Современные астрономические обсерватории. Обсерватории России: Пущинская радиоастрономическая обсерватория, Байкальская астрофизическая обсерватория, Астрономическая обсерватория Казанского университета
Первые карты южного неба составили английский астроном Э.Галлей, работавший с 1676 по 1678 на острове Св. Елены, и французский астроном Н.Лакайль, работавший с 1751 по 1753 на юге Африки. В 1820 Британское бюро долгот основало на мысе Доброй Надежды Королевскую обсерваторию, вначале оснастив ее лишь телескопом для астрометрических измерений, а затем полным набором инструментов для разнообразных программ. В 1869 в Мельбурне (Австралия) был установлен 122-см рефлектор; позже его перевезли в Маунт-Стромло, где после 1905 стала расти астрофизическая обсерватория. В конце 20 в., когда условия для наблюдений на старых обсерваториях Северного полушария стали ухудшаться из-за сильной урбанизации, европейские страны начали активно строить обсерватории с крупными телескопами в Чили, Австралии, Центральной Азии, на Канарских и Гавайских островах.
Обсерватории над Землей . Астрономы приступили к использованию высотных аэростатов в качестве наблюдательных платформ еще в 1930-е годы и продолжают такие исследования до сих пор. В 1950-х годах приборы устанавливались на высотных самолетах, ставших летающими обсерваториями. Внеатмосферные наблюдения начались в 1946, когда ученые США на трофейных немецких ракетах «Фау-2» подняли в стратосферу детекторы для наблюдения ультрафиолетового излучения Солнца. Первый искусственный спутник был запущен в СССР 4 октября 1957, а уже в 1958 советская станция «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. Затем стали осуществляться полеты к планетам и появились специализированные астрономические спутники для наблюдения Солнца и звезд. В последние годы на околоземных и других орбитах постоянно работает несколько астрономических спутников, изучающих небо во всех диапазонах спектра. Работа на обсерватории . В прежние времена жизнь и деятельность астронома всецело зависели от возможностей его обсерватории, поскольку связь и переезды были медленными и сложными. В начале 20 в. Хейл создавал обсерваторию Маунт-Вилсон как центр солнечной и звездной астрофизики, способный вести не только телескопические и спектральные наблюдения, но и необходимые лабораторные исследования. Он стремился, чтобы на горе Вилсон было все, что необходимо для жизни и работы, точно так, как Тихо делал это на острове Вен. До сих пор некоторые крупные обсерватории на горных вершинах представляют собой замкнутые сообщества ученых и инженеров, живущих в общежитии и работающих по ночам по своим программам.Но постепенно этот стиль меняется. В поисках наиболее благоприятных мест для наблюдения обсерватории располагают в удаленных районах, где трудно жить постоянно. Приезжающие ученые остаются на обсерватории от нескольких дней до нескольких месяцев, чтобы провести конкретные наблюдения. Возможности современно электроники позволяют вести дистанционные наблюдения, вообще не посещая обсерваторию, или строить в труднодоступных местах полностью автоматические телескопы, самостоятельно работающие по намеченной программе.
Определенную специфику имеют наблюдения с помощью космических телескопов. Вначале многие астрономы, привыкшие самостоятельно работать с инструментом, чувствовали себя неуютно в рамках космической астрономии, отделенные от телескопа не только пространством, но и множеством инженеров и сложных инструкций. Однако в 1980-х годах на многих наземных обсерваториях управление телескопом перенесли с простых пультов, расположенных непосредственно у телескопа, в специальное помещение, начиненное компьютерами и порой находящееся в отдельном здании. Вместо того чтобы наводить на объект главный телескоп, глядя в укрепленный на нем небольшой телескоп-искатель и нажимая кнопки на небольшом ручном пульте, астроном теперь сидит перед экраном телегида и манипулирует джойстиком. Часто астроном просто отправляет через Интернет в обсерваторию подробную программу наблюдений и, когда они проведены, получает результаты прямо в свой компьютер. Поэтому стиль работы с наземными и космическими телескопами становится все более схожим.
ОБСЕРВАТОРИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ НАЗЕМНЫЕ ОБСЕРВАТОРИИ
К статье ОБСЕРВАТОРИЯ
Оптические обсерватории. Место для строительства оптической обсерватории обычно выбирают вдали от городов с их ярким ночным освещением и смогом. Обычно это вершина горы, где тоньше слой атмосферы, сквозь который приходится вести наблюдения. Желательно, чтобы воздух был сухим и чистым, а ветер не особенно сильным. В идеале обсерватории должны быть равномерно распределены по поверхности Земли, чтобы в любой момент можно было наблюдать объекты северного и южного неба. Однако исторически сложилось так, что большинство обсерваторий расположено в Европе и Северной Америке, поэтому небо Северного полушария изучено лучше. В последние десятилетия начали сооружать крупные обсерватории в Южном полушарии и вблизи экватора, откуда можно наблюдать как северное, так и южное небо. Древний вулкан Мауна-Кеа на о. Гавайи высотой более 4 км считается лучшим местом в мире для астрономических наблюдений. В 1990-х годах там обосновались десятки телескопов разных стран.
Башня. Телескопы - очень чувствительные приборы. Для защиты от непогоды и перепадов температуры их помещают в специальные здания - астрономические башни. Небольшие башни имеют прямоугольную форму с плоской раздвигающейся крышей. Башни крупных телескопов обычно делают круглыми с полусферическим вращающимся куполом, в котором для наблюдений открывается узкая щель. Такой купол хорошо защищает телескоп от ветра во время работы. Это важно, поскольку ветер раскачивает телескоп и вызывает дрожание изображения. Вибрация почвы и здания башни также отрицательно влияет на качество изображений. Поэтому телескоп монтируют на отдельном фундаменте, не связанном с фундаментом башни. Внутри башни или вблизи нее монтируют систему вентиляции подкупольного пространства и установку для вакуумного напыления на зеркало телескопа отражающего алюминиевого слоя, тускнеющего со временем.
Монтировка. Для наведения на светило телескоп должен вращаться вокруг одной или двух осей. К первому типу относятся меридианный круг и пассажный инструмент - небольшие телескопы, поворачивающиеся вокруг горизонтальной оси в плоскости небесного меридиана. Двигаясь с востока на запад, каждое светило дважды в сутки пересекает эту плоскость. С помощью пассажного инструмента определяют моменты прохождения звезд через меридиан и таким образом уточняют скорость вращения Земли; это необходимо для службы точного времени. Меридианный круг позволяет измерять не только моменты, но и место пересечения звездой меридиана; это нужно для создания точных карт звездного неба.
В современных телескопах непосредственное визуальное наблюдение практически не применяется. В основном их используют для фотографирования небесных объектов или для регистрации их света электронными детекторами; при этом экспозиция иногда достигает нескольких часов. Все это время телескоп должен быть точно нацелен на объект. Поэтому с помощью часового механизма он с постоянной скоростью поворачивается вокруг часовой оси (параллельной оси вращения Земли) с востока на запад вслед за светилом, компенсируя этим вращение Земли с запада на восток. Вторая ось, перпендикулярная часовой, называется осью склонений; она служит для наведения телескопа в направлении север-юг. Такую конструкцию называют экваториальной монтировкой и используют почти для всех телескопов, за исключением самых крупных, для которых более компактной и дешевой оказалась альт-азимутальная монтировка. На ней телескоп следит за светилом, поворачиваясь одновременно с переменной скоростью вокруг двух осей - вертикальной и горизонтальной. Это значительно усложняет работу часового механизма, требуя компьютерного контроля.
