Observatorul astronomic - ce este? Ce este un observator și de ce este necesar? Din istoria observatorului.
OBSERVATOR
o instituție în care oamenii de știință observă, studiază și analizează fenomenele naturale. Cele mai cunoscute sunt observatoarele astronomice pentru studierea stelelor, galaxiilor, planetelor și a altor obiecte cerești. Există și observatoare meteorologice pentru observarea vremii; observatoare geofizice pentru studierea fenomenelor atmosferice, în special, aurore; stații seismice pentru înregistrarea vibrațiilor excitate în Pământ de cutremure și vulcani; observatoare pentru observarea razelor cosmice și 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 în condiții specifice de observare. În vremuri mai vechi, 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. , aurorala (pentru observarea aurorelor) - la o distanta de aproximativ 2000 km de polul magnetic al emisferei nordice, pe unde trece o banda de aurore intense. Observatoarele astronomice, care folosesc telescoape optice pentru a analiza lumina din sursele cosmice, necesită o atmosferă curată, uscată, fără lumină artificială, așa că tind să fie construite la înălțime în munți. Observatoarele radio sunt adesea situate în văi adânci, protejate pe toate părțile de munți de interferențe radio artificiale. Cu toate acestea, deoarece observatoarele angajează personal calificat și oamenii de știință vin în mod regulat, ori de câte ori este posibil ei încearcă să localizeze observatoarele nu prea departe de științifice și centre culturaleși noduri de transport. Cu toate acestea, dezvoltarea comunicațiilor face ca această problemă să fie din ce în ce mai puțin relevantă. Acest articol este despre observatoarele astronomice. Informații suplimentare despre observatoare și alte tipuri de stații științifice sunt descrise în articolele:
ASTRONOMIE EXTRA-ATMOSFERĂ;
VULCANI;
GEOLOGIE;
CUTREMURILE;
METEOROLOGIE ȘI CLIMATOLOGIE;
ASTRONOMIA NEUTRINEI;
ASTRONOMIE RADAR;
RADIOASTRONOMIE.
ISTORIA OBSERVATOARELOR ȘI A TELESCOPELOR ASTRONOMICE
Lumea antica. Cele mai vechi fapte care au ajuns la noi observatii astronomice asociate cu civilizațiile antice din Orientul Mijlociu. Observând, înregistrând și analizând mișcarea Soarelui și a Lunii pe cer, preoții au ținut evidența timpului și a calendarului, au prezis anotimpuri importante pentru agricultură și au făcut și prognoze astrologice. Măsurând mișcările corpurilor cerești cu ajutorul unor instrumente simple, aceștia au descoperit că poziția relativă a stelelor pe cer rămâne neschimbată, dar Soarele, Luna și planetele se deplasează în raport cu stele și, mai mult, într-un mod foarte complex. Preoții au remarcat fenomene cerești rare: eclipse de Lună și Soare, apariția de comete și de noi stele. Observațiile astronomice, care aduc beneficii practice și ajută la modelarea viziunilor asupra lumii, au găsit sprijin atât din partea autorităților religioase, cât și a conducătorilor civili ai diferitelor națiuni. Multe tăblițe de lut supraviețuitoare din Babilonul și Sumerul antic înregistrează observații și calcule astronomice. În acele vremuri, ca și acum, observatorul a servit simultan ca atelier, depozit de instrumente și centru de colectare a datelor. Vezi si
ASTROLOGIE;
Anotimpuri ;
TIMPUL ;
CALENDAR . Se cunosc puține despre instrumentele astronomice folosite înainte de epoca ptolemaică (c. 100 - c. 170 d.Hr.). Ptolemeu, împreună cu alți oameni de știință, a adunat în imensa bibliotecă din Alexandria (Egipt) multe înregistrări astronomice împrăștiate realizate în diferite țări de-a lungul secolelor precedente. Folosind observațiile lui Hipparchus și ale sale, Ptolemeu a alcătuit un catalog al pozițiilor și luminozității a 1022 de stele. În urma lui 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 (Soarele, Luna, 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 lui, Ptolemeu a calculat tabele cu mișcările luminilor, care au fost apoi folosite timp de mai bine de o mie de ani.
Vezi si HIPPARHUS. Pentru a măsura dimensiunile ușor diferite ale Soarelui și Lunii, astronomii au folosit o bară dreaptă cu un vizor glisant sub forma unui disc întunecat sau a unei plăci cu o gaură rotundă. Observatorul a îndreptat bara către țintă și a mutat vizorul de-a lungul ei, asigurându-se că gaura se potrivește exact cu dimensiunea luminii. Ptolemeu și colegii săi au îmbunătățit multe dintre instrumentele astronomice. Efectuând observații atente cu ei și folosind trigonometria care convertește citirile instrumentale în unghiuri de poziție, au adus precizia măsurării la aproximativ 10"
(vezi și PTOLEMEU Claudius).
Evul mediu. Datorită revoltelor politice și sociale din antichitatea târzie și din Evul Mediu timpuriu, dezvoltarea astronomiei în Marea Mediterană s-a oprit. Cataloagele și tabelele lui Ptolemeu au supraviețuit, dar tot mai puțini oameni știau să le folosească, iar observațiile și înregistrarea evenimentelor astronomice au devenit din ce în ce mai puțin frecvente. Cu toate acestea, în Orientul Mijlociu și Asia Centrală, astronomia a înflorit și au fost construite observatoare. În secolul al VIII-lea. Abdallah al-Mamun a fondat o Casă a Înțelepciunii la Bagdad, similară Bibliotecii din Alexandria și a înființat 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 al X-lea și al XI-lea. în Cairo. Punctul culminant al acelei ere a fost observatorul gigantic din Samarkand (azi Uzbekistan). Acolo Ulukbek (1394-1449), nepotul cuceritorului asiatic Tamerlan (Timur), a construit un sextant imens cu o rază de 40 m sub forma unui șanț orientat spre sud, cu lățimea de 51 cm, cu pereți de marmură, și a efectuat observații ale Soarele cu o precizie fără precedent. A folosit câteva 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 redescoperit această mare creație a lumii antice.
Copernic. Nicolaus Copernic (1473-1543), inspirat de simplitatea principiilor lui Platon și a altor filozofi greci, a privit cu neîncredere și alarmat sistemul geocentric al lui Ptolemeu, care necesita calcule matematice greoaie pentru a explica mișcările aparente ale luminilor. Copernic a propus, menținând abordarea lui Ptolemeu, să plaseze Soarele în centrul sistemului și să considere Pământul ca fiind o planetă. Acest lucru a simplificat foarte mult problema, dar a provocat o profundă revoluție în conștiința oamenilor (vezi și COPERNIUS Nicholas).
Liniște Brahe. Astronomul danez T. Brahe (1546-1601) a fost descurajat de faptul că teoria lui Copernic a prezis mai exact pozițiile luminarilor decât teoria lui Ptolemeu, dar încă nu este complet corectă. El a crezut că date de observație mai precise vor rezolva problema și l-a convins pe regele Frederic al II-lea să-i dea pr. Ven lângă Copenhaga. Acest observator, numit Uraniborg (Castelul pe cer), conținea multe instrumente staționare, ateliere, o bibliotecă, un laborator de chimie, dormitoare, o sufragerie și o bucătărie. Tycho avea chiar și propria fabrică de hârtie și tiparnă. În 1584, a construit o nouă clădire pentru observații - Stjerneborg (Castelul Stelei), unde a adunat cele mai mari și mai avansate instrumente. Adevărat, acestea erau instrumente de același tip ca pe vremea lui Ptolemeu, dar Tycho le-a sporit semnificativ precizia prin înlocuirea lemnului cu metale. El a introdus obiective și cântare deosebit de precise și a venit cu metode matematice pentru calibrarea observațiilor. Tycho și asistenții săi, observând corpurile cerești cu ochiul liber, au obținut cu instrumentele lor o precizie de măsurare de 1. Ei au măsurat sistematic pozițiile stelelor și au observat mișcările Soarelui, Lunii și planetelor, colectând date observaționale cu o persistență fără precedent și precizie
(vezi și BRAHE Tycho).
Kepler. Studiind datele lui Tycho, I. Kepler (1571-1630) a descoperit că revoluția observată a planetelor în 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 descoperit că planetele se mișcă în elipse, punând astfel bazele pentru o nouă astronomie și fizică.
(vezi și KEPLER Johann; LEGILE KEPLER). Lucrările lui Tycho și Kepler au anticipat multe caracteristici ale astronomiei moderne, cum ar fi organizarea de observatoare specializate cu sprijin guvernamental; aducerea la perfecțiune a instrumentelor, chiar și a celor tradiționale; împărțirea oamenilor de știință în observatori și teoreticieni. Au fost stabilite noi principii de funcționare împreună cu noua tehnologie: telescopul a venit să ajute ochiul în astronomie.
Apariția telescoapelor. Primele telescoape refractoare. În 1609, Galileo a început să folosească primul său telescop de casă. Observațiile lui Galileo au inaugurat era explorării vizuale a corpurilor cerești. Telescoapele s-au răspândit curând în toată Europa. Curioșii le-au făcut ei înșiși sau au comandat meșteri și au înființat mici observatoare personale, de obicei în propriile case
(vezi și GALILEO Galileo). Telescopul lui Galileo a fost numit refractor deoarece razele de lumină din el sunt refractate (latină refractus - refracted), trecând prin mai multe lentile de sticlă. În cel mai simplu design, obiectivul-lentila frontală colectează razele la un punct focal, creând acolo o imagine a unui obiect, iar lentila oculară situată lângă ochi este folosită ca lupă pentru vizualizarea acestei imagini. În telescopul lui Galileo, ocularul era o lentilă negativă, oferind o imagine directă de calitate destul de scăzută, cu un câmp vizual mic. Kepler și Descartes au dezvoltat teoria opticii, iar Kepler a propus un design al telescopului cu o imagine inversată, dar un câmp vizual și o mărire mult mai mare decât 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 un șantier cu două posturi de observare, dintre care unul rotativ (vezi și HEVELIUS Jan). În Olanda, Christiaan Huygens (1629-1695) și fratele său Constantin au construit telescoape foarte lungi, cu lentile de doar câțiva centimetri în diametru, dar cu distanțe focale enorme. Aceasta a îmbunătățit calitatea imaginii, deși a îngreunat lucrul cu instrumentul. În anii 1680, Huygens a experimentat cu „telescoape aeriene” de 37 de metri și 64 de metri, ale căror lentile erau așezate pe vârful unui catarg și întoarse cu ajutorul unui băț lung sau a unor frânghii, iar ocularul era pur și simplu ținut în mâinile (vezi și HUYGENS Christian). Folosind lentile realizate de D. Campani, J.D. Cassini (1625-1712) la Bologna și mai târziu la Paris au făcut observații cu telescoape aeropurtate lungi de 30 și 41 m, demonstrând avantajele lor neîndoielnice, în ciuda complexității lucrului cu acestea. Observațiile au fost foarte îngreunate de vibrația catargului cu lentila, dificultățile de a-l viza cu ajutorul frânghiilor și cablurilor, precum și de neomogenitatea și turbulența aerului dintre lentilă și ocular, care era deosebit de puternică în absența unui tub. Newton, telescopul reflectorizant și teoria gravitației. La sfârșitul anilor 1660, I. Newton (1643-1727) a încercat să dezlege natura luminii în legătură cu problemele refractorilor. El a decis în mod eronat că aberația cromatică, adică. Incapacitatea unui obiectiv de a colecta razele de toate culorile într-o singură focalizare este fundamental inamovibilă. Prin urmare, Newton a construit primul telescop reflectorizant funcțional, în care rolul unui obiectiv în loc de lentilă a fost jucat de o oglindă concavă care colectează lumina la un focar unde imaginea poate fi privită 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 precizie mișcarea planetelor. Acest lucru a stimulat nașterea unor noi observatoare, unde pozițiile Lunii, planetelor și sateliților acestora au fost măsurate cu cea mai mare precizie, folosind teoria lui Newton pentru a rafina elementele orbitelor lor și a prezice mișcările lor.
Vezi si
MECANICA CELESTĂ;
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 acestuia. Pentru măsurătorile astronomice au devenit necesare ceasuri cu pendul, capabile să funcționeze în funcție de ora locală, care este determinată din unele observații și folosită în altele.
(vezi și ceasul). Folosind un micrometru cu fir, a fost posibil să se măsoare unghiuri foarte mici atunci când se observă prin ocularul unui telescop. Pentru a crește acuratețea astrometriei, un rol important a fost jucat prin combinarea telescopului cu o sferă armilară, sextant și alte instrumente goniometrice. Odată ce obiectivele cu ochiul liber au fost înlocuite cu telescoape mici, a apărut necesitatea unei fabricări și împărțiri mult mai precise a scalelor unghiulare. În mare parte, ca răspuns la nevoile observatoarelor europene, s-a dezvoltat producția de mașini-unelte mici de înaltă precizie
(vezi și INSTRUMENTE DE MĂSURĂ).
Observatoarele de stat.Îmbunătățirea tabelelor astronomice. Din a doua jumătate a secolului al XVII-lea. În scopuri de navigație și cartografie, guvernele diferitelor țări au început să înființeze observatoare de stat. La Academia Regală de Științe, fondată de Ludovic al XIV-lea la Paris în 1666, academicienii s-au apucat să revizuiască constantele și tabelele astronomice de la zero, folosind ca bază lucrările lui Kepler. În 1669, la inițiativa ministrului J.-B. Colbert, a fost fondat Observatorul Regal din Paris. A fost condusă de patru generații remarcabile de Cassini, începând cu Jean Dominique. În 1675, a fost fondat Observatorul Regal Greenwich, condus de primul astronom regal 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 înființate observatoare la Copenhaga (Danemarca), Lund (Suedia) și Gdansk (Polonia) (vezi și FLEMSTED John). Cel mai important rezultat al activităților primelor observatoare au fost efemeride - tabele cu pozițiile precalculate ale Soarelui, Lunii și planetelor, necesare cartografiei, navigației și cercetărilor astronomice fundamentale.
Introducerea timpului standard. Observatoarele de stat au devenit custozii timpului standard, care a fost difuzat mai întâi prin intermediul semnalelor optice (steaguri, bile semnalizate), iar mai târziu prin telegraf și radio. Tradiția actuală a aruncării mingii din Ajunul Crăciunului la miezul nopții datează din zilele în care bilele de semnalizare erau aruncate pe catargul înalt de pe acoperișul observatorului la o oră stabilită cu precizie, dându-le căpitanilor de nave din port posibilitatea de a-și verifica. cronometre înainte de navigare.
