care corespunde unei distanțe de 100 parsec.
Patrula de meteoriti. Mai multe camere cu unghi larg distanțate pe distanțe mari fotografiază continuu cerul nopții pentru a determina traiectoria meteorilor și posibilul impact al meteoriților. Pentru prima dată, aceste observații de la două stații au început la Observatorul Harvard (SUA) în 1936 și sub îndrumarea lui F. Whipple au fost efectuate în mod regulat până în 1951. În 1951-1977 aceeași lucrare a fost efectuată și la Observatorul Ondrejovskoy (Republica Cehă). Din 1938 în URSS, observațiile fotografice ale meteorilor au fost efectuate în Dușhanbe și Odessa. Observațiile meteorilor fac posibilă studierea nu numai a compoziției boabelor de praf cosmic, ci și a structurii atmosferei terestre la altitudini de 50-100 km, care sunt greu accesibile pentru sunet direct. Patrula de meteoriți a primit cea mai mare dezvoltare sub forma a trei „plase de foc” - în SUA, Canada și Europa. De exemplu, Smithsonian Observatory Prairie Network (SUA) a folosit camere automate de 2,5 cm la 16 stații situate la 260 km în jurul Lincoln, Nebraska pentru a fotografia meteori strălucitori - mingi de foc. Din 1963, s-a dezvoltat rețeaua cehă de minge de foc, care s-a transformat ulterior într-o rețea europeană de 43 de stații în Republica Cehă, Slovacia, Germania, Belgia, Olanda, Austria și Elveția. Astăzi este singura rețea activă de mingi de foc. Stațiile sale sunt echipate cu camere de pește care permit fotografierea simultană a întregii emisfere a cerului. Cu ajutorul plaselor cu bile de foc, a fost posibil de mai multe ori să găsim meteoriți care au căzut pe pământ și să-și refacă orbita înainte de a se ciocni cu Pământul.
Observații ale Soarelui. Multe observatoare fotografiază regulat Soarele. Numărul de pete întunecate de pe suprafața sa servește drept indicator al activității, care crește periodic în medie la fiecare 11 ani, ducând la întreruperea comunicațiilor radio, intensificarea aurorelor și alte modificări ale atmosferei Pământului. Cel mai important instrument pentru studierea Soarelui este spectrograful. Trecând lumina soarelui printr-o fantă îngustă în centrul unui telescop și apoi descompunându-l într-un spectru folosind o prismă sau o grilaj de difracție, puteți afla compoziția chimică a atmosferei solare, viteza de mișcare a gazului în ea, temperatura și câmpul magnetic. Cu ajutorul unui spectroheliograf, puteți face fotografii ale Soarelui în linia de emisie a unui element, de exemplu, hidrogen sau calciu. Ele arată în mod clar proeminențe - nori uriași de gaz care se ridică deasupra suprafeței Soarelui. Un mare interes este regiunea fierbinte rarefiată a atmosferei solare - coroana, care este de obicei vizibilă numai în timpul eclipselor totale de soare. Cu toate acestea, la unele observatoare de mare altitudine, au fost create telescoape speciale - coronografii extra-eclipsă, în care un obturator mic („lună artificială”) închide discul luminos al Soarelui, făcând posibilă observarea coroanei sale în orice moment. Astfel de observații sunt efectuate pe Insula Capri (Italia), la Observatorul Sacramento Peak (New Mexico, SUA), Pique du Midi (Pirineii francezi) și altele.
Observații ale lunii și ale planetelor. Suprafața planetelor, sateliților, asteroizilor și cometelor este studiată folosind spectrografe și polarimetri, determinând compoziția chimică a atmosferei și caracteristicile suprafeței solide. Observatorul Lovell (Arizona), Medonskaya și Pique du Midi (Franța), observatoarele din Crimeea (Ucraina) sunt foarte active în aceste observații. Deși în ultimii ani s-au obținut multe rezultate remarcabile folosind nave spațiale, observațiile la sol nu și-au pierdut relevanța și aduc noi descoperiri în fiecare an.