Телескоп-рефрактор имеет линзовый объектив. Поскольку лучи разного цвета преломляются в стекле по разному, линзовый объектив рассчитывают так, чтобы он давал в фокусе четкое изображение в лучах какого-то одного цвета. Старые рефракторы создавались для визуальных наблюдений и поэтому давали четкое изображение в желтых лучах. С появлением фотографии стали строить фотографические телескопы - астрографы, дающие четкое изображение в голубых лучах, к которым чувствительна фотоэмульсия. Позже появились эмульсии, чувствительные к желтому, красному и даже инфракрасному свету. Их можно использовать для фотографирования на визуальных рефракторах.
Размер изображения зависит от фокусного расстояния объектива. У 102-см Йеркского рефрактора фокусное расстояние составляет 19 м, поэтому диаметр лунного диска в его фокусе около 17 см. Размер фотопластинок у этого телескопа 20?25 см; полная Луна легко умещается на них. Астрономы используют стеклянные фотопластинки из-за их высокой жесткости: даже через 100 лет хранения они не деформируются и позволяют измерять относительное положение звездных изображений с точностью до 3 мкм, что для крупных рефракторов, подобных йеркскому, соответствует на небе дуге в 0,03"".
Телескоп-рефлектор в качестве объектива имеет вогнутое зеркало. Его преимущество перед рефрактором состоит в том, что лучи любого цвета отражаются от зеркала одинаково, обеспечивая четкость изображения. К тому же зеркальный объектив можно сделать намного крупнее линзового, поскольку стеклянная заготовка для зеркала может не быть прозрачной внутри; от деформации под собственным весом ее можно уберечь, поместив в специальную оправу, поддерживающую зеркало снизу. Чем больше диаметр объектива, тем больше света собирает телескоп и более слабые и далекие объекты способен "увидеть". Долгие годы крупнейшими в мире были 6-м рефлектор БТА (Россия) и 5-м рефлектор Паломарской обсерватории (США). Но сейчас в обсерватории Мауна-Кеа на о.Гавайи работают два телескопа с 10-метровыми составными зеркалами и строится несколько телескопов с монолитными зеркалами диаметром 8-9 м.
Зеркально-линзовые камеры. Недостаток рефлекторов в том, что они дают четкое изображение лишь вблизи центра поля зрения. Это не мешает, если изучают один объект. Но патрульные работы, например, поиск новых астероидов или комет, требуют фотографирования сразу больших площадок неба. Обычный рефлектор для этого не годится. Немецкий оптик Б.Шмидт в 1932 создал комбинированный телескоп, у которого недостатки главного зеркала исправляются с помощью расположенной перед ним тонкой линзы сложной формы - коррекционной пластины. Камера Шмидта Паломарской обсерватории получает на фотопластинке 35?35 см изображение области неба 6?6?. Другая конструкция широкоугольной камеры была создана Д.Д.Максутовым в 1941 в России. Она проще камеры Шмидта, поскольку роль коррекционной пластины в ней играет простая толстая линза - мениск.
Работа оптических обсерваторий. Сейчас более чем в 30 странах мира функционирует более 100 крупных обсерваторий. Обычно каждая из них самостоятельно или в кооперации с другими проводит несколько многолетних программ наблюдений.
Астрометрические измерения. Крупные национальные обсерватории - Морская обсерватория США, Королевская Гринвичская в Великобритании (закрыта в 1998), Пулковская в России и др. - регулярно измеряют положения звезд и планет на небе. Это очень тонкая работа; именно в ней достигается высочайшая "астрономическая" точность измерений, на основе которых создают каталоги положения и движения светил, необходимые для наземной и космической навигации, для определения пространственного положения звезд, для уточнения законов движения планет. Например, измеряя координаты звезд с интервалом в полгода, можно заметить, что некоторые из них испытывают колебания, связанные с перемещением Земли по орбите (эффект параллакса). По величине этого смещения определяют расстояние до звезд: чем меньше смещение, тем больше расстояние. С Земли астрономы могут измерять смещение в 0,01"" (толщина спички, удаленной на 40 км!), что соответствует расстоянию в 100 парсеков.
Метеорный патруль. С помощью нескольких широкоугольных камер, разнесенных на большое расстояние, непрерывно фотографируют ночное небо для определения траекторий метеоров и возможного места падения метеоритов. Впервые эти наблюдения с двух станций начали в Гарвардской обсерватории (США) в 1936 и под руководством Ф.Уиппла регулярно проводили до 1951. В 1951-1977 такая же работа выполнялась в Ондржейовской обсерватории (Чехия). С 1938 в СССР фотографические наблюдения метеоров проводились в Душанбе и Одессе. Наблюдения метеоров позволяют изучать не только состав космических пылинок, но и строение земной атмосферы на высотах 50-100 км, труднодоступных для прямого зондирования.
Наибольшее развитие метеорный патруль получил в виде трех "болидных сетей" - в США, Канаде и Европе. Например, Прерийная сеть Смитсоновской обсерватории (США) для фотографирования ярких метеоров - болидов - использовала 2,5-см автоматические камеры на 16 станциях, размещенных на расстоянии 260 км вокруг Линкольна (шт. Небраска). С 1963 развивалась Чешская болидная сеть, превратившаяся позже в Европейскую сеть из 43 станций на территориях Чехии, Словакии, Германии, Бельгии, Нидерландов, Австрии и Швейцарии. Ныне это единственная действующая болидная сеть. Ее станции оснащены камерами типа "рыбий глаз", позволяющими фотографировать сразу всю полусферу неба. С помощью болидных сетей несколько раз удалось найти выпавшие на землю метеориты и восстановить их орбиту до столкновения с Землей.
Наблюдения Солнца. Многие обсерватории регулярно фотографируют Солнце. Количество темных пятен на его поверхности служит индикатором активности, которая периодически увеличивается в среднем каждые 11 лет, приводя к нарушению радиосвязи, усилению полярных сияний и другим изменениям в атмосфере Земли. Важнейший прибор для изучения Солнца - спектрограф. Пропуская солнечный свет через узкую щель в фокусе телескопа и затем разлагая его в спектр при помощи призмы или дифракционной решетки, можно узнать химический состав солнечной атмосферы, скорость движения в ней газа, его температуру и магнитное поле. С помощью спектрогелиографа можно получить фотографии Солнца в линии излучения одного элемента, например, водорода или кальция. На них отчетливо видны протуберанцы - огромные облака газа, взлетающие над поверхностью Солнца.