Determinarea longitudinilor. O sarcină extrem de importantă a observatoarelor de stat din acea epocă era să determine coordonatele navelor maritime. Latitudinea geografică poate fi găsită cu ușurință după unghiul Stelei Polare deasupra orizontului. Dar longitudinea este mult mai greu de determinat. Unele metode s-au bazat pe momentele eclipselor sateliților lui Jupiter; altele - pe poziția Lunii față de stele. Dar cele mai fiabile metode au necesitat cronometre de înaltă precizie capabile să mențină timpul de observare în apropierea portului de ieșire în timpul călătoriei.
Dezvoltarea Observatoarelor Greenwich și Paris.În secolul 19 Observatoarele de stat și unele private din Europa au rămas cele mai importante centre astronomice. Într-o listă de observatoare din 1886 găsim 150 în Europa, 42 in America de Nordși 29 în alte locuri. Observatorul Greenwich până la sfârșitul secolului avea un reflector de 76 cm, refractori de 71, 66 și 33 cm și multe instrumente auxiliare. Ea a fost implicată activ în astrometrie, managementul timpului, fizica solară și astrofizică, precum și în geodezie, meteorologie, magnetice și alte observații. De asemenea, Observatorul de la Paris a avut instrumente precise, moderne și a condus programe similare cu cele de la Greenwich.
Observatoare noi. Observatorul Astronomic Pulkovo al Academiei Imperiale de Științe din Sankt Petersburg, construit în 1839, a obținut rapid respect și onoare. Echipa sa în creștere a fost implicată în astrometrie, determinarea constantelor fundamentale, spectroscopie, servicii de timp și o varietate de programe geofizice. Observatorul Potsdam din Germania, deschis în 1874, a devenit în curând o instituție consacrată, cunoscută pentru lucrările sale privind fizica solară, astrofizică și studiile fotografice ale cerului.
Crearea unor telescoape mari. Reflector sau refractor? Deși telescopul reflector al lui Newton a fost o invenție importantă, timp de câteva decenii a fost perceput de astronomi doar ca un instrument de completare a refractorilor. La început, reflectoarele au fost fabricate chiar de observatori pentru propriile lor observatoare mici. Dar până la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Tânăra industrie optică și-a asumat acest lucru, recunoscând nevoia numărului tot mai mare de astronomi și topografi. Observatorii au putut alege dintr-o varietate de tipuri de reflectoare și refractoare, fiecare având avantaje și dezavantaje. Telescoapele refractoare cu lentile din sticlă de înaltă calitate au oferit imagini mai bune decât reflectoarele, iar tubul lor era mai compact și mai rigid. Dar reflectoarele puteau fi făcute cu un diametru mult mai mare, iar imaginile din ele nu au fost distorsionate de margini colorate, ca în cazul refractorilor. Reflectorul face mai ușor să vezi obiectele slabe, deoarece nu există pierderi de lumină în sticlă. Totuși, aliajul de speculum din care au fost fabricate oglinzile s-a pătat rapid și a necesitat repeșiri frecvente (pe atunci nu știau încă să acopere suprafața cu un strat subțire de oglindă).
Herschel.În anii 1770, astronomul autodidact meticulos și persistent W. Herschel a construit mai multe telescoape newtoniene, mărind diametrul la 46 cm și distanța focală la 6 m. Calitatea înaltă a oglinzilor sale a făcut posibilă utilizarea unei măriri foarte mari. Folosind unul dintre telescoapele sale, Herschel a descoperit planeta Uranus, precum și mii de stele duble și nebuloase. Multe telescoape au fost construite în acei ani, dar acestea au fost de obicei create și utilizate de către pasionați individuali, fără a organiza un observator în sensul modern.
(vezi și HERSCHEL, 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 cu un diametru de 1,8 m pentru observatorul său de acasă.
Construcția de telescoape mari. Magnații industriali și noul bogați ai Statelor Unite s-au acumulat la sfârșitul secolului al XIX-lea. bogăție gigantică, iar unii dintre ei s-au apucat de filantropie. Astfel, J. Leake (1796-1876), care a făcut avere din goana aurului, a lăsat moștenire înființarea unui observator pe Muntele Hamilton, la 65 km de Santa Cruz (California). Instrumentul său principal a fost refractorul de 91 cm, atunci cel mai mare din lume, fabricat de celebra companie Alvan Clark and Sons și instalat în 1888. Și în 1896, a început reflectorul Crossley de 36 de inci, pe atunci cel mai mare din SUA. lucrând acolo la Observatorul Lick . Astronomul J. Hale (1868-1938) l-a convins pe magnatul tramvaielor din Chicago C. Yerkes să finanțeze construcția unui observator și mai mare pentru Universitatea din Chicago. A fost fondată în 1895 la 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). După ce a organizat Observatorul Yerkes, Hale a început un efort viguros de a strânge fonduri din diverse surse, inclusiv din magnatul oțelului A. Carnegie, pentru a construi un observator în cel mai bun loc pentru observații din California. Echipat cu mai multe telescoape solare proiectate de Hale și cu un reflector de 152 cm, Observatorul Mount Wilson din Munții San Gabriel la nord de Pasadena, California, a devenit curând o mecca astronomică. După ce a dobândit experiența necesară, Hale a organizat crearea unui reflector de dimensiuni fără precedent. Numit după sponsorul principal, telescopul de 100 de inci. Hooker a intrat în serviciu în 1917; dar mai întâi a trebuit să depășim multe probleme de inginerie care la început păreau insolubile. Prima dintre acestea a fost turnarea unui disc de sticlă de dimensiunea necesară și răcirea lui încet pentru a obține Calitate superioară sticlă Slefuirea și lustruirea oglinzii pentru a-i da forma necesară a durat mai mult de șase ani și a necesitat crearea unor mașini unice. Etapa finală de lustruire și testare a oglinzii a fost efectuată într-o cameră specială cu curățenie și controlul temperaturii ideale. Au fost luate în considerare mecanismele telescopului, clădirea și cupola turnului său, construită pe vârful Muntelui Wilson (Muntele Wilson), înalt de 1700 m. miracol ingineresc acel timp. Inspirat de performanța excelentă a instrumentului de 100 de inci, Hale și-a dedicat restul vieții construirii unui telescop gigant de 200 de inci. La 10 ani de la moartea sa și din cauza întârzierilor cauzate de cel de-al Doilea Război Mondial, telescopul. Heila a intrat în serviciu în 1948 pe vârful muntelui Palomar (Muntele Palomar) de 1.700 de metri, la 64 km nord-est de San Diego (California). A fost un miracol științific și tehnologic din acele vremuri. Timp de aproape 30 de ani, acest telescop a rămas cel mai mare din lume, iar mulți astronomi și ingineri au crezut că nu va fi depășit niciodată.
Dar apariția computerelor a contribuit la extinderea în continuare a construcției telescopului. În 1976, telescopul de 6 metri BTA (Large Azimuth Telescope) a început să funcționeze pe muntele Semirodniki de 2100 de metri, lângă satul Zelenchukskaya (Caucazul de Nord, Rusia), demonstrând limita practică a tehnologiei oglinzii „groase și durabile”.
Calea spre construirea de oglinzi mari care pot colecta mai multă lumină și, prin urmare, să vadă mai departe și mai bine, se află prin noile tehnologii: în ultimii ani s-au dezvoltat metode de realizare a oglinzilor subțiri și prefabricate. Oglinzile subțiri cu un diametru de 8,2 m (cu o grosime de aproximativ 20 cm) lucrează deja la telescoape la Observatorul de Sud din Chile. Forma lor este controlată de un sistem complex de „degete” mecanice controlate de un computer. Succesul acestei tehnologii a condus la dezvoltarea mai multor proiecte similare în tari diferite. Pentru a testa ideea unei oglinzi compozite, Observatorul Astrofizic Smithsonian a construit un telescop în 1979 cu o lentilă de șase oglinzi de 183 cm, suprafața echivalentă cu o oglindă de 4,5 metri. Acest telescop multi-oglindă, instalat pe Muntele Hopkins, la 50 km sud de Tucson (Arizona), s-a dovedit a fi foarte eficient, iar această abordare a fost folosită la construirea a două telescoape de 10 metri. W. Keck la Observatorul Mauna Kea (insula Hawaii). Fiecare oglindă gigantică este alcătuită din 36 de segmente hexagonale, cu o lungime de 183 cm, controlate de un computer pentru a produce o singură imagine. Deși calitatea imaginilor nu este încă ridicată, este posibil să se obțină spectre de obiecte foarte îndepărtate și slabe care sunt inaccesibile altor telescoape. Prin urmare, la începutul anilor 2000, este planificată să pună în funcțiune mai multe telescoape multi-oglindă cu deschideri efective de 9-25 m.
Vârful lui MAUNA KEA, un vulcan antic din Hawaii, găzduiește zeci de telescoape. Astronomii sunt atrași aici de altitudinea mare și de aerul foarte uscat și curat. În dreapta jos, prin fanta deschisă a turnului, oglinda telescopului Keck I este clar vizibilă, iar în stânga jos este turnul telescopului Keck II în construcție.
DEZVOLTAREA ECHIPAMENTE
Fotografie. La mijlocul secolului al XIX-lea. câțiva pasionați au început să folosească fotografia pentru a înregistra imagini observate cu ajutorul unui telescop. Pe măsură ce sensibilitatea emulsiilor a crescut, plăcile fotografice din sticlă au devenit principalul mijloc de înregistrare a datelor astrofizice. Pe lângă jurnalele tradiționale de observație scrise de mână, în observatoare au apărut prețioase „biblioteci de sticlă”. Placa fotografică este capabilă să acumuleze lumină slabă de la obiecte îndepărtate și să capteze detalii care sunt inaccesibile ochiului. Odată cu utilizarea fotografiei în astronomie, au fost necesare noi tipuri de telescoape, de exemplu, camere cu vedere largă capabile să înregistreze zone mari ale cerului deodată pentru a crea atlase foto în loc de hărți desenate manual. În combinație cu reflectoare de diametru mare, fotografia și un spectrograf au făcut posibilă studierea obiectelor slabe. În anii 1920, folosind telescopul de 100 de inci de la Observatorul Mount Wilson, E. Hubble (1889-1953) a clasificat nebuloasele slabe și a demonstrat că multe dintre ele erau galaxii gigantice asemănătoare Calei Lactee. În plus, Hubble a descoperit că galaxiile zboară rapid una de alta. Acest lucru a schimbat complet înțelegerea de către astronomi a structurii și evoluției Universului, dar doar câteva observatoare cu telescoape puternice pentru observarea galaxiilor slabe și îndepărtate au fost capabile să efectueze astfel de cercetări.
Vezi si
COSMOLOGIE;
GALAXII;
HUBBLE Edwin Powell;
NEBULOASĂ.
Spectroscopie. Apărând aproape simultan cu fotografia, spectroscopia le-a permis astronomilor să-și determine compoziția chimică din analiza luminii stelelor și să studieze mișcarea stelelor și galaxiilor prin deplasarea Doppler a liniilor din spectre. Dezvoltarea fizicii la începutul secolului al XX-lea. a ajutat la descifrarea spectrogramelor. Pentru prima dată, a devenit posibil să se studieze compoziția corpurilor cerești inaccesibile. Această sarcină s-a dovedit a fi în capacitatea observatoarelor universitare modeste, deoarece nu este necesar un telescop mare pentru a obține spectrele obiectelor strălucitoare. Astfel, Observatorul Colegiului Harvard a fost unul dintre primii care s-au angajat în spectroscopie și a colectat o colecție imensă de spectre stelare. Colaboratorii săi au clasificat mii de spectre stelare și au creat o bază pentru studierea evoluției stelare. Combinând aceste date cu fizica cuantică, teoreticienii au înțeles natura sursei energiei stelare. În secolul al XX-lea S-au creat detectoare de radiații infraroșii provenite de la stele reci, din atmosfere și de pe suprafața planetelor. Observațiile vizuale, ca măsură insuficient de sensibilă și obiectivă a luminozității stelelor, au fost înlocuite mai întâi de placa fotografică și apoi de instrumente electronice (vezi și SPECTROSCOPIE).
ASTRONOMIE DUPĂ AL DOILEA RĂZBOI MONDIAL
Consolidarea sprijinului guvernamental. După război, noile tehnologii care s-au născut în laboratoarele armatei au devenit disponibile oamenilor de știință: tehnologie radio și radar, receptoare electronice sensibile de lumină și computere. Guvernele țărilor industrializate și-au dat seama de importanța cercetării științifice pentru securitatea națională și au început să aloce fonduri considerabile activității științifice și educației.
Observatoarele Naționale din SUA. La începutul anilor 1950, Fundația Națională de Știință din SUA le-a cerut astronomilor să trimită propuneri pentru un observator la nivel național care să fie situat în cel mai bun locși ar fi disponibil pentru toți oamenii de știință calificați. Până în anii 1960, au apărut două grupuri de organizații: Asociația Universităților pentru Cercetare în Astronomie (AURA), care a creat conceptul Observatorilor Naționali de Astronomie Optică (NOAO) pe vârful de 2100 de metri al Vârfului Kitt, lângă Tucson, Arizona, și Asociația Universităților, care a dezvoltat proiectul National Radio Astronomy Observatory (NRAO) în Deer Creek Valley, lângă Green Bank, Virginia de Vest.
OBSERVATORUL NAȚIONAL AL SUA KITT PEAK lângă Tucson (Arizona). Cele mai mari instrumente ale sale includ telescopul solar McMas (mai jos), telescopul Mayall de 4 m (dreapta sus) și telescopul WIYN de 3,5 m al Observatorului Joint University of Wisconsin-Indiana-Yale și NOAO (în stânga).
Până în 1990, NOAO avea la Vârful Kitt 15 telescoape cu un diametru de până la 4 m. AURA a creat și Observatorul Inter-American din Sierra Tololo (Anzii chileni) la o altitudine de 2200 m, unde cerul sudic a fost studiat încă de atunci. 1967. Pe lângă Green Bank, unde cel mai mare radiotelescop (43 m diametru) este instalat pe o montură ecuatorială, NRAO are și un telescop cu unde milimetrice de 12 metri pe Kitt Peak și un sistem VLA (Very Large Array) de 27 de radiotelescoape. cu diametrul de 25 m pe câmpia deșertică San -Augustine de lângă Socorro (New Mexico). Centrul Național de Radio și Ionosferic de pe insula Puerto Rico a devenit un important observator american. Radiotelescopul său, cu cea mai mare oglindă sferică din lume, cu un diametru de 305 m, se află nemișcat într-o depresiune naturală dintre munți și este folosit pentru astronomie radio și radar.