Observând stelele. Măsurând intensitatea liniilor din spectrul unei stele, astronomii determină abundența elementelor chimice și temperatura gazului din atmosfera sa. Poziția liniilor, pe baza efectului Doppler, determină viteza stelei în ansamblu, iar forma profilului liniilor determină viteza de curgere a gazelor în atmosfera stelei și viteza de rotație a acesteia în jurul axei. Liniile de materie interstelară rarefiată situate între stea și observatorul terestru sunt adesea văzute în spectrele stelelor. Observând în mod sistematic spectrul unei stele, se poate studia oscilațiile suprafeței sale, poate stabili prezența sateliților și a fluxurilor de materie, care uneori curg de la o stea la alta. Cu un spectrograf plasat în centrul telescopului, un spectru detaliat de o singură stea poate fi obținut în zeci de minute de expunere. Pentru studiul în masă al spectrelor stelelor, o prismă mare este plasată în fața obiectivului unei camere cu unghi larg (Schmidt sau Maksutov). În acest caz, o secțiune a cerului este obținută pe placa fotografică, unde fiecare imagine a unei stele este reprezentată de spectrul său, a cărui calitate este scăzută, dar suficientă pentru studiul în masă al stelelor. Astfel de observații au fost efectuate de mulți ani la Observatorul Universității Michigan (SUA) și la Observatorul Abastumani (Georgia). Recent au fost create spectrografe cu fibră optică: fibrele optice sunt plasate în focarul telescopului; fiecare dintre ele este plasat cu un capăt pe imaginea stelei, iar cu celălalt pe fanta spectrografului. Deci, într-o singură expunere, puteți obține spectre detaliate de sute de stele. Prin trecerea luminii de la o stea prin diferite filtre și măsurarea luminozității acesteia, este posibil să se determine culoarea stelei, care indică temperatura suprafeței sale (cu atât mai albastră, cu atât mai fierbinte) și cantitatea de praf interstelar care se află între stea și observator (cu cât este mai mult praf, cu atât steaua este mai roșie). Multe stele își schimbă periodic sau haotic strălucirea - sunt numite variabile. Variațiile de luminozitate asociate cu oscilațiile suprafeței unei stele sau cu eclipsele reciproce ale componentelor sistemelor binare spun multe despre structura internă a stelelor. Când explorați stele variabile, este important să aveți serii lungi și dense de observație. Prin urmare, astronomii implică adesea amatori în această lucrare: chiar și estimările oculare ale luminozității stelelor prin binoclu sau un telescop mic au o valoare științifică. Iubitorii de astronomie formează adesea cluburi pentru observații comune. Pe lângă studierea stelelor variabile, ele descoperă adesea comete și izbucniri de stele noi, care aduc și ele o contribuție semnificativă la astronomie. Stelele slabe sunt studiate numai cu telescoape mari cu fotometre. De exemplu, un telescop cu diametrul de 1 metru colectează lumina de 25.000 de ori mai mult decât pupila ochiului uman. Utilizarea unei plăci fotografice pentru o expunere îndelungată crește sensibilitatea sistemului de mii de ori. Fotometrele moderne cu detectoare electronice de lumină, cum ar fi un tub fotomultiplicator, un convertor de imagine sau o matrice CCD semiconductoare, sunt de zeci de ori mai sensibile decât plăcile fotografice și permit înregistrarea directă a rezultatelor măsurătorilor în memoria computerului.
Observarea obiectelor slabe. Observațiile stelelor și galaxiilor îndepărtate sunt efectuate folosind cele mai mari telescoape cu diametrul de 4-10 m. Rolul principal în acesta aparține observatoarelor Mauna Kea (Hawaii), Palomarskaya (California), La Silla și Sierra Tololo (Chile), Astrofizică specială (Rusia) ). Camerele mari Schmidt de la observatoarele Tonantzintla (Mexic), Muntele Stromlo (Australia), Bloemfontein (Africa de Sud), Byurakan (Armenia) sunt utilizate pentru studiul în masă a obiectelor slabe. Aceste observații permit penetrarea cea mai profundă în Univers și studiază structura și originea acestuia.
Programe comune de observare. Multe programe de observație sunt desfășurate în comun de mai multe observatoare, a căror interacțiune este susținută de Uniunea Astronomică Internațională (IAU). Reunește aproximativ 8 mii de astronomi din întreaga lume, are 50 de comisioane în diverse domenii ale științei, o dată la trei ani, adună mari Adunări și organizează anual mai multe simpozioane și colocvii mari. Fiecare comisie IAS coordonează observațiile obiectelor dintr-o anumită clasă: planete, comete, stele variabile etc. IAU coordonează activitatea multor observatoare în compilarea hărților stelare, atlaselor și cataloagelor. La Smithsonian Astrophysical Observatory (SUA), există Biroul Central al Telegramelor Astronomice, care notifică rapid toți astronomii despre evenimente neașteptate - izbucnirile de stele noi și supernova, descoperirea de noi comete etc.
OBSERVATORII RADIO
Dezvoltarea tehnologiei de comunicații radio în anii 1930-1940 a făcut posibilă începerea observării radio a corpurilor spațiale. Această nouă „fereastră” în univers a adus multe descoperiri uimitoare. Din întregul spectru de radiații electromagnetice, numai undele optice și radio trec prin atmosferă la suprafața Pământului. Mai mult, „fereastra radio” este mult mai largă decât cea optică: se extinde de la unde milimetrice la zeci de metri. Pe lângă obiectele cunoscute în astronomia optică - Soarele, planetele și nebuloasele fierbinți - obiectele necunoscute până acum s-au dovedit a fi surse de unde radio: nori reci de gaze interstelare, nuclee galactice și stele care explodează.