Большой интерес представляет горячая разреженная область солнечной атмосферы - корона, которая обычно видна лишь в моменты полных солнечных затмений. Однако на некоторых высокогорных обсерваториях созданы специальные телескопы - внезатменные коронографы, в которых маленькая заслонка ("искусственная Луна") закрывает яркий диск Солнца, позволяя наблюдать его корону в любое время. Такие наблюдения проводят на о.Капри (Италия), в обсерватория Сакраменто-Пик (шт. Нью Мексико, США), Пик-дю-Миди (французские Пиренеи) и других.
Наблюдения Луны и планет. Поверхность планет, спутников, астероидов и комет изучают с помощью спектрографов и поляриметров, определяя химический состав атмосферы и особенности твердой поверхности. Весьма активны в этих наблюдениях обсерватория Ловелла (шт. Аризона), Медонская и Пик-дю-Миди (Франция), Крымская (Украина). Хотя в последние годы много замечательных результатов получено с помощью космических аппаратов, наземные наблюдения не потеряли своей актуальности и ежегодно приносят новые открытия.
Наблюдения звезд. Измеряя интенсивность линий в спектре звезды, астрономы определяют содержание химических элементов и температуру газа в ее атмосфере. По положению линий на основе эффекта Доплера определяют скорость движения звезды как целого, а по форме профиля линий - скорость газовых потоков в атмосфере звезды и скорость ее вращения вокруг оси. Часто в спектрах звезд видны линии разреженного межзвездного вещества, находящегося между звездой и земным наблюдателем. Систематически наблюдая спектр одной звезды, можно изучить колебания ее поверхности, установить наличие у нее спутников и потоков вещества, иногда перетекающих с одной звезды на другую.
С помощью спектрографа, помещенного в фокусе телескопа, за десятки минут экспозиции можно получить детальный спектр лишь одной звезды. Для массового изучения спектров звезд перед объективом широкоугольной (шмидтовской или максутовской) камеры помещают большую призму. При этом на фотопластинке получается участок неба, где каждое изображение звезды представлено ее спектром, качество которого невысоко, но достаточно для массового изучения звезд. Такие наблюдения многие годы проводятся в обсерватории Мичиганского университета (США) и в Абастуманской обсерватории (Грузия). Недавно созданы оптоволоконные спектрографы: в фокусе телескопа размещают световоды; каждый из них одним концом устанавливают на изображение звезды, а другим - на щель спектрографа. Так за одну экспозицию можно получить детальные спектры сотен звезд.
Пропуская свет звезды через различные светофильтры и измеряя его яркость, можно определить цвет звезды, который указывает на температуру ее поверхности (чем голубее, тем горячее) и количество межзвездной пыли, лежащей между звездой и наблюдателем (чем больше пыли, тем краснее звезда).
Многие звезды периодически или хаотически меняют свою яркость - их называют переменными. Изменения яркости, связанные с колебаниями поверхности звезды или с взаимными затмениями компонентов двойных систем, многое говорят о внутреннем строении звезд. Исследуя переменные звезды, важно иметь длительные и плотные ряды наблюдений. Поэтому астрономы часто привлекают к этой работе любителей: даже глазомерные оценки яркости звезд в бинокль или небольшой телескоп имеют научную ценность. Любители астрономии часто объединяются в клубы для совместных наблюдений. Кроме изучения переменных звезд, они нередко открывают кометы и вспышки новых звезд, чем также вносят заметный вклад в астрономию.
Слабые звезды изучают только с помощью крупных телескопов с фотометрами. Например, телескоп диаметром 1 м собирает света в 25 000 раз больше, чем зрачок человеческого глаза. Использование фотопластинки при длительной экспозиции повышает чувствительность системы еще в тысячи раз. Современные фотометры с электронными приемниками света, такими, как фотоэлектронный умножитель, электронно-оптический преобразователь или полупроводниковая ПЗС-матрица, в десятки раз чувствительнее фотопластинок и позволяют непосредственно записывать результаты измерения в память компьютера.
Наблюдения слабых объектов. Наблюдения далеких звезд и галактик проводят с помощью крупнейших телескопов диаметром от 4 до 10 м. Ведущая роль в этом принадлежит обсерваториям Мауна-Кеа (Гавайи), Паломарская (Калифорния), Ла-Силья и Сьерра-Тололо (Чили), Специальная астрофизическая (Россия). Для массового изучения слабых объектов используются крупные камеры Шмидта на обсерваториях Тонантцинтла (Мексика), Маунт-Стромло (Австралия), Блумфонтейн (Ю.Африка), Бюракан (Армения). Эти наблюдения позволяют наиболее глубоко проникать во Вселенную и изучать ее структуру и происхождение.
Программы совместных наблюдений. Многие программы наблюдений осуществляются совместно несколькими обсерваториями, взаимодействие которых поддерживается Международным астрономическим союзом (МАС). Он объединяет около 8 тыс. астрономов всего мира, имеет 50 комиссий по различным направлениям науки, 1 раз в три года собирает крупные Ассамблеи и ежегодно организует несколько больших симпозиумов и коллоквиумов. Каждая комиссия МАС координирует наблюдения объектов определенного класса: планет, комет, переменных звезд, и т.п. МАС координирует работу многих обсерваторий по составлению звездных карт, атласов и каталогов. В Смитсоновской астрофизической обсерватории (США) действуют Центральное бюро астрономических телеграмм, которое быстро оповещает всех астрономов о неожиданных событиях - вспышках новых и сверхновых звезд, открытии новых комет и др.
Кольер. Словарь Кольера. 2012
Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ОБСЕРВАТОРИЯ: СОВРЕМЕННЫЕ НАЗЕМНЫЕ ОБСЕРВАТОРИИ в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:
- ОБСЕРВАТОРИЯ в Словаре Кольера:
учреждение, где ученые наблюдают, изучают и анализируют природные явления. Наиболее известны астрономические обсерватории для исследования звезд, галактик, планет и других … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Справочнике Населённых пунктов и почтовых индексов России:
422526, Татарстан Республики, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Большом энциклопедическом словаре:
(от лат. observator - наблюдатель) специализированное научное учреждение, оборудованное для проведения астрономических, физических, метеорологических и т. п. … - ОБСЕРВАТОРИЯ
(позднелат. observatorium, от лат. observo - наблюдаю), учреждения, производящие астрономические и геофизические (магнитные, гидрометеорологические, сейсмические и др.) наблюдения и исследования. … - ОБСЕРВАТОРИЯ
(астроном.) — учреждение, предназначенное для производства систематических рядов наблюдений небесных светил; возводится обыкновенно на высокой местности, с которой открывался бы … - ОБСЕРВАТОРИЯ
[от латинского observare наблюдать] научное учреждение, а также само здание, оборудованное специальными инструментами для производства систематических наблюдений: астрономических (астрономическая обсерватория), … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Энциклопедическом словарике:
и, ж. Учреждение, в котором ведутся систематические астрономические, метеорологические и др. наблю-дения, а также здание, оборудованное для таких наблюдений. Сотрудник … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Энциклопедическом словаре:
, -и, ж. Научное учреждение, оборудованное для астрономических, метеорологических, геофизических наблюдений. Здание обсерватории. II прил. обсерваторский, -ая, … - СОВРЕМЕННЫЕ
"СОВРЕМ́ЕННЫЕ ЗАПИСКИ", рус. культурно- полит. и лит. журнал, 1920-40, Париж. Один из самых авторитетных журналов рус. лит. зарубежья. Среди ред.- … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Большом российском энциклопедическом словаре:
ОБСЕРВАТ́ОРИЯ (от лат. observator - наблюдатель), специализир. науч. учреждение, оборудованное для проведения астр., физ., метеорол. и т.п. … - ОБСЕРВАТОРИЯ*
(астроном.) ? учреждение, предназначенное для производства систематических рядов наблюдений небесных светил; возводится обыкновенно на высокой местности, с которой открывался бы … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
обсервато"рия, обсервато"рии, обсервато"рии, обсервато"рий, обсервато"рии, обсервато"риям, обсервато"рию, обсервато"рии, обсервато"рией, обсервато"риею, обсервато"риями, обсервато"рии, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Новом словаре иностранных слов:
(лат. observare наблюдать) научное учреждение, производящее систематические наблюдения: астрономические (астрономическая о.), магнитные (магнитная о.), метеорологические, сейсмические и т. д., … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Словаре иностранных выражений:
[ научное учреждение, производящее систематические наблюдения: астрономические (астрономическая о.), магнитные (магнитная о.), метеорологические, сейсмические и т. д., а также само … - ОБСЕРВАТОРИЯ в словаре Синонимов русского языка:
астрообсерватория, гидрометеообсерватория, инти-уатана, определение, радиометобсерватория, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
- ОБСЕРВАТОРИЯ в Словаре русского языка Лопатина:
обсерват`ория, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Полном орфографическом словаре русского языка:
обсерватория, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Орфографическом словаре:
обсерват`ория, … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Словаре русского языка Ожегова:
научное учреждение, оборудованное для астрономических, метеорологических, геофизических наблюдений Эдание … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Современном толковом словаре, БСЭ:
(от лат. observator - наблюдатель), специализированное научное учреждение, оборудованное для проведения астрономических, физических, метеорологических и т. п. … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Толковом словаре русского языка Ушакова:
обсерватории, ж. (от латин. observo - наблюдаю). Здание, специально оборудованное для астрономических, метеорологических … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Толковом словаре Ефремовой:
обсерватория ж. Здание, специально оборудованное для астрономических, метеорологических … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Новом словаре русского языка Ефремовой:
ж. Здание, специально оборудованное для астрономических, метеорологических … - ОБСЕРВАТОРИЯ в Большом современном толковом словаре русского языка:
ж. Здание, специально оборудованное для астрономических, метеорологических … - в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
обсерватории и институты, научно-исследовательские учреждения, ведущие исследования в области астрономии и осуществляющие разнообразные наблюдения небесных светил и явлений, в том … - АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ ПУЛКОВСКАЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
обсерватория Пулковская, Главная астрономическая обсерватория Академии наук СССР, научно-исследовательское учреждение, расположенное в 19 км к Ю. от центра Ленинграда на … - ФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
по своему названию "физическая" обсерватория должна бы иметь своей целью всевозможные физические наблюдения, среди которых метеорологические составляли бы только одну … - ФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
? по своему названию "физическая" обсерватория должна бы иметь своей целью всевозможные физические наблюдения, среди которых метеорологические составляли бы только … - СССР. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
науки Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. … - РАДИОАСТРОНОМИЧЕСКИЕ ОБСЕРВАТОРИИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
обсерватории, научные учреждения, занимающиеся наблюдением электромагнитного излучения небесных объектов в радиоастрономическом диапазоне волн (примерно от 1 мм до 1 км … - ЗЕМЛЯ (ПЛАНЕТА) в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
(от общеславянского зем - пол, низ), третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономический знак Å или, +. I. … - ВНЕАТМОСФЕРНЫЕ ОБСЕРВАТОРИИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
обсерватории, аппараты, оснащённые приборами для астрономических и геофизических наблюдений, выводимые за пределы земной атмосферы или в её верхние слои с … - СУХОПУТНЫЕ, ИЛИ НАЗЕМНЫЕ, ЖИВОТНЫЕ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
т. е. живущие на суше. К числу их относятся следующие формы. Большинство млекопитающих, кроме китообразных, сиреновых, ластоногих, а также и … - РОССИЯ. РУССКАЯ НАУКА: АСТРОНОМИЯ И ГЕОДЕЗИЯ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
До Петра Великого русскими не было произведено научных трудов по астрономии. Петр Великий, посещая обсерватории в Гринвиче и Копенгагене, во …
Представляю вашему вниманию обзор самых лучших обсерваторий мира. Это могут быть самые большие, самые современные и высокотехнологичные, расположенные в удивительных местах обсерватории, что позволило им попасть в десятку лучших. О многих из них, как например Мауна Кеа на Гавайях, уже упоминали в других статьях, а многие станут для читателя неожиданным открытием. Итак, переходим к списку…
Обсерватория Мауна Кеа, Гавайи
Расположенная на Большом Острове Гавайев, на вершине горы Мауна-Кеа, MKO — обсерватория с самым большим в мире набором оптического, инфракрасного, и высокоточного астрономического оборудования. В здании обсерватории Мауна-Кеа больше телескопов, чем в какой-либо другой в мире.
Очень Большой Телескоп (VLT), Чили
Очень Большой Телескоп — комплекс под управлением Южной европейской обсерватории. Он располагается на Черро Паранал в Пустыне Атакама, на севере Чили. VLT фактически состоит из четырех отдельных телескопов, которые обычно используются отдельно, но могут использоваться вместе, чтобы достигнуть очень высокого углового разрешения.
Южный Полярный Телескоп (SPT), Антарктика
Телескоп диаметром в 10 метров расположен на Станции Амундсена-Скотта, что на Южном полюсе в Антарктике. SPT начал свои астрономические наблюдения в начале 2007 года.
Йеркская обсерватория, США
Основанная в далеком 1897 году, Йеркская обсерватория нет имеет высоких технологий, как предыдущие обсерватории в этом списке. Однако, она по праву считается “местом рождения современной астрофизики”. Она располагается в Заливе Уильямса, Висконсин, на высоте в 334 метра.
Обсерватория ORM, Канары
Обсерватория ORM (Роке де Лос Мучачос) располагается на высоте в 2,396 метров, что делает ее одним из лучших расположений для оптической и инфракрасной астрономии в северном полушарии. Обсерватория также обладает оптическим телескопом с самой большой апертурой в мире.
Аресибо в Пуэрто Рико
Открытая в 1963 обсерватория Аресибо — гигантский радио-телескоп в Пуэрто-Рико. Вплоть до 2011 обсерваторией управлял Корнелльский университет. Гордостью Аресибо является радио-телескоп на 305 метра, имеющий одну из самых больших апертур в мире. Телескоп используется для радио-астрономии, аэрономии и радарной астрономии. Телескоп также известен своим участием в проекте SETI (Поиск Внеземного Разума).
Австралийская Астрономическая обсерватория
Расположенная на высоте в 1164 метров, AAO (Австралийская Астрономическая обсерватория) имеет два телескопа: 3.9-метровый англо-австралийский Телескоп и 1.2-метровый британский Телескоп Schmidt.
Обсерватория университета Токио в Атакаме
Как VLT и другие телескопы, обсерватория Университета Токио также расположена в чилийской Пустыне Атакама. Обсерватория располагается у вершины Серро Чайнантор, на высоте 5,640 метров, что делает её самой высокой астрономической обсерваторией в мире.
ALMA в путыне Атакама
Обсерватория ALMA (Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка) также находится в пустыне Атакама, рядом с Очень Большим Телескопом и обсерваторией университета Токио. ALMA имеет множество 66, 12 и 7-метровых радио-телескопов. Это результат сотрудничества между Европой, США, Канадой, Восточной Азией и Чили. На создание обсерватории было потрачено более миллиарда долларов. Особо стоит выделить самый дорогой из ныне существующих телескопов, который имеется на вооружении в ALMA.
Астрономическая обсерватория Индии (IAO)
Располагаясь на высоте в 4,500 метров, Астрономическая обсерватория Индии — одна из самых высоких в мире. Она управляется индийским Институтом Астрофизики в Бангалоре.
Звездное небо завораживает. Хотя сегодня удовольствие увидеть Млечный путь весьма затруднено - запыленность атмосферы, особенно в городах, значительно снижает возможность рассмотреть звезды в ночном небе. Именно поэтому поход в астрономическую обсерваторию становится откровением для обывателя. И звезды снова начинают вселять в человека надежды и мечты. В России обсерваторий порядка 60, о самых главных пойдет речь в данной статье.
Немного общих знаний
Современные наземные обсерватории - это научно-исследовательские центры. Их задачи намного шире, чем просто наблюдение за небесными светилами, явлениями и искусственными космическими объектами.
Оснащены современные наземные обсерватории мощными телескопами (оптическими и радио), современным инструментарием для обработки полученной информации. Для них характерно наличие зданий с открывающимися люками или вообще зданий, которые вращаются вместе с оптическими телескопами. Радиотелескопы устанавливают под открытым небом.
Большинство обсерваторий расположены на возвышенностях или с хорошим круговым обзором, и обычно их расположение привязано к определенным координатам, важным в астрономии.
История отечественных обсерваторий
В России первый такой объект в отдельном помещении появился по инициативе архиепископа Афанасия в 1692 году. Оптический телескоп был установлен на колокольне в Холмогорах в Архангельской области.
В 1701 году соратник и сподвижник Петра I дипломат и ученый Яков Вилимович Брюс (Джеймс Дэниэль Брюс, 1670-1735) инициировал открытие обсерватории при Навигацкой школе на Сухаревой башне в Москве. Она имела большое практическое значение, тут имелись секстанты и квадранты. И именно тут впервые наблюдалось солнечное затмение 1706 года.
Первая официальная обсерватория появилась на Васильевском острове. Основана она была Петром I, но открылась уже при Екатерине I в 1725 году. Она сохранилась и сегодня, но уже как памятник архитектуры, под библиотекой Академии наук. И в свое время эта восьмиугольная башенка имела множество недостатков, в числе которых и расположение в черте города.
Все ее оборудование было перевезено в Пулковскую обсерваторию, закладка которой состоялась в 1835 году, а открылась она в 1839-м. Долгое время именно эта астрономическая обсерватория была ведущей в России, и сегодня она сохранила свои позиции.
Сегодня в России около 60 обсерваторий и исследовательских центров, порядка 10 высших учебных заведений с факультетами астрономии, более тысячи астрономов и несколько десятков тысяч увлеченных любителей звездного неба.
Самая важная
Пулковская астрономическая обсерватория - главная в Она расположена на Пулковских высотах, что в 19 километрах южнее Санкт-Петербурга. Она находится на Пулковском меридиане и имеет координаты 59°46"18" северной широты и 30°19"33" восточной долготы.
В штате этой главной обсерватории России 119 научных сотрудников, 49 кандидатов наук и 31 доктор наук. Все они ведут работу в следующих направлениях: астрометрия (параметры Вселенной), небесная механика, звездная динамика, эволюция звезд и внегалактическая астрономия.
Все это возможно благодаря наличию сложнейшей аппаратуры, главным среди которой является один из крупнейших солнечных телескопов в Европе - горизонтальный телескоп АЦУ-5.
Тут проводят вечерние и ночные экскурсии, когда можно увидеть особенно звездные «черные» ночи. А еще при этой обсерватории имеется музей, где собраны экспонаты, иллюстрирующие всю историю астрономии. Тут можно увидеть уникальные астрономические и геодезические старинные приборы.
Номер второй
Одна из крупнейших в России - Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН. Она основана в 1956 году и сегодня является одной из наиболее хорошо оснащенных: радиотелескоп РТ-22, радиотелескопы меридианного типа с двумя антеннами ДКР-100 и БСА.
Располагается в г. Пущино Московской области, ее координаты 54°49" северной широты и 37°38" восточной долготы.
Интересный факт - в ветреную погоду можно услышать «пение» телескопов. Говорят, что в фильме «Война и мир» Сергей Бондарчук использовал запись именно этой надрывной песни.
Астрономическая обсерватория Казанского университета
В центре Казани в студенческом городке находится старинная обсерватория, основанная при кафедре астрономии в 1833 году. Это удивительное здание в стиле классицизма пользуется неизменной популярностью у гостей города. Сегодня это региональный центр по обучению и использованию спутниковых систем навигации.
Главные инструменты этой обсерватории: рефрактор Мерц, гелиометр Репсольда, труба Джорджа Доллона, экваториал и часы точного времени.
Одна из самых молодых
Байкальская астрофизическая обсерватория открыта в 1980 году. Она расположена в месте уникального микроастроклимата - локальные антициклоны и малые восходящие потоки воздуха с озера Байкал создают тут уникальные условия для наблюдений. Она принадлежит Институту Солнечно-Земной физики Российской академии наук и оснащена уникальной аппаратурой: большим солнечным вакуумным телескопом (самым большим на территории Евразии), телескопом полного диска Солнца, хромосферным телескопом, фотогелиографом.
Главные направления деятельности этой обсерватории России - наблюдение за тонкой структурой солнечных образований и регистрация вспышек на Солнце. Недаром ее и называют Солнечная обсерватория.
Самый большой телескоп
Самый крупный астрономический центр России - Специальная астрофизическая обсерватория. Она расположена у горы Пастуховая на Северном Кавказе (поселок Нижний Архыз, Карачаево-Черкесская Республика). Она была основана в 1966 году для работы самого большого в России телескопа - Большого Азимутального. Работа по его сборке велась 15 лет и сегодня это телескоп с максимальным шестиметровым оптическим зеркалом. Высота его купола - 50 метров, а диаметр - 45 метров.
Кроме него тут установлены и еще 2 телескопа чуть меньших размеров.
Здесь проводятся экскурсии для туристов, и в летнее время этот телескоп посещает до 700 человек в день. Туристы едут в этот отдаленный район еще и посмотреть икону Лик Христа. Это уникальная наскальная икона, которая расположена в километре от обсерватории.
Здесь, в Архызе, прошлое как будто соприкасается с будущим и стремлением человечества к звездам.
Нам собственного неба мало
В 2017 году стартовал российско-кубинский проект по оборудованию двух обсерваторий на Кубе. Идет активное обсуждение выбора наиболее оптимальных астроклиматических и метеорологических условий для размещения этих автономных и полностью автоматизированных телескопов.
Цель проекта подразумевает сбор и анализ информации о спектральных, позиционных и фотометрических характеристиках различных космических объектов.
Способы изучения космического пространства
Телескопы из прошлого и до наших дней
Стремление проникнуть как можно дальше в глубь Вселенной и увидеть как можно больше новых объектов, послужило стимулом для создания более мощных наблюдательных приборов. С появлением телескопов возникли и первые серьезные проблемы. Дело в том, что реальная оптическая система способна «строить» изображение точки только в виде размытого кpyжка или пятна неправильной формы, иногда окрашенного по краям, происходит это из-за ошибок оптической системы - аберраций. Для однолинзовых телескопов наиболее характерна хроматическая аберрация, которая связана с тем, что показатель преломления стекла находится в зависимости от длины волны. А потому астрономы стали искать способы ее устранения. Оказалось, что хроматическую аберрацию можно уменьшить, используя объективы с очень большим фокусным расстоянием. Так на свет появились довольно громоздкие и крайне неудобные в эксплуатации телескопы. Шло время, и на смену им пришли «воздушные». В них объектив и окуляр крепились почти независимо друг от друга на собственных штативах. Такие телескопы использовались вплоть до середины XVIII века, хотя при наблюдениях на открытом воздухе, особенно при ветре, подобная конструкция вела себя не лучшим образом.
После того, как Иоганн Кеплер применил в окуляре не отрицательную - двояковогнутую - линзу, а
положительную - двояковыпуклую, стало возможным использовать окуляры с крестом нитей и микрометром. Теперь телескопы стали
применять не только для обзора неба, но и в качестве измерительных приборов. И все же недостатки однолинзовых
телескопов-рефракторов заставляли ученых искать новые пути. Исаак Ньютон одним из первых изготовил зеркало, получив
«зеркальный» сплав из меди, олова и мьшьяка. Новый телескоп с зеркалом диаметром 30 мм, помещенном в трубу длиной 1б0 мм,
давал очень четкое изображение. Это был первый рефлектор. И хотя у него не наблюдалось хроматической аберрации, но и он
не был лишен недостатков. Главный же заключался в том, что всех других типов аберраций было больше, чем в рефракторе.
Оригинальную конструкцию двухзеркальной системы, состоящей из первичного и вторичного
параболического зеркала, предложил французский скульптор и художник Кассегрен. Эта конфигурация очень удобна и широко
применяется в настоящее время, но в те далекие времена идея не была реализована из-за невозможности получить зеркала нужной
формы. В России большего успеха в изготовлении металлических зеркал достиг Я.В. Брюс, а М.В. Ломоносов разработал новую
конструкцию телескопа с наклоненным главным зеркалом без вторичного, что существенно уменьшало потери света. Такую же
схему, независимо от него, использовал п У. Гершель. В своем доме, превращенном в мастерскую, он вместе с братьями получал
особый сплав из меди и олова, а затем изготавливал зеркала и сам их шлифовал. Вершиной его трудов стал гигантский по тому
времени телескоп с диаметром главного зеркала в 122 см. К середине XVIII века компактные, удобные в обращении
высококачественные рефлекторы с металлическими зеркалами практически вытеснили громоздкие рефракторы. Однако и они были
далеки от совершенства. Во-первых, металлические зеркала имели низкий коэффициент отражения, а их поверхность со временем
тускнела. Во-вторых, их изготовление было трудоемким и дорогостоящим. В-третьих, большие металлические зеркала
деформировались под собственным весом. И тут очень помогли успехи в деле стекловарения. В 1758 году были получены два сорта
стекла: легкий - крон и более тяжелый - флинт, а следовательно, появилась возможность создания двухлинзовых объективов.
Англичанин Дж. Доллонд, изготовил объектив из положительной кроновой и отрицательной флинтовой линз и получил патент на
изобретение объектива-ахромата, то есть свободного от хроматической аберрации. Такие объективы, названные доллондовыми
трубами, быстро получили распространение.
Немецкий оптик Й. Фраунгофер ввел в широкую практику научный метод изготовления линзовых
объективов и контроль за их качеством. Он конструировал и изготавливал первоклассные ахроматические объективы. Венцом его
оптического искусства стал 25-сантиметровый рефрактор, купленный у него Россией и установленный в Тартуской обсерватории.
К середине ХIХ века фраунгоферовские рефракторы стали основными инструментами наблюдательной астрономии. Казалось, что у
них безоблачное будущее. Но по мере расширения спектрального диапазона наблюдений вновь стал проявляться главный недостаток
линзовых объективов - хроматизм. Большие проблемы вызвало и дальнейшее увеличение диаметра объектива рефрактора. Было
невозможно получить однородные большие блоки стекла для линз, а толстые линзовые объективы поглощали слишком много света.
Самый большой рефрактор с диаметром объектива 1,02 м был построен н 1897 году, но на этом их дальнейшее развитие
остановилось.
И тут создатели телескопов снова вспомнили о рефлекторах. В середине XIX века получил
известность химический метод серебрения стеклянных поверхностей. Это позволило изготавливать зеркала из стекла.
Серебряная пленка - фильм наносилась на стеклянное зеркало путем воздействия виноградного сахара на соли азотнокислого
серебра. Такие зеркала со свежим серебряным фильтром отражали уже не 60% упавшего света, как бронзовые, а от 90 до 95%, а
значит, были более светосильными при том же размере зеркала. Вскоре Л. Фуко разработал метод определения формы и качества
поверхности зеркал. Благодаря его исследованиям появились рефлекторы с параболическими зеркалами.
Новым толчком в дальнейшем развитии телескопостроения стало использование алюминированных
зеркал. Они, в отличие от серебренных, медленнее старились и лучше отражали ультрафиолетовые лучи. В конце XIX века начало
первому поколению новых рефлекторов положил состоятельный человек, любитель астрономии Кросслей, который приобрел вогнутое
стеклянное параболическое зеркало диаметром 91 см и изготовил телескоп. Следующий телескоп такого же типа с диаметром
зеркала 1,5 м был установлен на обсерватории Маунт Вилсон. В 1918 году здесь же был построен 2,5-метровый рефрактор, а в
1947-м в Паломарской обсерватории был введен в строй телескоп с 5-метровым зеркалом. И все же проблемы, возникшие при
создании этого телескопа, заставили специалистов в дальнейшем продвигаться в сторону увеличения диаметров более осторожными
шагами. Особенно с учетом того, что работа на крупных телескопах показала, что 3-метровый диаметр с применением
высококачественной оптики в пункте со спокойной атмосферой может оказаться гораздо эффективнее 5-метрового. А потому в
50 - 80-е годы в основном строились 3-4-метровые телескопы. Единственный 6-метровый был построен в СССР и установлен в
Специальной астрономической обсерватории на Кавказе.
Параллельно с развитием оптической части совершенствуются и механические конструкции,
управление телескопом доверяется компьютерам. Сейчас уже все готово к созданию больших телескопов, но из-за отсутствия
достаточных средств обсерватории, институты и даже страны объединяются для совместного строительства. Весь имеющийся
арсенал телескопов ученые используют для решения важных астрономических вопросов, таких как происхождение планет, звезд,
Солнечной системы, квазаров и активных галактик. Судя по всему, будущие разработки в телескопостроении обещают быть
поистине грандиозными. Уже сейчас предлагаются проекты 50- и 100-метровых телескопов, оснащенных самой современной
приемно-регистрирующей аппаратурой, способной обеспечить качество наблюдений, о котором сейчас можно только мечтать.
Зачем их строят
Необходимость построения таких телескопов определяют задачи, требующие предельной чувствительности инструментов для регистрации излучения от самых слабых космических объектов. К таким задачам относятся:
- происхождение Вселенной;
- механизмы образования и эволюции звезд, галактик и планетных систем;
- физические свойства материи в экстремальных астрофизических условиях;
- астрофизические аспекты зарождения и существования жизни во Вселенной.
В настоящее время эффективность приемников в оптическом диапазоне, понимаемая как доля регистрируемых квантов от общего числа пришедших на чувствительную поверхность, приближается к теоретическому пределу (100%), и дальнейшие пути совершенствования связаны с увеличением формата приемников, ускорением обработки сигнала и т.д.
Помехи при наблюдениях - весьма серьезная проблема. Помимо помех природного характера (например, облачность, пылевые образования в атмосфере) угрозу существованию оптической астрономии как наблюдательной науки представляет нарастающая засветка от населенных пунктов, промышленных центров, коммуникаций, техногенное загрязнение атмосферы. Современные обсерватории строят, естественно, в местах с благоприятным астроклиматом. Таких мест на земном шаре очень мало, не более десятка. К сожалению, на территории России мест с очень хорошим астроклиматом нет.
Единственным перспективным направлением развития высокоэффективной астрономической техники остается увеличение размеров собирающих поверхностей инструментов.
Крупные наземные оптические телескопы - обсерватории |
||||||
ТЕЛЕСКОП |
Диаметр зеркала, м |
Параметры главного зеркала |
Место установки телескопа |
Участники проекта |
Стоимость проекта, млн. $ USD |
Первый свет |
параболическое |
Mauna Kea, Гавайи, США |
|||||
тонкое активное |
Paranal, Чили |
ESO, кооперация девяти стран Европы |
||||
тонкое активное |
Mauna Kea, Гавайи, США |
США (25%), Англия (25%), Канада (15%), Чили (5%), Аргентина (2,5%), Бразилия (2,5%) |
||||
тонкое активное |
Mauna Kea, Гавайи, США |
|||||
сотовое толстое |
Mt. Graham, Аризона, США |
США, Италия |
||||
11 (реально 9.5) |
сферическое много-сегментное |
Mt. Fowlkes, Texac, США |
США, Германия |
|||
сотовое толстое |
Mt. Hopkins, Аризона, США |
|||||
сотовое толстое |
Las Cаmpanas, Чили |
|||||
Гора Пастухова, Карачаево-Черкесия |
||||||
аналог KECK II |
La Palma, Канарские острова, Испания |
Испания 51% |
||||
аналог НЕТ |
Sutherland, Южная Африка |
Южно-Африканская Республика |
||||
35 (реально 28) |
аналог НЕТ |
150-200 аванпроект |
||||
сферическое
|
Германия, Швеция, Дания и др. |
Около 1000 аванпроект |
||||
Синим цветом обозначены проекты сверх огромных телескопов, строительство которых скоро начнется. |
||||||
Большие оптические телескопы
VLT
- совместный проект восьми европейских стран, названный Очень большой телескоп.
Его основной идеей стало создание четырех однотипных телескопов с диаметром главного зеркала 8,2 м и установка их в одном
месте с максимально благоприятным астроклиматом. Каждый из них может работать как в автономном режиме, так и в комбинации
с другими телескопами, обеспечивая в этом случае собирательную способность 16-метрового телескопа. Эти телескопы имеют
цельные зеркала из особого сорта стекла, их толщина всего 175 мм, поэтому специально для них была разработана сложная
система разгрузки. В перспективе эти телескопы будут работать н режиме интерферометра для получения высокого разрешения.
KECK I и KECK II
- первыми «ласточками» нового поколения больших телескопов стали два 10-метровых близнеца для
оптических инфракрасных наблюдений, получивших имя «Кек». Они появились на свет благодаря помощи фонда У. Кека,
предоставившего 140 000 долларов на их строительство. Размером с восьмиэтажный дом и весом 300 тонн, они работают с высокой
точностью. В «сердце» каждого из них - главное зеркало диаметром 10 и, состоящее из 36 шестиугольных сегментов, работающих
как одно отражательное зеркало. Они установлены в одном из лучших на Земле мест для астрономических наблюдений - на Гаваях,
на склоне потухшего вулкана Мануа Кеа высотой 4 200 м. К 2002 году эти два телескопа, расположенных на расстоянии 85 м друг
от друга, начали работать в режиме интерферометра, давая такое же угловое разрешение, как 85-метровый телескоп. Дело в том,
что зеркало телескопа имеет две характеристики. Первая из них - светособирающая способность, пропорциональная площади
зеркала, в вторая - способность зеркала разделять или разрешать малые объекты, называемая угловым разрешением и
пропорциональная диаметру зеркала. Если убрать из зеркала некоторую часть, то его собирательная способность резко упадет,
а угловое разрешение останется тем же, что и при целом зеркале. Это и позволяет использовать два телескопа «Кек», как два
кусочка большого 85-метрового зеркала. Для улучшения качества изображения эта система будет дополнена еще четырьмя
телескопами с диаметром зеркала 1,8 метра.
LBT
- в отличие от обычного рефлектора бинокулярный телескоп имеет два первичных зеркала. Вращение
вторичных зеркал дает возможность быстро переключать телескоп с одного типа наблюдений на другой. Короткое фокусное
расстояние первичных зеркал позволяет создать компактную, но достаточно жесткую структуру. Механическая система телескопа
была смонтирована в Италии, а затем перевезена и установлена в Аризоне. 3еркала для телескопа сделаны в лаборатории зеркал
Университета Аризоны в Таксоне из специального стекла, произведенного в Японии. После установки зеркал и окончательной
настройки телескоп станет частью международной обсерватории Грэхема.
БТА
- около 30 лет назад в СССР построен и введен в эксплуатацию 6-м телескоп БТА
(Большой Телескоп Азимутальный). Долгие годы он оставался крупнейшим в мире и, естественно, был гордостью отечественной
науки. БТА продемонстрировал ряд оригинальных технических решений (например, альт-азимутальную установку с компьютерным
ведением), ставших впоследствии мировым техническим эталоном. БТА по-прежнему мощный инструмент (особенно для
спектроскопических исследований), но в начале XXI в. он уже оказался лишь во втором десятке крупных телескопов мира.
Кроме того, постепенная деградация зеркала (сейчас его качество ухудшилось на 30% по сравнению с первоначальным) выводит
его из числа эффективных инструментов. С распадом СССР БТА остался практически единственным крупным инструментом, доступным
для российских исследователей. Все наблюдательные базы с телескопами умеренного размера на Кавказе и в Средней Азии
существенно потеряли свою значимость как регулярные обсерватории в силу ряда геополитических и экономических причин.
Сейчас начаты работы по восстановлению связей и структур, но исторические перспективы этого процесса туманны, и в любом
случае потребуется много лет только для частичного восстановления утраченного.
Разумеется, развитие парка крупных телескопов в мире предоставляет возможность российским
наблюдателям для работы в так называемом гостевом режиме. Выбор такого пассивного пути неизменно означал бы, что российская
астрономия будет всегда играть только второстепенные (зависимые) роли, а отсутствие базы для отечественных технологических
разработок приведет к углублению отставания, и не только в астрономии. Выход очевиден - коренная модернизация БТА, а также
полноценное участие в международных проектах.
GEMINI North и GEMINI South
- большой международный проект "Джемини" - два идентичных
телескопа с диаметром главного зеркала 8,1 м. Они установлены в Северном и Южном полушариях Земли (соответственно в Мануа
Кеа, Гавайи, и Церро Пачон, Чили), чтобы охватить наблюдениями всю небесную сферу. Главное зеркало каждого из них
изготовлено из 42 шестиугольных блоков, выполненных из стекла с очень низким коэффициентом теплового расширения и сваренных
в один тонкий диск, кoторый затем был отпoлирован. Эти телескoпы могут работать как в видимой, так и в инфракрасной
областях спектра. Инфракрасные изображения будут сравнимы с оптическими, а возможно, и лучше, чем полученные с космического
телескопа "Хаббл".
Большие радиотелескопы
Радиотелескопы обычно представляют собой конструкции очень больших размеров. Наиболее
распространенный тип радиотелескопа - это сооружение, основным элементом которого служит сплошное металлическое зеркало
параболической формы. Зеркало отражает падающие на него радиоволны так, что они собираются вблизи фокуса и улавливаются
специальным устройством - облучателем. Затем сигнал усиливается и преобразуется в форму, удобную для регистрации и анализа.
Хранение и обработка данных осуществляются с помощью компьютерной техники. Чувствительность радиотелескопа тем выше, чем
больше отражающая поверхность.
Обычный радиоприемник имеет приспособление для настройки на волну нужной радиостанции. Оно представляет
собой перестраеваемый фильтр, который усиливает радиоизлучение только на волне выбранной станции и не пропускает (подавляет)
сигналы станций, работающих на близких волнах. В отличие от земных радиостанций космические радиоисточники, как правило, излучают
в широком диапазоне радиоволн. Поэтому и радиоастрономический приемник должен иметь чувствительность по возможности в более
широком диапазоне. Такой приемник называется радиометром.
Расширению полосы приема препятствует в основном помехи от наземных радиостанций. Поэтому для
радиоастрономии международными соглашениями выделены специальные интервалы длин волн, которые запрещается использовать любым
наземным радиосредствам.
Аресибо
- крупнейший в мире 300-метровый радиотелескоп с параболической антеной сооружен в 1963 г. в Аресибо,
на острове Пуэрто-Рико. Он сконструирован, построен и эксплуатируется Национальным центром астрономических и ионосферных
исследований США. Телескоп расположен в огромном естественном котловане в горах. На высоте 150 м над поверхностью гигантского
неподвижного зеркала укреплена на стальных тросах 600-тонная платформа, на которую можно подняться по полукилометровому подвесному
мосту или по канатной дороге. Подвижная часть платформы поворачивается вокруг собственной оси. По рельсам вдоль платформы перемещается
управляемая компьютером кабина с облучателями и приемниками - так радиотелескоп наводится на исследуемый источник. Из-за неподвижности
антенны наблюдения любого источника не могут продолжаться более двух часов. Но этот недостаток компенсируется огромной площадью
зеркала, обеспечивающей высокую чувствительность. Радиотелескоп в Аресибо отличается от многих других также тем, что он может служить и
передающей антеной. В таком режиме выполнены уникальные эксперименты по радиолокации Солнца, Луны и планет Солнечной системы.
Эффельсберг
- В 1972 г. в Германии построен 100-метровый полноповоротный радиотелескоп. Он
сооружен в ущелье невысоких гор в 50 км от Бонна, вблизи небольшого городка Эффельсберг. Радиотелескоп имеет достаточно высокую точность
поверхности, что позволяет использовать его даже на волне 4 мм. Угловое разрешение телескопа на такой короткой волне составляет около 10".
Этот радиотелескоп до сих пор считается крупнейшим в мире полноповоротным радиотелескопом.
Радиотелескопов с диаметром зеркала больше 50 м единицы. Вторым в Европе по размеру после Эффельсбергского
является 76-метровый радиотелескоп на обсерватории Джодрелл-Бэнк. Он эффективно используется только в дециметровом диапазоне
волн, так как точность поверхности зеркала не очень высокая.
РАТАН-600
- в 1994 г. в России начал работать 64-метровый радиотелескоп, третий по величине в Европе. Он расположен
недалеко от города Калязина на Волге, в 180 км к северу от Москвы. Крупным отечественным радиотелескопом является РАТАН-600
(Радителескоп Академии наук диаметром 600 м), сооруженный в 1976 г. на Северном Кавказе, близ станицы Зеленчукской. Зеркало этого
телескопа не покрывает всю площадь круга, а представляет собой кольцо диаметром 600 м, собранное из 895 алюминиевых щитов
высотой 7м. Угловое разрешение такой системы определяется диаметром кольца и составляет на волне 3 см около 10". В реальных наблюдениях
все кольцо сразу используется редко. Телескоп разбит на секторы: северный, южный, восточный и западный. Щиты каждого сектора
ориентируются на выбранный источник, а в фокусе каждого сектора установлен облучатель, который может перемещаться, обеспечивая наблюдения
данного источника в течение нескольких минут.
До сих пор были рассмотрены радиотелескопы, на которых вся энергия радиоволн фокусируется с помощью
зеркала или системы зеркал на общий облучатель и усиливается затем одним приемником. Есть другой тип радиотелескопа: излучение
принимается независимыми антеннами, усиливается на каждой антенне и передается по кабелям или волноводам для общего суммирования сигнала.
Длинну кабелей подбирают так, чтобы сигналы ото всех антенн поступали на суммирующее устройство в одной фазе. Тем самым осуществляется электрическая
фокусировка всей антенной системы. Подобные радиотелескопы называются синфазными антеннами. На радиоастрономической станции
ФИАН в городе Пушкино Московской области работает Большая синфазная антенна (БСА), представляющая собой поле взаимосвязанных
дипольных антенн длиной 300 м и шириной 400 м. Эффективная собирающая площадь БСА почти такая же, как у радиотелескопа в Аресибо.
БСА работает на волне 3 м. На этом радиотелескопе исследуется прежде всего пульсары и ядра галактик.