Angajații permanenți ai observatoarelor naționale monitorizează funcționarea echipamentelor, dezvoltă noi instrumente și își desfășoară propriile programe de cercetare. Cu toate acestea, orice om de știință poate depune o cerere de observație și, dacă este aprobat de Comitetul de coordonare a cercetării, poate primi timp pentru a lucra la telescop. Acest lucru permite oamenilor de știință din instituțiile mai puțin bogate să folosească 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 Magellanic, două galaxii mici. vecine ale noastre. Primele hărți ale cerului sudic au fost întocmite de astronomul englez E. Halley, 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, Biroul Britanic de Longitudine a fondat Observatorul Regal de la Capul Bunei Speranțe, echipându-l inițial doar cu un telescop pentru măsurători astrometrice, iar apoi cu un set complet de instrumente pentru o varietate de programe. În 1869, la Melbourne (Australia) a fost instalat un reflector de 122 cm; Mai târziu a fost mutat pe Muntele Stromlo, unde după 1905 a început să crească un observator 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 intense, țările europene au început să construiască în mod activ observatoare cu telescoape mari în Chile, Australia, Asia Centrală, Insulele Canare și Hawaii.
Observatoare deasupra Pământului. Astronomii au început să folosească baloanele de mare altitudine ca platforme de observație încă din anii 1930 și continuă astfel de cercetări până în zilele noastre. În anii 1950, instrumentele au fost montate pe avioane de mare altitudine, care au devenit observatoare zburătoare. Observațiile extraatmosferice au început în 1946, când oameni de știință din SUA Pe rachetele V-2 germane capturate, detectoare au fost ridicate în stratosferă pentru a observa radiația ultravioletă de la Soare. Primul satelit artificial a fost lansat în URSS pe 4 octombrie 1957 și deja în 1958 stația sovietică Luna-3 a fotografiat reversul Luni. Apoi au început zborurile către planete și au apărut sateliți astronomici specializați pentru a observa Soarele și stelele. În ultimii ani, mai mulți sateliți astronomici au funcționat în mod constant pe orbite apropiate de Pământ și alte orbite, studiind cerul în toate intervalele spectrale.
Lucru la observator.În vremurile anterioare, viața și munca unui astronom depindeau în întregime de capacitățile observatorului său, deoarece comunicațiile și călătoriile erau lente și dificile. La începutul secolului al XX-lea. Hale a creat Observatorul Mount Wilson ca centru de astrofizică solară și stelară, capabil să efectueze nu numai observații telescopice și spectrale, ci și cercetările de laborator necesare. El a căutat să se asigure că Muntele Wilson are tot ce este necesar pentru viață și muncă, la fel cum a făcut Tycho pe insula Ven. Până acum, câteva observatoare mari pe culmi muntoase sunt comunități închise de oameni de știință și ingineri care trăiesc într-un cămin și lucrează noaptea conform programelor lor. Dar treptat acest stil se schimbă. În căutarea celor mai favorabile locuri pentru observare, observatoarele sunt amplasate în zone îndepărtate unde este greu să trăiești permanent. Oamenii de știință în vizită stau la observator de la câteva zile la câteva luni pentru a face observații specifice. Capacitățile electronicii moderne fac posibilă efectuarea de observații de la distanță fără a vizita deloc observatorul sau construirea de telescoape complet automate în locuri greu accesibile, care funcționează independent în conformitate cu programul propus. Observațiile cu ajutorul telescoapelor spațiale au o anumită specificitate. La început, mulți astronomi, obișnuiți să lucreze independent cu instrumentul, s-au simțit inconfortabil în limitele astronomiei spațiale, separați de telescop nu numai de spațiu, ci și de mulți ingineri și instrucțiuni complexe. Cu toate acestea, în anii 1980, multe observatoare de la sol au mutat controlul telescopului de la simple console situate direct la telescop într-o cameră specială plină cu computere și uneori situată într-o clădire separată. În loc să îndrepte telescopul principal spre un obiect, uitându-se printr-un mic telescop montat pe acesta și apăsând butoanele unei telecomenzi portabile mici, astronomul stă acum în fața ecranului ghidului TV și manipulează un joystick. Adesea, astronomul trimite pur și simplu un program detaliat de observații către observator prin intermediul internetului și, atunci când acestea sunt efectuate, primește rezultatele direct în computerul său. Prin urmare, stilul de lucru cu telescoapele terestre și spațiale devine din ce în ce mai asemănător.
OBSERVATOARE SOLARE MODERNE
Observatoare optice. Locația pentru construcția unui observator optic este de obicei aleasă departe de orașe cu iluminatul nocturn strălucitor și smogul. Acesta este de obicei vârful unui munte, unde există un strat mai subțire de atmosferă 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 observatoare mari în emisfera sudică și în apropierea ecuatorului, de unde se poate observa atât cerul nordic, cât și cel sudic. Vulcanul antic Mauna Kea de pe insulă. Se consideră Hawaii cu o altitudine de peste 4 km cel mai bun locîn lume pentru observaţii astronomice. În anii 1990, acolo s-au stabilit zeci de telescoape din diferite țări.
Turn. Telescoapele sunt instrumente foarte sensibile. Pentru a le proteja de intemperii și schimbările de temperatură, acestea sunt amplasate în clădiri speciale - turnuri astronomice. Turnurile mici sunt de formă dreptunghiulară, cu un acoperiș retractabil plat. Turnurile telescoapelor mari sunt de obicei rotunde cu o cupolă semisferică rotativă, în care se deschide o fantă îngustă pentru observare. Acest dom protejează bine telescopul de vânt în timpul funcționării. Acest lucru este important deoarece vântul scutură telescopul și face ca imaginea să tremure. Vibrația solului și a clădirii turnului afectează negativ calitatea imaginilor. Prin urmare, telescopul este montat pe o fundație separată, neconectată la fundația turnului. În interiorul turnului sau în apropierea acestuia sunt instalate un sistem de ventilație pentru spațiul domului și o instalație pentru depunerea în vid a unui strat reflectorizant de aluminiu pe oglinda telescopului, care se estompează în timp.
Montură. Pentru a indica o stea, telescopul trebuie să se rotească în jurul uneia sau două axe. Primul tip include cercul meridianului și instrumentul de trecere - telescoape mici care se rotesc în jurul unei axe orizontale în planul meridianului ceresc. Deplasându-se de la est la vest, fiecare luminare traversează acest plan de două ori pe zi. Cu ajutorul unui instrument de trecere se determină momentele de trecere a stelelor prin meridian și astfel se clarifică viteza de rotație a Pământului; acest lucru este necesar pentru serviciul de timp precis. Cercul meridianului vă permite să măsurați nu numai momentele, ci și locul în care steaua intersectează meridianul; acest lucru este necesar pentru a crea hărți precise ale stelelor. În telescoapele moderne, observarea vizuală directă nu este practic utilizată. Sunt folosite în principal pentru a fotografia obiecte cerești sau pentru a le detecta lumina cu detectoare electronice; în acest caz, expunerea ajunge uneori la câteva ore. În tot acest timp, telescopul trebuie să fie îndreptat cu precizie spre obiect. Prin urmare, cu ajutorul unui mecanism de ceas, se rotește cu o viteză constantă în jurul axei orelor (paralel cu axa de rotație a Pământului) de la est la vest urmând stelei, compensând astfel rotația Pământului de la vest la Est. A doua axă, perpendiculară pe axa ceasului, se numește axă de declinare; servește la îndreptarea telescopului în direcția nord-sud. Acest design se numește montură ecuatorială și este folosit pentru aproape toate telescoapele, cu excepția celor mai mari, pentru care o montură alt-azimut s-a dovedit a fi mai compactă și mai ieftină. Pe el, telescopul monitorizează steaua, rotindu-se simultan cu viteză variabilă în jurul a două axe - verticală și orizontală. Acest lucru complică semnificativ funcționarea mecanismului ceasului, necesitând controlul computerului.
Telescop refractor are o lentilă de lentilă. Deoarece razele de culori diferite sunt refractate diferit în sticlă, lentila este proiectată astfel încât să ofere o imagine clară în focalizare în raze de o singură culoare. Refractoarele mai vechi au fost proiectate pentru observarea vizuală și, prin urmare, au produs imagini clare în lumină galbenă. Odată cu apariția fotografiei, au început să se construiască telescoape fotografice - astrografe, care dau o imagine clară în raze albastre, la care emulsia fotografică este sensibilă. Mai târziu, au apărut emulsii care erau sensibile la lumina galbenă, roșie și chiar infraroșie. Pot fi folosite pentru fotografierea cu refractori vizuali. Mărimea imaginii depinde de distanța focală a obiectivului. Refractorul Yerkes de 102 cm are o distanță focală de 19 m, deci diametrul discului lunar la focar este de aproximativ 17 cm. Dimensiunea plăcilor fotografice ale acestui telescop este de 20-25 cm; Luna plină se potrivește cu ușurință pe ele. Astronomii folosesc plăci fotografice din sticlă din cauza rigidității lor ridicate: chiar și după 100 de ani de depozitare, acestea nu se deformează și permit măsurarea poziției relative a imaginilor stelare cu o precizie de 3 microni, ceea ce pentru refractorii mari precum cel Yerkes corespunde cu un arc de 0,03" pe cer.
Telescop reflectorizant Are o oglindă concavă ca lentilă. Avantajul său față de un refractor este că razele de orice culoare sunt reflectate în mod egal din oglindă, asigurând o imagine clară. În plus, o lentilă de oglindă poate fi făcută mult mai mare decât una cu lentilă, deoarece spațiul de sticlă pentru oglindă poate să nu fie transparent în interior; Poate fi protejat de deformare sub propria greutate, așezându-l într-un cadru special care susține oglinda de jos. Cu cât diametrul lentilei este mai mare, cu atât telescopul colectează mai multă lumină și cu atât poate „vedea” obiectele mai slabe și mai îndepărtate. Timp de mulți ani, cele mai mari din lume au fost al 6-lea reflector al BTA (Rusia) și al 5-lea reflector al Observatorului Palomar (SUA). Dar acum la Observatorul Mauna Kea de pe insula Hawaii sunt două telescoape cu oglinzi compozite de 10 metri și se construiesc mai multe telescoape cu oglinzi monolitice cu un diametru de 8-9 m. Tabelul 1.
CELE MAI MARI TELESCOAPE DIN LUME
___
__Diametru ______Observator ______Locul și anul obiectului (m) ________________construcție/demontare
REFLECTOARE
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 European muntele de sud Sierra Paranal (Chile) 1998 8.2 Muntele sudic european Sierra Paranal (Chile) 1999 8.2 Muntele sudul european Sierra Paranal (Chile) 2000 8.1 Gemeni North Hawaii (SUA) 1999 6.5 Muntele Universitatea din Arizona Hopkins (Arizona) 1999 6.0 Academiei Speciale de Științe Astrofizice ale Americii al Rusiei st. Zelenchukskaya (Rusia) 1976 5,0 Palomar Mount Palomar (California) 1949 1,8*6=4,5 University of Arizona Mount Hopkins (Arizona) 1979/1998 4,2 Roca de los Muchachos Insulele Canare (Spania) 1986 Tolo-Interamerican45 Tolo-American4. 3.9 Primăvara anglo-australiană Siding (Australia) 1975 3.8 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1974 3.8 Mauna Kea (IR) Hawaii (SUA) 1979 3.6 Sudul european La Silla (Chile) 1976 3.6 Mauna Kea Hawaii (SUA) 1979. los Muchachos Insulele Canare (Spania) 1989 3,5 Vârful Sacramento interuniversitar (bucăți New Mexico) 1991 3,5 germano-spaniolă Calar Alto (Spania) 1983
REFRACTORI
1,02 Yerkes Williams Bay (Wisconsin) 1897 0,91 Lick Mount Hamilton (California) 1888 0,83 Paris Meudon (Franța) 1893 0,81 Potsdam Potsdam (Germania) 1899 0,76 franceză Southern Nice (Franța) 1880 All Pengheny 0.976h All Pengheny 0.976h 6 Pulkovo Sankt Petersburg 1885/1941
Camerele SCHMIDT*
1,3-2,0 K. Schwarzschild Tautenburg (Germania) 1960 1,2-1,8 Palomar Mountain Palomar (California) 1948 1,2-1,8 Anglo-Australian Siding Spring (Australia) 1973 1, 1-1,5 Astronomic Tokyo (Japonia) 1 sud-european (Japonia)1. 1972
SOLAR
1,60 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1962 1,50 Sacramento Peak (B)* Sunspot (New Mexico) 1969 1,00 Astrophysical Crimeea (Ucraina) 1975 0,90 Kitt Peak (2 suplimentare)* Tucson (Arizona)* Tucson (Arizona) 1962* Tucson0.70) (Arizona) 1975 0,70 Institutul de Fizică Solară din Germania o. Tenerife (Spania) 1988 0,66 Mitaka Tokyo (Japonia) 1920 0,64 Cambridge Cambridge (Anglia) 1820
Notă: Pentru camerele Schmidt este indicat diametrul plăcii de corectare și al oglinzii; pentru telescoape solare: (B) - vid; 2 suplimentare - două telescoape suplimentare într-o carcasă comună cu un telescop de 1,6 m.
Camere cu lentile reflex. Dezavantajul reflectoarelor este că oferă o imagine clară doar în apropierea centrului câmpului vizual. Acest lucru nu interferează dacă un obiect este studiat. Dar munca de patrulare, de exemplu, căutarea de noi asteroizi sau comete, necesită fotografiarea unor zone mari ale cerului deodată. Un reflector obișnuit nu este potrivit pentru asta. Opticianul german B. Schmidt a creat în 1932 un telescop combinat, în care deficiențele oglinzii principale sunt corectate folosind o lentilă subțire de formă complexă situată în fața acesteia - o placă de corecție. Camera Schmidt a Observatorului Palomar primește o imagine a regiunii cerului 6-6° pe o placă fotografică de 35-35 cm. Un alt design de cameră cu unghi larg a fost creat de D.D. Maksutov în 1941 în Rusia. Este mai simplu decât camera Schmidt, deoarece rolul plăcii de corecție în ea este jucat de o lentilă simplă groasă - meniscul.
Funcționarea observatoarelor optice.În prezent, există peste 100 de observatoare mari care operează în peste 30 de țări din întreaga lume. De obicei, fiecare dintre ei, independent sau în cooperare cu alții, desfășoară mai multe programe de observare multianuale. Măsurători astrometrice. Observatoarele naționale mari - Observatorul Naval al SUA, Royal Greenwich din Marea Britanie (închis în 1998), Pulkovo din Rusia etc. - măsoară în mod regulat pozițiile stelelor și planetelor pe cer. Aceasta este o muncă foarte delicată; În aceasta se realizează cea mai mare acuratețe „astronomică” a măsurătorilor, pe baza căreia se creează cataloage ale poziției și mișcării corpurilor de iluminat, necesare navigației terestre și spațiale, pentru a determina poziția spațială a stelelor, pentru a clarifica legile mișcării planetare. De exemplu, măsurând coordonatele stelelor cu un interval de șase luni, puteți observa că unele dintre ele experimentează fluctuații asociate cu mișcarea Pământului pe orbită (efectul de paralaxă). Distanța până la stele este determinată de mărimea acestei deplasări: cu cât deplasarea este mai mică, cu atât distanța este mai mare. De la Pământ, astronomii pot măsura o deplasare de 0,01" (grosimea unui chibrit la 40 km distanță!), ceea ce corespunde unei distanțe de 100 de parsecs.
Patrula Meteor. Mai multe camere cu unghi larg, distanțate larg, fotografiază continuu cerul nopții pentru a determina traiectoriile meteoriților și posibilele locații ale impactului meteoriților. Pentru prima dată, aceste observații de la două stații au început la Observatorul Harvard (SUA) în 1936 și, sub conducerea lui F. Whipple, au fost efectuate în mod regulat până în 1951. În 1951-1977, aceeași muncă a fost efectuată la Observatorul Ondrejov (Republica Cehă). Din 1938, în URSS, observațiile fotografice ale meteorilor au fost efectuate în Dușanbe și Odesa. Observațiile meteoriților 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 de atins prin sondare directă. Patrula de meteori a primit cea mai mare dezvoltare sub forma a trei „rețele de bile de foc” - în SUA, Canada și Europa. De exemplu, Rețeaua Prairie a Observatorului Smithsonian (SUA) a folosit camere automate de 2,5 cm la 16 stații situate la o distanță de 260 km în jurul Lincoln (Nebraska) pentru a fotografia meteori strălucitori - bile de foc. Din 1963 s-a dezvoltat rețeaua cehă de mingi de foc, care s-a transformat ulterior într-o rețea europeană de 43 de stații pe teritoriile Cehiei, Slovaciei, Germaniei, Belgiei, Țărilor de Jos, Austriei și Elveției. În zilele noastre, aceasta este singura rețea de mingi de foc care funcționează. Stațiile sale sunt echipate cu camere fish-eye care vă permit să fotografiați întreaga emisferă a cerului simultan. Cu ajutorul rețelelor de mingi de foc, de mai multe ori a fost posibil să se găsească meteoriți care au căzut la pământ și să-și refacă orbita înainte de a se ciocni cu Pământul.
Observații ale Soarelui. Multe observatoare fotografiază în mod regulat Soarele. Numărul de pete întunecate de pe suprafața sa servește ca indicator al activității, care crește periodic în medie la fiecare 11 ani, ceea ce duce la întreruperea comunicațiilor radio, la intensificarea aurorelor și la alte schimbări în atmosfera Pământului. Cel mai important instrument pentru studierea Soarelui este spectrograful. Trecând lumina soarelui printr-o fantă îngustă aflată în focarul unui telescop și apoi descompunând-o într-un spectru folosind o prismă sau un rețele de difracție, se poate determina compoziția chimică a atmosferei solare, viteza de mișcare a gazului în ea, temperatura și magneticul acesteia. camp. Folosind un spectroheliograf, puteți face fotografii ale Soarelui pe linia de emisie a unui element, de exemplu, hidrogen sau calciu. Ele arată clar proeminențe - nori uriași de gaz care se ridică deasupra suprafeței Soarelui. De mare interes este regiunea fierbinte, rarefiată a atmosferei solare - coroana, care este de obicei vizibilă doar în timpul eclipselor totale de soare. Cu toate acestea, la unele observatoare de mare altitudine au fost create telescoape speciale - coronagrafe non-eclipse, în care un mic obturator („Lună artificială”) acoperă discul strălucitor al Soarelui, permițând observarea coroanei acestuia în orice moment. Astfel de observații sunt efectuate pe insula Capri (Italia), la Sacramento Peak Observatory (New Mexico, SUA), Pic du Midi (Pirineii francezi) și altele.
Observații ale Lunii și ale planetelor. Suprafața planetelor, sateliților, asteroizilor și cometelor este studiată cu ajutorul spectrografelor și polarimetrelor, determinând compoziția chimică a atmosferei și caracteristicile suprafeței solide. Observatorul Lovell (Arizona), Meudon și Pic du Midi (Franța) și Observatorul Crimeei (Ucraina) sunt foarte activi în aceste observații. Deși în ultimii ani s-au obținut multe rezultate remarcabile folosind nave spațiale, observațiile de la sol nu și-au pierdut relevanța și aduc noi descoperiri în fiecare an.
Observații ale stelelor. Măsurând intensitatea liniilor din spectrul unei stele, astronomii determină abundența elementelor chimice și temperatura gazului din atmosfera sa. Pe baza poziției liniilor, viteza de mișcare a stelei în ansamblu este determinată pe baza efectului Doppler, iar forma profilului liniei determină viteza fluxurilor de gaz în atmosfera stelei și viteza de rotație a acesteia în jurul acestuia. axa acestuia. Adesea, în spectrele stelelor, sunt vizibile linii de materie interstelară rarefiată situate între stea și observatorul pământesc. Prin observarea sistematică a spectrului unei stele, se pot studia vibrațiile suprafeței sale, se pot stabili prezența sateliților și a fluxurilor de materie, uneori curgând de la o stea la alta. Folosind un spectrograf plasat la focalizarea unui telescop, un spectru detaliat al unei singure stele poate fi obținut pe parcursul a zeci de minute de expunere. Pentru a studia spectrele stelelor la scară mare, o prismă mare este plasată în fața lentilei unei camere cu unghi larg (Schmidt sau Maksutov). În acest caz, o secțiune a cerului este obținută pe o placă fotografică, unde fiecare imagine a unei stele este reprezentată de spectrul său, a cărui calitate este scăzută, dar suficientă pentru studiul masiv al stelelor. Astfel de observații au fost efectuate de mulți ani la Observatorul Universității din Michigan (SUA) și la Observatorul Abastumani (Georgia). Recent au fost create spectrografe cu fibră optică: ghiduri de lumină sunt plasate în focarul telescopului; fiecare dintre ele este plasat cu un capăt pe imaginea stelei, iar celălalt pe fanta spectrografului. Deci, într-o singură expunere, puteți obține spectre detaliate de sute de stele. Prin trecerea luminii unei stele prin diferite filtre și măsurarea luminozității acesteia, se poate determina culoarea stelei, care indică temperatura suprafeței sale (cu cât este mai albastră, cu atât este mai fierbinte) și cantitatea de praf interstelar care se află între stea și observator (cel mai mult praf, cu atât steaua este mai roșie). Multe stele își schimbă periodic sau haotic luminozitatea - se numesc variabile. Schimbările de luminozitate asociate cu fluctuațiile suprafeței unei stele sau cu eclipsele reciproce ale componentelor sistemelor binare dezvăluie multe despre structura internă a stelelor. Când studiem stelele variabile, este important să existe serii lungi și dense de observații. Prin urmare, astronomii implică adesea amatori în această lucrare: chiar și estimările vizuale ale luminozității stelelor prin binoclu sau telescop mic au valoare științifică. Pasionații de astronomie formează adesea cluburi pentru observații comune. Pe lângă studierea stelelor variabile, ei descoperă adesea comete și izbucniri de noi, care au, de asemenea, o contribuție semnificativă la astronomie. Stelele slabe sunt studiate doar cu ajutorul unor telescoape mari cu fotometre. De exemplu, un telescop cu un diametru de 1 m colectează de 25.000 de ori mai multă lumină decât pupila ochiului uman. Utilizarea unei plăci fotografice pentru expunere lungă crește sensibilitatea sistemului de încă o mie de ori. Fotometrele moderne cu receptoare electronice de lumină, cum ar fi un fotomultiplicator, un convertor electron-optic 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.
Observații ale obiectelor slabe. Observațiile stelelor și galaxiilor îndepărtate sunt efectuate folosind cele mai mari telescoape cu un diametru de 4 până la 10 m. Rolul principal în aceasta îi revine Mauna Kea (Hawaii), Palomar (California), La Silla și Sierra Tololo (Chile), Observatoare speciale de astrofizică (Rusia) ). Pentru studiile la scară largă ale obiectelor slabe, camerele mari Schmidt sunt folosite la observatoarele din Tonantzintla (Mexic), Muntele Stromlo (Australia), Bloemfontein (Africa de Sud) și Byurakan (Armenia). Aceste observații ne permit să pătrundem cel mai adânc în Univers și să studiem structura și originea acestuia.
Programe de observare participativă. Multe programe de observare sunt realizate 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 comisii în diverse domenii ale științei, adună mari Adunări la fiecare trei ani și organizează anual mai multe simpozioane și colocvii mari. Fiecare comisie IAU coordonează observațiile obiectelor dintr-o anumită clasă: planete, comete, stele variabile etc. IAU coordonează munca multor observatoare pentru a compila hărți stelare, atlase și cataloage. Observatorul Astrofizic Smithsonian (SUA) are un Birou Central de Telegrame Astronomice, care anunță rapid toți astronomii despre evenimente neașteptate - izbucniri de nova și supernove, descoperirea de noi comete etc.
OBSERVATOARE RADIO
Dezvoltarea tehnologiei comunicațiilor radio în anii 1930-1940 a făcut posibilă începerea observațiilor radio ale corpurilor cosmice. Această nouă „fereastră” către Univers a adus multe descoperiri uimitoare. Din întregul spectru al radiațiilor electromagnetice, numai undele optice și radio trec prin atmosferă până la suprafața Pământului. În același timp, „fereastra radio” este mult mai largă decât cea optică: se extinde de la valuri de lungime milimetrică la zeci de metri. Pe lângă obiectele cunoscute în astronomia optică - Soarele, planetele și nebuloasele fierbinți - obiectele necunoscute anterior s-au dovedit a fi surse de unde radio: nori reci de gaz interstelar, nuclee galactice și stele care explodează.
Tipuri de radiotelescoape. Emisia radio de la obiectele spațiale este foarte slabă. Pentru a-l observa pe fundalul interferențelor naturale și artificiale, sunt necesare antene îngust direcționate care să primească semnalul dintr-un singur punct de pe cer. Există două tipuri de astfel de antene. Pentru radiația cu unde scurte, acestea sunt fabricate din metal sub forma unei oglinzi parabolice concave (ca un telescop optic), care concentrează radiația incidentă asupra acesteia la un focar. Astfel de reflectoare cu un diametru de până la 100 m sunt complet rotative și sunt capabile să privească orice parte a cerului (precum un telescop optic). Antenele mai mari sunt realizate sub forma unui cilindru parabolic, capabil să se rotească doar în planul meridianului (ca un cerc meridian optic). Rotația în jurul celei de-a doua axe asigură rotația Pământului. Cei mai mari paraboloizi sunt lăsați nemișcați folosind depresiuni naturale din pământ. Ei pot observa doar o zonă limitată a cerului. Masa 2.
CEL MAI MARE RADIO TELESCOP
________________________________________________
Cel mai mare __ Observator _____Locul și anul _dimensiune ____________________construcție/demontare
antene (m)
________________________________________________
1000 1 Institutul de fizică Lebedev, RAS Serpukhov (Rusia) 1963 600 1 Academia Specială de Științe Astrofizică a Rusiei Caucazul de Nord (Rusia) 1975 305 2 Arecibo ionosferic Arecibo (Puerto Rico) 1963 305 1 Meudon Meudon (Franţa) 1964 183 Universitatea din Illinois Danville (IL) 1962 122 Universitatea din California Hat Creek (CA) 1960 110 1 Universitatea Ohio Delaware (Ohio) 1962 107 Laboratorul de radio Stanford Stanford (California) 1959 100 Institutul. Max Planck Bonn (Germania) 1971 76 Jodrell Bank Macclesfield (Anglia) 1957 ________________________________________________
Note:
1 antenă cu deschidere neumplută;
2 antenă fixă. ________________________________________________
Antenele pentru radiații cu undă lungă sunt asamblate dintr-un număr mare de dipoli metalici simpli, plasați pe o suprafață de câțiva kilometri pătrați și interconectați astfel încât semnalele pe care le primesc să se întărească reciproc doar dacă vin dintr-o anumită direcție. Cu cât antena este mai mare, cu atât zona de pe cer pe care o supraveghează este mai îngustă, oferind o imagine mai clară a obiectului. Un exemplu de astfel de instrument este UTR-2 (radiotelescop ucrainean în formă de T) al Institutului de Radiofizică și Electronică Harkov al Academiei de Științe a Ucrainei. Lungimea celor două brațe ale sale 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 utilizat și pentru radiotelescoape parabolice: prin combinarea semnalelor primite de la un obiect de mai multe antene, se primește, parcă, un semnal de la o antenă gigantică echivalentă în mărime. Acest lucru îmbunătățește semnificativ calitatea imaginilor radio primite. Astfel de sisteme se numesc interferometre radio, deoarece semnalele de la diferite antene, atunci când sunt adăugate, interferează între ele. Imaginile de la interferometrele radio nu sunt mai proaste ca calitate decât cele optice: cele mai mici detalii au dimensiunea de aproximativ 1" și 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 de un receptor special - un radiometru, care este de obicei reglat la o frecvență fixă sau schimbă acordul într-o bandă de frecvență îngustă.Pentru a-și reduce propriul zgomot, radiometrele sunt adesea răcite la o temperatura foarte scazuta.Semnalul amplificat este inregistrat pe un magnetofon sau intr-un calculator.Puterea semnalului primit este de obicei exprimata in termeni de „temperatura antenei”, ca si cum in locul antenei ar fi existat un corp absolut negru de o temperatură dată, emitând aceeași putere.Măsurând puterea semnalului la frecvențe diferite, se construiește un spectru radio, a cărui formă ne permite să judecăm mecanismul de radiație și natura fizică a obiectului.Se pot efectua observații radioastronomice. noaptea și ziua, dacă interferențele de la instalațiile industriale nu interferează: motoare electrice care fac scântei, posturi de radio difuzate, radare. Din acest motiv, observatoarele radio sunt de obicei situate departe de orașe. Cerinte speciale Radioastronomii nu au nicio influență asupra calității atmosferei, dar atunci când observă la unde mai scurte de 3 cm, atmosfera devine un obstacol, așa că preferă să plaseze antene cu unde scurte sus, în munți. Unele radiotelescoape sunt folosite ca radare, trimit un semnal puternic și primesc un impuls reflectat de la un obiect. Acest lucru vă permite să determinați cu precizie distanța până la planete și asteroizi, să măsurați viteza acestora și chiar să construiți o hartă a suprafeței. Așa s-au obținut hărțile suprafeței lui Venus, care nu este vizibilă în optică prin atmosfera sa densă.
Vezi si
RADIOASTRONOMIE;
ASTRONOMIE RADAR.
Observații de radioastronomie.În funcție de parametrii antenei și de echipamentele disponibile, fiecare observator radio este specializat într-o anumită clasă de obiecte de observare. Soarele, datorită apropierii sale de Pământ, este o sursă puternică de unde radio. Emisia radio provenită din atmosfera sa este înregistrată în mod constant - acest lucru face posibilă prezicerea activității solare. Procesele active au loc în magnetosfera 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 radar planetar. O descoperire remarcabilă a fost emisia de hidrogen interstelar descoperită la Observatorul din Leiden (Olanda) la o lungime de undă de 21 cm. Apoi, zeci de alți atomi și molecule complexe, inclusiv organice, au fost găsite de-a lungul liniilor radio în mediul interstelar. Moleculele emit deosebit de intens la unde milimetrice, pentru care se creează 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, au fost efectuate sondaje sistematice pe tot cerul pentru a identifica sursele radio. Unele dintre ele coincid cu obiecte optice cunoscute, dar multe nu au analogi în alte domenii de radiație și, aparent, sunt obiecte foarte îndepărtate. La începutul anilor 1960, după ce au descoperit obiecte slabe în formă de stea care se potrivesc cu sursele radio, astronomii au descoperit quasari - galaxii foarte îndepărtate cu nuclee incredibil de active. Din când în când, unele radiotelescoape încearcă să caute semnale de la civilizațiile extraterestre. Primul proiect de acest fel a fost proiectul National Radio Astronomy Observatory din 1960 pentru a căuta semnale de pe planetele stelelor din apropiere. Ca toate căutările ulterioare, a adus un rezultat negativ.
ASTRONOMIE EXTRA-ATMOSFERĂ
Deoarece atmosfera Pământului nu permite razelor X, infraroșu, ultraviolete și unele tipuri de radiații radio să ajungă la suprafața planetei, instrumentele pentru studiul lor sunt instalate pe sateliți artificiali Pământului, stații spațiale sau vehicule interplanetare. Aceste dispozitive necesită greutate redusă și fiabilitate ridicată. De obicei, sateliții astronomici specializați sunt lansați pentru a observa într-o anumită gamă a spectrului. Chiar și observațiile optice sunt efectuate de preferință în afara atmosferei, ceea ce distorsionează semnificativ imaginile obiectelor. Din păcate, tehnologia spațială este foarte scumpă, așa că observatoarele extraatmosferice 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 implicate în dezvoltarea instrumentelor pentru sateliți astronomici și în analiza datelor obținute. Dar, pe măsură ce productivitatea telescoapelor spațiale a crescut, s-a dezvoltat un sistem de cooperare, similar cu cel adoptat la observatoarele naționale. De exemplu, telescopul spațial Hubble (SUA) este disponibil oricărui astronom din lume: cererile de observații sunt acceptate și evaluate, cele mai demne dintre ele sunt efectuate și rezultatele sunt transferate omului de știință pentru analiză. Această activitate este organizată de Institutul de Știință al Telescopului Spațial.
- (noul observatoriu latinesc, de la observare a observa). Clădire pentru observații fizice și astronomice. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. Clădire OBSERVATOR care servește pentru astronomie,... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse
Un observator este o instituție științifică în care angajații - oameni de știință de diferite specialități - observă fenomene naturale, analizează observațiile și, pe baza lor, continuă să studiezi ceea ce se întâmplă în natură.
Observatoarele astronomice sunt deosebit de comune: de obicei ni le imaginăm atunci când auzim acest cuvânt. Ei explorează stele, planete, grupuri mari de stele și alte obiecte spațiale.
Dar există și alte tipuri de aceste instituții:
- geofizic - pentru studiul atmosferei, aurorei, magnetosferei Pământului, proprietăților rocilor, stării scoarței terestre în regiuni active din punct de vedere seismic și alte probleme și obiecte similare;
- aurorala - pentru studierea aurorei;
— seismic - pentru înregistrarea constantă și detaliată a tuturor vibrațiilor scoarței terestre și studiul acestora;
— meteorologic - pentru studiu conditiile meteoși identificarea modelelor meteorologice;
— observatoare de raze cosmice și o serie de altele.
Unde sunt construite observatoarele?
Observatoarele sunt construite în zone care oferă oamenilor de știință material maxim pentru cercetare. 
Meteorologic - în toate colțurile Pământului; astronomice - în munți (aerul de acolo este curat, uscat, nu „orbit” de iluminatul orașului), observatoare radio - la fundul văilor adânci, inaccesibile interferențelor radio artificiale.
Observatoare astronomice
Astronomic - cel mai vechi tip de observatoare. În antichitate, astronomii erau preoți; țineau un calendar, studiau mișcarea Soarelui pe cer și făceau predicții despre evenimente și destinele oamenilor în funcție de poziția corpurilor cerești. Aceștia erau astrologi - oameni de care se temeau chiar și cei mai feroci conducători.
Observatoarele antice erau de obicei amplasate în încăperile superioare ale turnurilor. Uneltele erau o bară dreaptă echipată cu o vizor glisant.
Marele astronom al antichității a fost Ptolemeu, care a adunat un număr imens de dovezi și înregistrări astronomice în Biblioteca din Alexandria și a alcătuit un catalog de poziții și luminozitate pentru 1022 de stele; a inventat teoria matematică a mișcării planetare și a compilat tabele de mișcare - oamenii de știință au folosit aceste tabele de mai bine de 1.000 de ani!
În Evul Mediu, observatoarele au fost construite în mod deosebit în mod activ în Orient. Este cunoscut uriașul observator Samarkand, unde Ulugbek - un descendent al legendarului Timur-Tamerlan - a făcut observații asupra mișcării Soarelui, descriindu-l cu o acuratețe fără precedent. Observatorul cu raza de 40 m avea forma unui sextant-tranșeu orientat spre sud și decorat cu marmură.
Cel mai mare astronom al Evului Mediu european, care a transformat lumea aproape literal, a fost Nicolaus Copernic, care a „mutat” Soarele în centrul universului în loc de Pământ și a propus să considere Pământul ca o altă planetă.
Iar unul dintre cele mai avansate observatoare a fost Uraniborg, sau Castelul din Cer, posesia lui Tycho Brahe, astronomul danez al curții. Observatorul era dotat la acea vreme cu cele mai bune, mai precise instrumente, avea propriile ateliere de fabricare a instrumentelor, un laborator chimic, un depozit pentru cărți și documente și chiar și o tipografie pentru nevoile proprii și o fabrică de hârtie pentru hârtie. producție - un lux regal la vremea aceea!
În 1609, a apărut primul telescop - principalul instrument al oricărui observator astronomic. Creatorul ei a fost Galileo. Era un telescop reflectorizant: razele din el erau refractate, trecând printr-o serie de lentile de sticlă.
Telescopul Kepler s-a îmbunătățit: în instrumentul său imaginea a fost inversată, dar de calitate superioară. Această caracteristică a devenit în cele din urmă standard pentru dispozitivele 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 activităților lor a fost introducerea unui standard de timp: acesta era acum reglementat prin semnale luminoase, apoi prin telegraf și radio.
În 1839, a fost deschis Observatorul Pulkovo (Sankt Petersburg), care a devenit unul dintre cele mai faimoase din lume. Astăzi există peste 60 de observatoare în Rusia. Unul dintre cele mai mari la scară internațională este Observatorul de radioastronomie Pushchino, creat în 1956.
Observatorul Zvenigorod (la 12 km de Zvenigorod) operează singura cameră VAU 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 a instalat cel mai mare telescop modern pentru Rusia, al cărui diametru este de 2,5 m.
Cele mai bune observatoare străine moderne
Mauna Kea- situat pe Bolshoy insula hawaiana, are cel mai mare arsenal de echipamente de înaltă precizie de pe Pământ.
complex VLT(„telescop uriaș”) - situat în Chile, în „deșertul telescopului” Atacama. 
Observatorul Yerkesîn Statele Unite - „locul de naștere al astrofizicii”.
Observatorul ORM (Insulele Canare) - are un telescop optic cu cea mai mare deschidere (capacitate de a colecta lumina).
Arecibo- este situat în Puerto Rico și deține un radiotelescop (305 m) cu una dintre cele mai mari deschideri din lume.
Observatorul Universității din Tokyo(Atacama) - cel mai înalt de pe Pământ, situat în vârful muntelui Cerro Chainantor.
OBSERVATOR, o instituție pentru producerea de observații astronomice sau geofizice (magnetometrice, meteorologice și seismice); de unde împărțirea observatoarelor în astronomice, magnetometrice, meteorologice și seismice.
După scopul lor, observatoarele astronomice pot fi împărțite în două tipuri principale: observatoare astrometrice și astrofizice. Observatoare astrometrice sunt angajați în determinarea pozițiilor exacte a stelelor și a altor corpuri de iluminat în scopuri diferite și, în funcție de aceasta, folosind diferite instrumente și metode. Observatoare astrofizice studiază diferite proprietăți fizice ale corpurilor cerești, de exemplu, temperatura, luminozitatea, densitatea, precum și alte proprietăți care necesită metode de cercetare fizică, de exemplu, mișcarea stelelor de-a lungul liniei de vedere, diametrele stelelor determinate prin metoda interferenței , etc. Multe observatoare mari urmăresc scopuri mixte, dar există observatoare pentru scopuri mai restrânse, de exemplu, pentru observarea variabilității latitudinii geografice, pentru căutarea planetelor mici, observarea stelelor variabile etc.
Locația observatorului trebuie să îndeplinească o serie de cerințe, care includ: 1) absența completă a tremurării cauzate de proximitate căi ferate, trafic stradal sau fabrici, 2) cea mai mare puritate și transparență a aerului - absența prafului, fumului, ceață, 3) absența iluminării cerului cauzată de apropierea orașului, fabrici, gări etc., 4 ) aer calm noaptea, 5 ) orizont destul de deschis. Condițiile 1, 2, 3 și parțial 5 obligă observatoarele să fie mutate în afara orașului, adesea chiar la înălțimi semnificative deasupra nivelului mării, creând observatoare montane. Condiția 4 depinde de o serie de motive, parțial de natură climatică generală (vânt, umiditate), parțial de natură locală. În orice caz, te obligă să eviți locurile cu curenți puternici de aer, de exemplu, cele care decurg din încălzirea puternică a solului de către soare, fluctuațiile bruște de temperatură și umiditate. Zonele cele mai favorabile sunt acoperite cu acoperire vegetală uniformă, cu un climat uscat, la o altitudine suficientă deasupra nivelului mării. Observatoare 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 există laboratoare - săli pentru lucrări de măsurare și calcul, pentru studiul plăcilor fotografice și pentru efectuarea diferitelor experimente (de exemplu, pentru studierea radiației unui corp complet negru, ca standard pentru determinarea temperaturii stelelor), un atelier mecanic, o bibliotecă și locuințe. Într-una dintre clădiri există un subsol pentru ceasuri. Dacă observatorul nu este conectat la rețeaua electrică, atunci este instalată propria sa centrală electrică.
Echipamente instrumentale ale observatoarelor pot fi foarte diverse in functie de scop. Pentru a determina ascensiunile drepte și declinațiile luminilor, se folosește un cerc meridian, care oferă simultan ambele coordonate. La unele observatoare, după exemplul Observatorului Pulkovo, se folosesc în acest scop două instrumente diferite: un instrument de trecere și un cerc vertical, care fac posibilă determinarea coordonatelor menționate separat. Observațiile în sine sunt împărțite în fundamentale și relative. Primele constau în derivarea independentă a unui sistem independent de ascensiuni drepte și declinații cu determinarea poziției echinocțiului de primăvară și a ecuatorului. Al doilea presupune legarea stelelor observate, situate de obicei într-o zonă îngustă în declinație (de unde și termenul: observații de zonă), de stelele de referință, ale căror poziții sunt cunoscute din observațiile fundamentale. Pentru observații relative, fotografia este folosită acum din ce în ce mai mult, iar această zonă a cerului este fotografiată cu tuburi speciale cu o cameră (astrografe) cu o distanță focală destul de mare (de obicei 2-3,4 m). Determinarea relativă a poziției obiectelor apropiate unele de altele, de exemplu, stele duble, planete mici și comete, în raport cu stelele din apropiere, sateliții planetelor în raport cu planeta însăși, determinarea paralaxelor anuale - se realizează folosind ecuatoriale atât vizual. - folosind un micrometru ocular, si fotografic, in care ocularul este inlocuit cu o placa fotografica. În acest scop se folosesc cele mai mari instrumente, cu lentile de la 0 la 1 m. Variabilitatea latitudinii este studiată în principal cu ajutorul telescoapelor zenitale.
Principalele observații de natură astrofizică sunt fotometrice, inclusiv colorimetria, adică determinarea culorii stelelor, și spectroscopice. Primele sunt produse folosind fotometre instalate ca instrumente independente sau, mai des, atașate la un refractor sau reflector. Pentru observațiile spectrale se folosesc spectrografe cu fantă, care sunt atașate la cele mai mari reflectoare (cu o oglindă de la 0 la 2,5 m) sau, în cazuri învechite, la refractoare mari. Fotografiile rezultate ale spectrelor servesc pentru diverse scopuri, cum ar fi: determinarea vitezelor radiale, paralaxele spectroscopice și temperatura. Pentru o clasificare generală a spectrelor stelare, pot fi folosite instrumente mai modeste - așa-numitele. camere prismatice, constând dintr-o cameră fotografică cu diafragmă mare cu focalizare scurtă, cu o prismă în fața obiectivului, dând pe o singură placă spectrele multor stele, dar cu dispersie redusă. Pentru studiile spectrale ale soarelui, precum și ale stelelor, unele observatoare folosesc așa-numitele. telescoape turn, reprezentând beneficii cunoscute. Ele constau dintr-un turn (până la 45 m înălțime), pe deasupra căruia se află un celostat, care trimite razele luminii vertical în jos; O lentilă este plasată puțin sub celostatul prin care trec razele, convergând la un focar la nivelul solului, unde intră într-un spectrograf vertical sau orizontal menținut la temperatură constantă.
Instrumentele menționate mai sus sunt montate pe stâlpi solidi de piatră cu fundații adânci și mari, stând izolat de restul clădirii pentru a nu se transmite șocurile. Refractoarele și reflectoarele sunt plasate în turnuri rotunde (Fig. 2), acoperite cu o cupolă rotativă emisferică cu o trapă derulantă prin care are loc observația.
Pentru refractoare, podeaua turnului este ridicată, astfel încât observatorul să poată ajunge confortabil la capătul ocularului telescopului cu orice înclinare a acestuia din urmă către orizont. Turnurile reflectorizante folosesc de obicei scări și platforme de ridicare mici în loc de podea de ridicare. Turnurile reflectorizante mari trebuie să fie proiectate pentru a asigura o bună izolare termică în timpul zilei împotriva încălzirii și o ventilație suficientă noaptea când domul este deschis. Instrumentele destinate observației într-o anumită verticală - un cerc meridian, un instrument de trecere și parțial un cerc vertical - sunt instalate în pavilioane din tablă ondulată (Fig. 3), în formă de semicilindru culcat. Prin deschiderea trapelor largi sau rularea pereților înapoi se formează un gol larg în planul meridianului sau al primei verticale, în funcție de instalarea instrumentului, permițând observații.
Designul pavilionului trebuie să asigure o bună ventilație, deoarece în timpul observării, temperatura aerului din interiorul pavilionului trebuie să fie egală cu temperatura exterioară, ceea ce elimină refracția incorectă a razei vizuale, numită refracția camerei(Saalrefacție). Cu instrumente de trecere și cercuri meridiane, sunt adesea aranjate lumi, care sunt semne puternice instalate în planul meridianului la o oarecare distanță de instrument.
Observatoarele care oferă serviciu de timp și, de asemenea, fac determinări fundamentale ale ascensiunilor drepte necesită o setare mare a ceasului. Ceasul este amplasat la subsol, la o temperatură constantă. Într-o încăpere specială există tablouri de distribuție și cronografe pentru compararea ceasurilor. Aici este instalat și un post de radio receptor. Dacă observatorul însuși trimite semnale de timp, atunci este necesară și o instalație pentru transmiterea automată a semnalelor; transmisia se realizează prin intermediul uneia dintre cele mai puternice stații radio de transmisie.
Pe lângă observatoarele care funcționează permanent, se înființează uneori observatoare și stații temporare, concepute fie pentru a observa fenomene de scurtă durată, în principal eclipsele de soare (fosta și trecerea lui Venus pe discul soarelui), fie pentru a efectua anumite lucrări, după care un astfel de observator se închide din nou. Astfel, unele observatoare europene și mai ales nord-americane au deschis – timp de câțiva ani – departamente temporare în emisfera sudică pentru observarea cerului sudic în vederea întocmirii cataloagelor poziționale, fotometrice sau spectroscopice ale stelelor sudice folosind aceleași metode și instrumente care au fost folosite pentru același scop la observatorul principal din emisfera nordică. Numărul total al observatoarelor astronomice care funcționează în prezent ajunge la 300. Câteva date și anume: locația, principalele instrumente și principalele lucrări privind cele mai importante observatoare moderne sunt date în tabel.
Observatorul magnetic
Observatorul magnetic este o stație care efectuează observații regulate ale elementelor geomagnetice. Este un punct de referință pentru studii geomagnetice ale zonei adiacente. Materialul oferit de observatorul magnetic este fundamental în studiul vieții magnetice a globului. Activitatea unui observator magnetic poate fi împărțită în următoarele cicluri: 1) studiul variațiilor temporale ale elementelor magnetismului terestru, 2) măsurători regulate ale acestora în măsură absolută, 3) studiul și cercetarea instrumentelor geomagnetice utilizate în studii magnetice, 4) lucrări speciale de cercetare în domenii ale fenomenelor geomagnetice.
Pentru a efectua lucrările de mai sus, observatorul magnetic dispune de un set de instrumente geomagnetice normale pentru măsurarea elementelor magnetismului terestru în măsură absolută: teodolit magnetic şi inclinator, de obicei de tip inductie, ca mai avansat. Aceste dispozitive ar trebui să fie comparativ cu instrumentele standard disponibile în fiecare țară (în URSS sunt stocate la Observatorul Magnetic Slutsk), la rândul lor în comparație cu standardul internațional de la Washington. Pentru a studia variațiile temporale ale câmpului magnetic al pământului, observatorul are la dispoziție unul sau două seturi de instrumente de variație - variometrele D, H și Z, care oferă o înregistrare continuă a modificărilor elementelor magnetismului pământului de-a lungul timpului. Principiul de funcționare al instrumentelor de mai sus - vezi Magnetism terestru. Modelele celor mai comune sunt descrise mai jos.
Un teodolit magnetic pentru măsurători absolute H este prezentat în Fig. 4 și 5. Aici A este un cerc orizontal, citirile de-a lungul căruia sunt luate cu ajutorul microscoapelor B; I - tub pentru observații folosind metoda autocolimației; C - casa pentru magnet m, D - dispozitiv de oprire fixat la baza tubului, in interiorul caruia trece un magnet de sustinere a firului m. În partea superioară a acestui tub se află un cap F, de care este atașat firul. Magneții de deviere (auxiliari) sunt plasați pe lageri M 1 și M 2; orientarea magnetului asupra lor este determinată de cercuri speciale cu citiri folosind microscoape a și b. Observațiile declinației sunt efectuate folosind 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 azimutal, se folosește o măsură special stabilită, al cărei azimut adevărat este determinat folosind măsurători astronomice sau geodezice.
În Fig. 6 și 7. Bobina dublă S se poate roti în jurul unei axe așezate pe rulmenți fixați în inelul R. Poziția axei de rotație a bobinei este determinată de cercul vertical V folosind microscoapele M, M. H este un cerc orizontal folosit pentru a seta axa bobinei în meridianul planului magnetic, K - comutator pentru transformarea curentului alternativ obţinut prin rotirea bobinei în curent continuu. De la bornele acestui comutator, curent este furnizat unui galvanometru sensibil cu un sistem magnetic satizat.
Variometrul H este prezentat în fig. 8. În interiorul unei camere mici, pe un fir de cuarț sau pe un bifilar este suspendat un magnet M. Punctul superior de atașare al firului se află în partea de sus a tubului de suspensie și este conectat la un cap T care se poate roti pe verticală. axă.
O oglindă S este atașată indisolubil de magnet, pe care cade un fascicul de lumină de la iluminatorul aparatului de înregistrare. Lângă oglindă se află o oglindă fixă B, al cărei scop este de a trasa linia de bază pe magnetogramă. L este o lentilă care oferă o imagine a fantei iluminatorului de pe tamburul aparatului de înregistrare. O lentilă cilindrică este instalată în fața tamburului, reducând această imagine la un punct. Acea. înregistrarea pe hârtie fotografică rulată pe un tambur se face prin deplasarea de-a lungul generatricei tamburului a unui punct luminos dintr-o rază de lumină reflectată de oglinda S. Designul variometrului B este același în detaliu ca și 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 interiorul camerei 1, care are un orificiu în partea frontală, închisă de lentila 2. Oscilațiile sistemului magnetic sunt înregistrate de înregistrator datorită unei oglinzi, care este atașată la sistem. Pentru a construi linia de bază, se folosește o oglindă fixă situată lângă cea mobilă. Dispunerea generală a variometrelor în timpul observațiilor este prezentată în Fig. 10.
Aici R este aparatul de înregistrare, U este mecanismul său de ceas, care rotește tamburul W cu hârtie fotosensibilă, l este lentila cilindrică, S este iluminatorul, H, D, Z sunt variometre pentru elementele corespunzătoare ale magnetismului terestru. În variometrul Z, literele L, M și t indică, respectiv, lentila, oglinda conectată la sistemul magnetic și oglinda conectată la dispozitivul de înregistrare a temperaturilor. În funcție de sarcinile speciale la care participă observatorul, echipamentul său suplimentar este de natură specială. Funcționarea fiabilă a instrumentelor geomagnetice necesită conditii specialeîn sensul absenței câmpurilor magnetice perturbatoare, temperaturii constante etc.; Prin urmare, observatoarele magnetice sunt duse mult în afara orașului cu instalațiile sale electrice și amenajate astfel încât să garanteze gradul dorit de constanță a temperaturii. În acest scop, pavilioanele în care se fac măsurători magnetice sunt construite de obicei cu pereți dubli, iar sistemul de încălzire este amplasat de-a lungul unui coridor format din pereții exteriori și interiori ai clădirii. Pentru a elimina influența reciprocă a dispozitivelor variaționale asupra celor normale, ambele sunt de obicei instalate în pavilioane diferite, oarecum îndepărtate unul de celălalt. La construirea unor astfel de clădiri d.b. O atenție deosebită s-a acordat asigurării că nu există mase de fier în interior sau în apropiere, în special în mișcare. În ceea ce privește cablarea electrică d.b. sunt îndeplinite condițiile pentru a garanta absența câmpurilor magnetice de curent electric (cablare bifilară). Apropierea structurilor care creează șocuri mecanice este inacceptabilă.
Deoarece observatorul magnetic este punctul principal pentru studiul vieții magnetice: pământul, este complet firesc să ceri b. sau m. distribuţia lor uniformă pe întreaga suprafaţă a globului. Momentan, această cerință este doar aproximativ satisfăcută. Tabelul de mai jos, care prezintă o listă de observatoare magnetice, oferă o idee despre măsura în care această cerință este îndeplinită. În tabel, caracterele cursive indică modificarea medie anuală a elementului de magnetism terestru, datorită variației seculare.
Cel mai bogat material colectat de observatoarele magnetice constă în studiul variațiilor temporale ale elementelor geomagnetice. Aceasta include ciclul zilnic, anual și secular, precum și acele schimbări bruște ale câmpului magnetic al pământului, care sunt numite furtuni magnetice. Ca urmare a studierii variațiilor zilnice, a fost posibilă izolarea influenței poziției soarelui și a lunii în raport cu locul de observare și stabilirea rolului acestor două corpuri cosmice în schimbările zilnice ale elementelor geomagnetice. Principala cauză a variației este soarele; influența lunii nu depășește 1/15 din influența primului luminar. Amplitudinea fluctuațiilor zilnice, în medie, este de ordinul a 50 γ (γ = 0,00001 gauss, vezi Magnetism terestru), adică aproximativ 1/1000 din tensiunea totală; variază în funcție de latitudinea geografică a locului de observare și este foarte dependentă de perioada anului. De regulă, amplitudinea variațiilor zilnice este mai mare vara decât iarna. Studiul distribuției în timp a furtunilor magnetice a condus la stabilirea legăturii lor cu activitatea soarelui. Numărul furtunilor și intensitatea lor coincid în timp cu numărul petelor solare. Această împrejurare i-a permis lui Stormer să creeze o teorie care să explice apariția furtunilor magnetice prin pătrunderea în straturile superioare ale atmosferei noastre a sarcinilor electrice emise de soare în perioadele de cea mai mare activitate și formarea paralelă a unui inel de electroni în mișcare la o altitudine semnificativă, aproape în afara atmosferei, în planul ecuatorului Pământului.
Observatorul Meteorologic
Observatorul meteorologic, instituție științifică superioară pentru studiul problemelor legate de viața fizică a pământului în sensul cel mai larg. Aceste observatoare se ocupă în prezent nu numai de probleme pur meteorologice și climatologice și de servicii meteorologice, dar includ și în gama lor de sarcini probleme de magnetism terestru, electricitate atmosferică și optică atmosferică; Unele observatoare efectuează chiar și observații seismice. Prin urmare, astfel de observatoare au un nume mai larg - observatoare sau institute geofizice.
Observațiile proprii ale observatoarelor din domeniul meteorologiei au scopul de a furniza material strict științific pentru observațiile efectuate asupra elementelor meteorologice, necesare în scopul climatologiei, serviciului meteorologic și satisfacerii unui număr de solicitări practice bazate pe înregistrările instrumentelor de înregistrare cu înregistrare continuă. a tuturor modificărilor din cursul elementelor meteorologice. Se fac observații directe la anumite ore urgente asupra unor elemente precum presiunea aerului (vezi Barometru), temperatura și umiditatea acestuia (vezi Higrometru), direcția și viteza vântului, lumina soarelui, precipitațiile și evaporarea, stratul de zăpadă, temperatura solului și alte fenomene atmosferice. programul meteorologilor de rând, stații categoria a II-a. Pe lângă aceste observații de program se fac observații de control la observatoarele meteorologice și se efectuează și cercetări cu caracter metodologic, exprimate în stabilirea și testarea unor noi metode de observare a fenomenelor deja parțial studiate; și nu au fost deloc studiate. Observațiile observatorului trebuie să fie pe termen lung pentru a putea trage din ele o serie de concluzii pentru a obține cu suficientă acuratețe valori medii „normale”, pentru a determina magnitudinea fluctuațiilor neperiodice caracteristice unui anumit loc de observare și pentru a determina tipare în cursul acestor fenomene de-a lungul timpului.
Pe lângă realizarea propriilor observații meteorologice, una dintre sarcinile majore ale observatoarelor este de a studia întreaga țară ca întreg sau zonele sale individuale în relații fizice și capitole. arr. din punct de vedere climatic. Materialul observațional care vine de la o rețea de stații meteorologice către observator este supus unui studiu detaliat, control și verificări atente aici pentru a selecta observațiile de cea mai bună calitate care pot fi deja folosite pentru studii ulterioare. Concluziile inițiale din acest material verificat sunt publicate în publicațiile observatorului. Astfel de publicații pe rețeaua fostelor posturi. Rusia și URSS acoperă observații începând cu 1849. Aceste publicații publică capitole. arr. concluziile din observații și numai pentru un număr mic de stații observațiile sunt tipărite integral.
Restul materialului prelucrat și testat este stocat în arhivele observatorului. Ca urmare a studiului profund și amănunțit al acestor materiale, apar din când în când diverse monografii, fie care caracterizează metodologia de prelucrare, fie se referă la dezvoltarea elementelor meteorologice individuale.
Una dintre caracteristicile specifice observatoarelor este un serviciu special de predicții și avertismente despre condițiile meteo. În prezent, acest serviciu este separat de Observatorul Geofizic Principal sub forma unui institut independent - Biroul Central Meteorologic. Pentru a arăta evoluția și realizările serviciului nostru meteorologic, următoarele date arată numărul de telegrame primite de Biroul Meteorologic pe zi din 1917.
În prezent, Biroul Central Meteorologic primește doar până la 700 de telegrame interne, pe lângă rapoarte. În plus, aici se desfășoară lucrări majore pentru îmbunătățirea metodelor de prognoză a vremii. În ceea ce privește gradul de succes al predicțiilor pe termen scurt, acesta este determinat la 80-85%. Pe lângă prognozele pe termen scurt, acum s-au dezvoltat metode și sunt date predicții pe termen lung ale naturii generale a vremii pentru sezonul care urmează sau pentru perioade scurte, sau previziuni detaliate pe probleme individuale (deschiderea și înghețarea râurilor, inundații). , furtuni, viscol, grindină etc.).
Pentru ca observațiile efectuate la stațiile rețelei meteorologice să fie comparabile între ele, este necesar ca instrumentele utilizate pentru efectuarea acestor observații să fie comparate cu standardele „normale” adoptate la congresele internaționale. Sarcina de verificare a instrumentelor este rezolvată de un departament special al observatorului; La toate stațiile din rețea se folosesc doar instrumente care au fost testate la observator și sunt echipate cu certificate speciale care oferă fie corecții, fie constante pentru instrumentele corespunzătoare în condiții de observare date. În plus, în aceleași scopuri de comparabilitate a rezultatelor observațiilor meteorologice directe la stații și observatoare, aceste observații trebuie efectuate în perioade strict definite și conform unui program specific. În acest sens, observatorul emite instrucțiuni speciale de realizare a observațiilor, revizuite din când în când pe baza experimentelor, a progresului științei și în conformitate cu rezoluțiile congreselor și conferințelor internaționale. Observatorul calculează și publică tabele speciale pentru prelucrarea observațiilor meteorologice efectuate la stații.
Pe lângă observatoarele meteorologice, o serie de observatoare efectuează și studii actinometrice și observații sistematice ale intensității radiației solare, radiației difuze și radiației proprii ale pământului. În acest sens, observatorul din Slutsk (fostul Pavlovsk) este binemeritat, unde au fost proiectate un număr destul de mare de instrumente atât pentru măsurători directe, cât și pentru înregistrarea automată continuă a modificărilor diferitelor elemente de radiație (actinografe), iar aceste instrumente au fost instalate. aici pentru muncă mai devreme decât la observatoarele din alte țări. În unele cazuri, se efectuează cercetări pentru a studia energia din anumite părți ale spectrului în plus față de emisia integrală. Problemele legate de polarizarea luminii fac, de asemenea, obiectul unui studiu special la observatoare.
Zboruri științifice pe baloane și baloane libere, efectuate în mod repetat pentru a efectua observații directe ale stării elementelor meteorologice din atmosfera liberă, deși au oferit o serie de date foarte valoroase pentru înțelegerea vieții atmosferei și a legilor care o guvernează, totuși aceste zboruri au avut doar o aplicare foarte limitată în viața de zi cu zi din cauza costurilor semnificative asociate cu acestea, precum și a dificultății de a atinge înălțimi mari. Succesele aviației au făcut solicitări insistente privind clarificarea stării elementelor și capitolelor meteorologice. arr. direcția și viteza vântului la diferite altitudini într-o atmosferă liberă etc. a subliniat importanța cercetării aerologice. Au fost organizate institute speciale și s-au dezvoltat metode speciale pentru ridicarea instrumentelor de înregistrare de diferite modele, care sunt ridicate la înălțime pe zmee sau folosind baloane speciale de cauciuc umplute cu hidrogen. Înregistrările de la astfel de înregistratoare oferă informații despre starea presiunii, temperaturii și umidității, precum și vitezele și direcția aerului la diferite altitudini din atmosferă. În cazurile în care sunt necesare doar informații despre vânt în diferite straturi, observațiile se fac pe mici baloane pilot eliberate liber din locația de observare. Având în vedere importanța enormă a unor astfel de observații în scopul transportului aerian, observatorul organizează o întreagă rețea de puncte aerologice; Prelucrarea rezultatelor observațiilor efectuate, precum și soluționarea unui număr de probleme de importanță teoretică și practică referitoare la mișcarea atmosferei se realizează la observatoare. Observațiile sistematice la observatoarele de mare altitudine oferă, de asemenea, material pentru înțelegerea legilor circulației atmosferice. În plus, astfel de observatoare de mare altitudine sunt importante în chestiunile legate de alimentarea râurilor care provin din ghețari și problemele conexe de irigare, ceea ce este important în climatele semi-deșertice, de exemplu, în Asia Centrală.
Trecând la observațiile elementelor de electricitate atmosferică efectuate la observatoare, este necesar să subliniem că acestea sunt direct legate de radioactivitate și, în plus, au o anumită semnificație în dezvoltarea agriculturii. 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 perturbări care apar în câmpul electric al pământului provoacă perturbări în comunicațiile fără fir și uneori chiar prin fir. Observatoarele situate în locații de coastă, programul lor de lucru și cercetare include studiul hidrologiei maritime, observații și prognoze despre starea mării, care are o importanță directă în scopul transportului maritim.
Pe langa obtinerea de material observational, prelucrarea acestuia si realizarea de concluzii posibile, in multe cazuri pare necesara supunerea fenomenelor observate in natura unui studiu experimental si teoretic. Aceasta implică sarcinile de cercetare de laborator și matematică efectuate de observatoare. În experimentele de laborator, uneori este posibil să se reproducă unul sau altul fenomen atmosferic și să se studieze cuprinzător condițiile de apariție și cauzele sale. În acest sens, putem indica lucrările desfășurate 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, în laboratorul observator a fost studiată problema vitezei de răcire a unui corp încălzit într-un flux de aer, care are o legătură directă cu rezolvarea problemei transferului de căldură în atmosferă. În sfârșit, analiza matematică își găsește o largă aplicație în rezolvarea unei serii de probleme legate de procese și fenomene diverse care au loc în condiții atmosferice, de exemplu, circulația, mișcarea turbulentă etc. În concluzie, vom oferi o listă a observatoarelor situate în URSS. . Pe primul loc trebuie să punem Observatorul Geofizic Principal (Leningrad), fondat în 1849; lângă el, ca filiala de țară, se află observatorul din Slutsk. Aceste instituții îndeplinesc sarcini la scara întregii Uniunii. Pe lângă acestea, au organizat o serie de observatoare cu funcții de importanță republicană, regională sau regională: Institutul de Geofizică din Moscova, Institutul de Meteorologie din Asia Centrală din Tașkent, Observatorul Geofizic din Tiflis, Harkov, Kiev, Sverdlovsk, Irkutsk și Vladivostok. de către institutele de geofizică din Saratov pentru Nijni Novgorod.regiunea Volga și la Novosibirsk pentru Siberia de Vest. Există o serie de observatoare pe mări - în Arhangelsk și un observator nou organizat în Aleksandrovsk pentru bazinul de nord, în Kronstadt - pt. Marea Baltica, la Sevastopol și Feodosia - pentru Cherny și Mările Azov, la Baku - pentru Marea Caspică și la Vladivostok - pentru Oceanul Pacific. O serie de foste universități au și observatoare cu lucrări majore în domeniul meteorologiei și geofizicii în general - Kazan, Odesa, Kiev, Tomsk. Toate aceste observatoare nu numai că efectuează observații la un moment dat, ci organizează și cercetări expediționare, independente sau complexe, pe diverse probleme și departamente de geofizică, ceea ce contribuie semnificativ la studiul forțelor productive ale URSS.
Observator seismic
Observator seismic servește la înregistrarea și studierea cutremurelor. Instrumentul principal în practica de măsurare a cutremurelor este un seismograf, care înregistrează automat orice tremur care are loc într-un anumit plan. Prin urmare, o serie de trei dispozitive, dintre care două sunt pendule orizontale care captează și înregistrează acele componente ale mișcării sau vitezei care apar în direcția meridianului (NS) și paralel (EW), iar al treilea este un pendul vertical pentru înregistrare. deplasări verticale, este necesară și suficientă pentru a rezolva problema locației regiunii epicentrale și a naturii cutremurului care a avut loc. Din păcate, majoritatea stațiilor seismice sunt echipate cu instrumente doar pentru măsurarea componentelor orizontale. Structura organizatorică generală a serviciului seismic din URSS este următoarea. În fruntea întregii probleme se află Institutul Seismic, situat în cadrul Academiei de Științe a URSS din Leningrad. Acesta din urmă gestionează activitățile științifice și practice ale punctelor de observare - observatoare seismice și diverse stații situate în anumite regiuni ale țării și efectuează observații conform unui program specific. Observatorul Seismic Central din Pulkovo, pe de o parte, este angajat în producerea de observații regulate și continue ale tuturor celor trei componente ale mișcării scoarței terestre prin mai multe serii de instrumente de înregistrare, pe de altă parte, efectuează o analiză comparativă. studiul dispozitivelor și metodelor de prelucrare a seismogramelor. În plus, pe baza propriului studiu și experiență, oferă instrucțiuni altor stații din rețeaua seismică. În concordanță cu rolul important pe care acest observator îl joacă în studiul țării din punct de vedere seismic, acesta dispune de un pavilion subteran special construit, astfel încât toate efectele externe - schimbări de temperatură, vibrații ale clădirii datorate loviturilor de vânt etc. - să fie eliminate. . Una dintre holurile acestui pavilion este izolată de pereții și podeaua clădirii generale și în el se află cele mai importante serii de dispozitive foarte sensibile. În practica seismometriei moderne, instrumentele proiectate de academicianul B.B. Golitsyn sunt de mare importanță. În aceste dispozitive, mișcarea pendulelor poate fi înregistrată nu mecanic, ci folosind așa-numitul înregistrare galvanometrică, în care se produce o schimbare a stării electrice într-o bobină care se mișcă împreună cu pendulul seismografului în câmpul magnetic al unui magnet puternic. Prin fire, fiecare bobină este conectată la un galvanometru, al cărui ac oscilează odată cu mișcarea pendulului. O oglindă atașată la acul galvanometrului permite monitorizarea modificărilor care apar în dispozitiv fie direct, fie prin înregistrarea fotografică. Acea. nu este nevoie să intrați în încăpere cu instrumente și astfel să perturbați echilibrul în instrumente cu curenți de aer. Cu această instalare, dispozitivele pot avea o sensibilitate foarte mare. Pe lângă cele de mai sus, seismografe cu inregistrare mecanica. Designul lor este mai brut, sensibilitatea este mult mai scăzută, iar cu ajutorul acestor dispozitive este posibilă controlul și, cel mai important, restabilirea înregistrărilor dispozitivelor de înaltă sensibilitate în cazul apariției diferitelor tipuri de defecțiuni. Pe lângă lucrările în desfășurare, observatorul central efectuează și numeroase studii speciale de importanță științifică și aplicativă.
Observatoare sau stații de categoria I sunt destinate înregistrării cutremurelor îndepărtate. Sunt echipate cu instrumente de sensibilitate suficient de mare și, în majoritatea cazurilor, sunt echipate cu un set de instrumente 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 unui pendul vertical, se poate decide problema naturii undei, adică determinarea când o compresie sau rarefacție. valul se apropie. Unele dintre aceste posturi mai au instrumente de înregistrare mecanică, adică mai puțin sensibile. Un număr de stații, pe lângă cele generale, se ocupă de probleme locale de importanță practică semnificativă, de exemplu, în Makeyevka (Donbass), conform înregistrărilor instrumentelor, se poate găsi o legătură între fenomenele seismice și degajările de gaze de cenzură; instalațiile din Baku permit determinarea influenței fenomenelor seismice asupra regimului surselor de petrol etc. Toate aceste observatoare publică buletine independente, în care, pe lângă Informații generale despre poziția stației și despre instrumente se oferă informații despre cutremure, indicând momentele de declanșare a valurilor de diverse ordine, maxime succesive în faza principală, maxime secundare etc. În plus, date despre deplasările proprii ale solului în timpul se semnalează cutremure.
In cele din urma puncte de observare seismică categoria a 2-a sunt destinate să înregistreze cutremure care nu sunt deosebit de îndepărtate sau chiar locale. Având în vedere acest lucru, aceste stații sunt amplasate ch. arr. în zonele seismice, precum în Uniunea noastră sunt Caucaz, Turkestan, Altai, Baikal, Peninsula Kamchatka și Insula Sahalin. Aceste statii sunt dotate cu pendule grele cu inregistrare mecanica, si dispun de pavilioane speciale semisubterane pentru instalatii; ele determină momentele de apariție a undelor primare, secundare și lungi, precum și distanța până la epicentru. Toate aceste observatoare seismice servesc și ca servicii de timp, deoarece observațiile instrumentelor sunt estimate cu o precizie de câteva secunde.
Printre alte probleme abordate de observatoarele speciale, subliniem studiul atracțiilor lunar-solare, adică mișcările de maree ale scoarței terestre, similare fenomenelor de flux și reflux observate în mare. Pentru aceste observații, apropo, a fost construit un observator special în interiorul unui deal de lângă Tomsk, iar aici au fost instalate 4 penduluri orizontale ale sistemului Zellner în 4 azimuturi diferite. Cu ajutorul unor instalații seismice speciale s-au efectuat observații ale vibrațiilor pereților clădirilor sub influența motoarelor diesel, observații ale vibrațiilor culeelor podurilor, în special podurilor de cale ferată, în timpul deplasării trenurilor de-a lungul acestora, observații ale regimului. de izvoare minerale etc. Recent, observatoarele seismice au întreprins observații expediționare speciale în scopul studierii locației și distribuției straturilor subterane, ceea ce este de mare importanță la căutarea mineralelor, mai ales dacă aceste observații sunt însoțite de lucrări gravimetrice. În sfârșit, o activitate expediționară importantă a observatoarelor seismice este realizarea nivelării de înaltă precizie în zone supuse unor fenomene seismice semnificative, deoarece lucrările repetate în aceste zone fac posibilă determinarea cu precizie a mărimii deplasărilor orizontale și verticale care au avut loc ca urmare a un anumit cutremur și pentru a face o prognoză pentru deplasări ulterioare și fenomene de cutremur.
Detalii Categoria: Lucrarea astronomilor Publicat 10.11.2012 17:13 Vizualizări: 8741
Un observator astronomic este o instituție de cercetare care efectuează observații sistematice ale corpurilor și fenomenelor cerești.
De obicei, un observator este construit pe o zonă ridicată, unde se deschide o vedere bună. Observatorul este dotat cu instrumente de observare: telescoape optice și radio, instrumente de prelucrare a rezultatelor observațiilor: astrografe, spectrografe, astrofotometre și alte dispozitive de caracterizare a corpurilor cerești.
Din istoria observatorului
Este greu să numim chiar momentul când au apărut primele observatoare. Desigur, acestea au fost structuri primitive, dar totuși s-au efectuat observații ale corpurilor cerești în ele. Cele mai vechi observatoare sunt situate în Asiria, Babilon, China, Egipt, Persia, India, Mexic, Peru și alte țări. Preoții antici au fost în esență primii astronomi, pentru că au observat cerul înstelat.
- un observator creat în epoca de piatră. Este situat lângă Londra. Această structură a fost atât un templu, cât și un loc pentru observații astronomice – interpretarea Stonehenge-ului ca un mare observator al epocii de piatră aparține lui J. Hawkins și J. White. Speculația că acesta este un observator antic se bazează pe faptul că plăcile sale de piatră sunt instalate într-o anumită ordine. Este bine cunoscut faptul că Stonehenge era un loc sacru al druidilor - reprezentanți ai castei preoțești a vechilor celți. Druizii erau foarte versați în astronomie, de exemplu, 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 ai Stonehenge și, datorită acestui fapt, au avut o mare putere și influență.
Un alt observator antic, construit cu aproximativ 5 mii de ani în urmă, a fost găsit pe teritoriul Armeniei.
În secolul al XV-lea la Samarkand, marele astronom Ulugbek a construit un observator remarcabil pentru timpul său, în care instrumentul principal era un cadran uriaș pentru măsurarea distanțelor unghiulare ale stelelor și ale altor lumini (citiți despre asta 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 celebrul muzeu din Alexandria, aranjat de Ptolemeu al II-lea Philadelphus. Aristilus, Timoharis, Hiparh, Aristarh, Eratosthenes, Geminus, Ptolemeu și alții au obținut aici rezultate fără precedent. Aici, pentru prima dată, au început să folosească instrumente cu cercuri împărțite. Aristarh a instalat un cerc de cupru în planul ecuatorului și, cu ajutorul lui, a observat direct timpii de trecere a Soarelui prin echinocții. Hipparchus a inventat astrolabul (un instrument astronomic bazat pe principiul proiecției stereografice) cu două cercuri reciproc perpendiculare și dioptrii pentru observații. Ptolemeu a introdus cadranele și le-a stabilit folosind un plumb. Trecerea de la cercuri complete la cadrane a fost, în esență, un pas înapoi, dar autoritatea lui Ptolemeu a menținut cadranele la observatoare până pe vremea lui Roemer, care a dovedit că observațiile se făceau mai precis prin utilizarea cercurilor complete; cu toate acestea, cadranele au fost complet abandonate abia la începutul secolului al XIX-lea.
Primele observatoare de tip modern au început să fie construite în Europa după inventarea telescopului - în secolul al XVII-lea. Primul mare observator de stat – parizian. A fost construită în 1667. Alături de cadrane și alte instrumente ale astronomiei antice, aici erau deja folosite telescoape mari refractoare. Deschis în 1675 Observatorul Regal din Greenwichîn Anglia, la periferia Londrei.
Există peste 500 de observatoare în lume.
observatoarele rusești
Primul observator din Rusia a fost observatorul privat al A.A. Lyubimov din Kholmogory, regiunea Arhangelsk, 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, lângă Sankt Petersburg a fost înființat Observatorul Pulkovo, echipat cu cele mai avansate instrumente care au făcut posibilă obținerea unor rezultate extrem de precise. Pentru aceasta, Observatorul Pulkovo a fost numit capitala astronomică a lumii. Acum, în Rusia există peste 20 de observatoare astronomice, printre care cel mai important este Observatorul Astronomic Principal (Pulkovo) al Academiei de Științe.
Observatoarele lumii
Printre observatoare străine cele mai mari sunt Greenwich (Marea Britanie), Harvard și Muntele Palomar (SUA), Potsdam (Germania), Cracovia (Polonia), Byurakan (Armenia), Viena (Austria), Crimeea (Ucraina), etc. Observatorii din diferite țări fac schimb de observații rezultatele și cercetarea urmează adesea același program pentru a produce cele mai precise date.
Construirea de observatoare
O clădire tipică pentru observatoarele moderne este o clădire cilindrică sau cu mai multe fațete. Acestea sunt turnuri în care sunt instalate telescoape. Observatoarele moderne sunt echipate cu telescoape optice situate în clădiri cu cupole închise sau radiotelescoape. Lumina colectată de telescoape este înregistrată prin metode fotografice sau fotoelectrice și analizată pentru a obține informații despre obiectele astronomice îndepărtate. Observatoarele sunt de obicei situate departe de orașe, în zonele climatice cu puțină înnorare și, dacă este posibil, pe platouri înalte, unde turbulențele atmosferice sunt nesemnificative și se pot studia radiațiile infraroșii absorbite de straturile inferioare ale atmosferei.
Tipuri de observatoare
Există observatoare specializate care funcționează după un program științific restrâns: radioastronomie, stații montane pentru observarea Soarelui; unele observatoare sunt asociate cu observațiile făcute de astronauți din nave spațiale și stații orbitale.
Majoritatea gamei infraroșu și ultraviolete, precum și razele X și razele gamma de origine cosmică, sunt inaccesibile pentru observare de pe suprafața Pământului. Pentru a studia Universul în aceste raze, este necesar să luați instrumente de observație în spațiu. Până de curând, astronomia extra-atmosferică nu era disponibilă. Acum a devenit o ramură a științei în dezvoltare rapidă. Fără cea mai mică exagerare, rezultatele obținute de la telescoapele spațiale au revoluționat multe dintre ideile noastre despre Univers.
Un telescop spațial modern este un set unic de instrumente, dezvoltat și operat de mai multe țări de mulți ani. Mii de astronomi din întreaga lume participă la observațiile la observatoarele orbitale moderne.
Imaginea prezintă designul celui mai mare telescop optic în infraroșu de la Observatorul European de Sud, cu o înălțime de 40 m.
Funcționarea cu succes a unui observator spațial necesită eforturile comune ale unei varietăți de specialiști. Inginerii spațiali pregătesc telescopul pentru lansare, îl pun pe orbită și se asigură că toate instrumentele sunt alimentate cu energie și funcționează corect. Fiecare obiect poate fi observat timp de câteva ore, așa că este deosebit de important să păstrăm orientarea satelitului care orbitează Pământul în aceeași direcție, astfel încât axa telescopului să rămână îndreptată direct către obiect.
Observatoare în infraroșu
Pentru a efectua observații în infraroșu, trebuie să trimiteți o încărcătură destul de mare în spațiu: telescopul în sine, dispozitive pentru procesarea și transmiterea informațiilor, un răcitor, care ar trebui să protejeze receptorul IR de radiația de fundal - cuante infraroșii emise de telescop însuși. Prin urmare, în întreaga istorie a zborurilor spațiale, foarte puține telescoape în infraroșu au funcționat în spațiu. Primul observator în infraroșu a fost lansat în ianuarie 1983, ca parte a proiectului comun SUA-European IRAS. În noiembrie 1995, Agenția Spațială Europeană a lansat observatorul în infraroșu ISO pe orbita joasă a Pământului. Are un telescop cu același diametru al oglinzii ca și IRAS, dar detectoare mai sensibile sunt folosite pentru a înregistra radiațiile. Observațiile ISO au acces la o gamă mai largă a spectrului infraroșu. Mai multe proiecte de telescop spațial în infraroșu sunt în prezent în curs de dezvoltare și vor fi lansate în următorii ani.
Stațiile interplanetare nu se pot descurca fără echipamente IR.
Observatoare ultraviolete
Radiația ultravioletă de la Soare și stele este aproape complet absorbită de stratul de ozon al atmosferei noastre, astfel încât cuantele UV pot fi detectate doar în straturile superioare ale atmosferei și dincolo.
Pentru prima dată, un telescop reflectorizant ultraviolet cu diametrul oglinzii (SO cm) și un spectrometru special pentru ultraviolete au fost lansate în spațiu pe satelitul comun american-european Copernicus, lansat în august 1972. Observațiile asupra acestuia au fost efectuate până în 1981.
În prezent, se lucrează în Rusia pentru pregătirea lansării unui nou telescop ultraviolet „Spectrum-UV” cu diametrul oglinzii de 170 cm. Marele proiect internațional „Spectrum-UV” – „World Space Observatory” (WKO-UV) are ca scop explorarea Universului în zone inaccesibile observațiilor cu instrumente de la sol în regiunea 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 își manifestă, de asemenea, interes pentru a participa la proiect. Institutul de Astronomie al Academiei Ruse de Științe este organizația științifică principală a proiectului. Organizația principală pentru complexul de rachete și spațiu este NPO-ul care poartă numele. S.A. Lavochkina.
În Rusia, se creează instrumentul principal al observatorului - un telescop spațial cu o oglindă principală cu diametrul de 170 cm. Telescopul va fi echipat cu spectrografe de înaltă și joasă rezoluție, un spectrograf cu fantă lungă, precum și camere pentru construirea imagini de înaltă calitate în UV și părțile optice ale spectrului.
În ceea ce privește capacitățile, proiectul VKO-UV este comparabil cu telescopul spațial american Hubble (HST) și chiar îl depășește în spectroscopie.
EKO-UV va deschide noi oportunități pentru cercetarea planetelor, astrofizicii stelare, extragalactice și cosmologie. Lansarea observatorului este programată în 2016.
Observatoare cu raze X
Razele X ne aduc informații despre procesele cosmice puternice asociate cu condiții fizice extreme. Energia mare a razelor X și a razelor gamma le permite să fie înregistrate „bucata cu bucată”, cu indicarea exactă a timpului de înregistrare. Detectoarele cu raze X sunt relativ ușor de fabricat și sunt ușori. Prin urmare, au fost folosite pentru observații în straturile superioare ale atmosferei și dincolo de ele folosind rachete de mare altitudine chiar înainte de primele lansări de sateliți artificiali de pe Pământ. Telescoape cu raze X au fost instalate pe multe stații orbitale și nave spațiale interplanetare. În total, aproximativ o sută de astfel de telescoape au vizitat spațiul din apropierea Pământului.
Observatoare cu raze gamma
Radiația gamma este strâns legată de radiația cu raze X, așa că sunt folosite metode similare pentru a le înregistra. Foarte des, telescoapele lansate pe orbite apropiate de Pământ examinează simultan atât sursele de raze X, cât și sursele de raze gamma. Razele gamma ne aduc informații despre procesele care au loc în interiorul nucleelor atomice și despre transformările particulelor elementare în spațiu.
Au fost clasificate primele observații ale surselor gamma cosmice. La sfârșitul anilor 60 - începutul anilor 70. Statele Unite au lansat patru sateliți militari din seria Vela. Echipamentul acestor sateliți a fost dezvoltat pentru a detecta exploziile de raze X dure și radiații gamma care apar în timpul exploziilor nucleare. Cu toate acestea, s-a dovedit că majoritatea exploziilor înregistrate nu sunt asociate cu teste militare, iar sursele lor nu se află pe Pământ, ci în spațiu. Astfel, a fost descoperit unul dintre cele mai misterioase fenomene din Univers - exploziile de raze gamma, care sunt fulgerări unice puternice de radiații dure. Deși primele explozii de raze gamma cosmice au fost înregistrate în 1969, informațiile despre ele au fost publicate doar patru ani mai târziu.
Observatoare astronomice (în astronomie). Descrierea observatoarelor din antichitate și din lumea modernă.
Un observator astronomic este o instituție științifică concepută pentru a observa corpurile cerești. Este construit pe un loc înalt din care poți privi oriunde. Toate observatoarele sunt în mod necesar echipate cu telescoape și echipamente similare pentru observații astronomice și geofizice.
1. „Observatoare” astronomice în antichitate.
Din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au situat pe dealuri sau pe terenuri înalte pentru observații astronomice. Piramidele au servit și ca locuri de observație.
Nu departe de cetatea Karnak, care se află în orașul Luxor, există un sanctuar Ra - Gorakhte. În ziua solstițiului de iarnă, soarele a răsărit de acolo.
Cel mai vechi prototip al unui observator astronomic este faimosul Stonehenge. Există o presupunere că într-o serie de parametri corespundea răsăritului în zilele solstițiului de vară.
2. Primele observatoare astronomice.
Deja în 1425, construcția unuia dintre primele observatoare a fost finalizată lângă Samarkand. Era unic, deoarece nu exista nimic asemănător altundeva.
Mai târziu, regele danez a pus deoparte o insulă din apropierea Suediei pentru a crea un observator astronomic. Au fost construite două observatoare. Și timp de 21 de ani, activitățile regelui au continuat pe insulă, timp în care oamenii au aflat din ce în ce mai multe despre ce este Universul.
3. Observatoarele Europei și Rusiei.
Curând, observatoarele au început să fie create rapid în Europa. Unul dintre primele a fost observatorul din Copenhaga.
Unul dintre cele mai magnifice observatoare ale acelei vremuri a fost construit la Paris. Acolo lucrează cei mai buni oameni de știință.
Observatorul Regal Greenwich își datorează popularitatea faptului că „meridianul Greenwich” trece prin axa instrumentului de trecere. A fost fondată din ordinul domnitorului Carol al II-lea. Construcția a fost justificată de necesitatea măsurării longitudinii unui loc în timpul navigației.
După construirea observatoarelor din Paris și Greenwich, în numeroase alte țări europene au început să fie create observatoare de stat. Peste 100 de observatoare încep să funcționeze. Aceștia funcționează în aproape fiecare instituție de învățământ, iar numărul observatoarelor private este în creștere.
Printre primele care au fost construite a fost observatorul Academiei de Științe din Sankt Petersburg. În 1690, pe Dvina de Nord, lângă Arhangelsk, a fost creat observatorul astronomic fundamental din Rusia. În 1839, a fost deschis un alt observator - Pulkovo. Observatorul Pulkovo a fost și este de cea mai mare importanță în comparație cu alții. Observatorul astronomic al Academiei de Științe din Sankt Petersburg a fost închis, iar numeroasele sale instrumente și instrumente au fost transportate la Pulkovo.
Începutul unei noi etape în dezvoltarea științei astronomice datează de la înființarea Academiei de Științe.
Odată cu prăbușirea URSS, costurile dezvoltării cercetării sunt reduse. Din această cauză, în țară încep să apară observatoare neasociate statului, dotate cu echipamente de nivel profesional.