Tipuri de radiotelescoape. Emisia radio de la obiectele spațiale este foarte slabă. Pentru a o observa pe fundalul interferențelor naturale și artificiale, sunt necesare antene direcționale înguste care primesc un semnal dintr-un singur punct al cerului. Aceste antene sunt de două tipuri. Pentru radiațiile cu unde scurte, acestea sunt realizate din metal sub formă de oglindă parabolică concavă (ca într-un telescop optic), care concentrează radiația incidentă în focar. Astfel de reflectoare cu diametrul de până la 100 m - întoarcere completă - sunt capabile să privească în orice parte a cerului (ca un telescop optic). Antenele mai mari sunt realizate sub forma unui cilindru parabolic care se poate roti numai în planul meridianului (ca un cerc de meridian optic). Rotația în jurul celei de-a doua axe asigură rotația Pământului. Cele mai mari paraboloide sunt făcute staționare folosind goluri naturale din sol. Ei pot observa doar o zonă limitată a cerului. Masa 2.
CELE MAI MARI TELESCOPURI RADIO
________________________________________________
Cel mai mare __ Observator _____ Locația și anul _ Dimensiunea ____________________ de construcție / dezmembrare
antene (m)
________________________________________________
1000 1 Institutul fizic Lebedev, Academia Rusă de Științe Serpuhov (Rusia) 1963 600 1 Academia Astrofizică Specială de Științe din Rusia Caucazul de Nord (Rusia) 1975 305 2 Ionosferic Arecibo Arecibo (Puerto Rico) 1963 305 1 Meudon Meudon (Franța) 1964 183 Universitatea din Illinois Danville (Illinois) 1962 122 Universitatea din California Hat Creek (CA) 1960 110 1 Universitatea din Ohio Delaware (Ohio) 1962 107 Laboratorul de radio Stanford Stanford (California) 1959 100 Max Planck Bonn (Germania) 1971 76 Jodrell Bank Macclesfield (Anglia) 1957 ________________________________________________
Note:
1 antena de deschidere neumpluta;
2 antena fixa. ________________________________________________
Antenele pentru radiații cu unde lungi sunt asamblate dintr-un număr mare de dipoli metalici simpli, așezați pe o suprafață de câțiva kilometri pătrați și interconectați astfel încât semnalele pe care le primesc să se amplifice reciproc numai dacă provin dintr-o anumită direcție. Cu cât este mai mare antena, cu atât este mai îngustă zona din cer pe care o examinează, oferind în același timp o imagine mai clară a obiectului. Un exemplu de astfel de instrument este UTR-2 (radiotelescopul în formă de T ucrainean) al Institutului de Radiofizică și Electronică din Harkov al Academiei de Științe din Ucraina. Lungimea celor două brațe este de 1860 și 900 m; este cel mai avansat instrument din lume pentru studierea radiației decametrice în intervalul 12-30 m. Principiul combinării mai multor antene într-un sistem este, de asemenea, utilizat pentru radiotelescoapele parabolice: prin combinarea semnalelor primite de la un obiect de mai multe antene, acestea primesc, așa cum ar fi, un semnal de la o dimensiune echivalentă antena gigant. Acest lucru îmbunătățește semnificativ calitatea imaginilor radio primite. Astfel de sisteme se numesc interferometre radio, deoarece semnalele de la antene diferite se adună și interferează între ele. Calitatea imaginilor de la interferometrele radio nu este mai proastă decât cele optice: cele mai mici detalii au dimensiunea de aproximativ 1 ", iar dacă combinați semnale de la antene situate pe diferite continente, dimensiunea celor mai mici detalii din imaginea unui obiect poate fi redusă de mii de ori. Semnalul colectat de antenă este detectat și amplificat. un receptor special - un radiometru, care este de obicei acordat la o singură frecvență fixă \u200b\u200bsau schimbă reglarea într-o bandă de frecvență îngustă. Pentru a reduce zgomotul intrinsec, radiometrele sunt adesea răcite la temperaturi foarte scăzute. Semnalul amplificat este înregistrat pe un magnetofon sau computer. Puterea semnalului recepționat este de obicei exprimată în termeni de „antenă” temperatura ", ca și cum un corp absolut negru al unei anumite temperaturi ar fi în locul antenei, emițând aceeași putere. Prin măsurarea puterii semnalului la frecvențe diferite, se construiește un spectru radio, a cărui formă face posibilă judecarea mecanismului radiației și a naturii fizice a obiectului. Observațiile radioastronomice pot fi efectuate, dar a căror și în timpul zilei, dacă nu interferează interferențele de la instalațiile industriale: motoare electrice scânteietoare, posturi de radio difuzate, radare Din acest motiv, observatoarele radio sunt de obicei înființate departe de orașe. Radioastronomii nu au cerințe speciale pentru calitatea atmosferei, dar atunci când observă la lungimi de undă mai mici de 3 cm, atmosfera devine un obstacol, așa că preferă să plaseze antene cu unde scurte sus în munți. Unele radiotelescoape sunt utilizate ca radare, trimitând un semnal puternic și primind un impuls reflectat de la un obiect. Acest lucru vă permite să determinați cu precizie distanța față de planete și asteroizi, să măsurați viteza acestora și chiar să construiți o hartă de suprafață. Așa au fost obținute hărțile suprafeței lui Venus, care nu este vizibilă în optică prin atmosfera sa densă.
Vezi si
RADIOASTRONOMIE;
ASTRONOMIA RADIOLOCAȚIEI.
Observații radioastronomice. În funcție de parametrii antenei și de echipamentele disponibile, fiecare observator radio se specializează într-o anumită clasă de obiecte de observare. Soarele, datorită apropierii de pământ, este o sursă puternică de unde radio. Emisia radio provenită din atmosfera sa este înregistrată constant - acest lucru face posibilă prezicerea activității solare. Procesele active au loc în magnetosferele lui Jupiter și Saturn, impulsuri radio din care sunt observate în mod regulat la observatoarele din Florida, Santiago și Universitatea Yale. Cele mai mari antene din Anglia, SUA și Rusia sunt folosite pentru radarul planetar. O descoperire remarcabilă a fost radiația hidrogenului interstelar la o lungime de undă de 21 cm descoperită la Observatorul Leiden (Olanda). Apoi, alte zeci de atomi și molecule complexe, inclusiv organice, au fost găsite de linii radio în mediul interstelar. Moleculele emit în mod deosebit intens la unde milimetrice, pentru recepția cărora sunt create antene parabolice speciale cu o suprafață de înaltă precizie. Mai întâi la Cambridge Radio Observatory (Anglia) și apoi la altele, de la începutul anilor 1950, s-au efectuat anchete sistematice pentru a identifica sursele radio. Unele dintre ele coincid cu obiectele optice cunoscute, dar multe nu au analogi în alte game de radiații și, aparent, sunt obiecte foarte îndepărtate. La începutul anilor 1960, după ce au descoperit obiecte stelare slabe care au coincis cu sursele radio, astronomii au descoperit quasarele - galaxii foarte îndepărtate, cu nuclee incredibil de active. Din când în când, pe unele radiotelescoape, se încearcă căutarea semnalelor de la civilizațiile extraterestre. Primul proiect de acest fel a fost proiectul Observatorului Național de Radioastronomie al SUA în 1960, pentru a căuta semnale de pe planetele stelelor din apropiere. Ca toate căutările ulterioare, el a dat un rezultat negativ.
ASTRONOMIA ATMOSFERICĂ EXTRA
Deoarece atmosfera Pământului nu transmite raze X, infraroșu, ultraviolete și unele tipuri de radiații radio la suprafața planetei, instrumente pentru studiul lor sunt instalate pe sateliți artificiali ai Pământului, stații spațiale sau vehicule interplanetare. Aceste dispozitive necesită o greutate redusă și o fiabilitate ridicată. De obicei, sateliții astronomici specializați sunt lansați pentru a observa într-un anumit interval al spectrului. Chiar și observațiile optice sunt de preferat să fie efectuate în afara atmosferei, ceea ce distorsionează semnificativ imaginile obiectelor. Din păcate, tehnologia spațială este foarte costisitoare, astfel încât observatoarele extra-atmosferice sunt create fie de cele mai bogate țări, fie de mai multe țări în cooperare între ele. Inițial, anumite grupuri de oameni de știință au fost implicați în dezvoltarea instrumentelor pentru sateliții astronomici și analiza datelor obținute. Dar pe măsură ce productivitatea telescoapelor spațiale a crescut, s-a format un sistem de cooperare, similar cu cel adoptat la observatoarele naționale. De exemplu, Telescopul Spațial Hubble (SUA) este disponibil oricărui astronom din lume: aplicațiile pentru observații sunt acceptate și evaluate, cele mai demne dintre ele sunt efectuate și rezultatele sunt transmise omului de știință pentru analiză. Aceste activități sunt organizate de Space Telescope Science Institute.
- (noul lat. observatorium, de la observare la observe). Clădire pentru observații fizice și astronomice. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov AN, 1910. Clădire OBSERVATORIE, care servește pentru astronomie, ... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse
