Человека всегда мучили вопросы: как появилась Земля, почему на ней зародилась жизнь, что там, за пределами планеты, каково наше место во Вселенной? Благодаря такой науке, как астрономия, мы постепенно познаем мир во всех его ракурсах, и инструментом наблюдения за близкими и далекими небесными телами, в первую очередь, являются телескопы. О работе астрографа и камеры ВАУ – оборудовании, с помощью которого школьники, ученики бесплатной астрофизической школы «Траектория» им. Олега Верходанова, осваивают загадочный космос, – рассказал российский астроном, популяризатор науки, преподаватель астрофизической школы «Траектория», доктор физико-математических наук, профессор РАН Дмитрий Вибе.
Земной учебный центр небесных наблюдений
– Звенигородская обсерватория Института астрономии Российской академии наук в ее нынешнем формате была создана в 1979 году, но ее история в целом насчитывает на 20 лет больше, – рассказывает Дмитрий Вибе. – В 1958 году обсерватория располагалась на бывшей территории Института прикладной геофизики у деревни Новошихово, а в 1964-м переместилась на площадку напротив села Луцино, в 12 км от подмосковного города Звенигорода. В связи с географической близостью к столице и не самыми благоприятными погодными условиями, наблюдения проводятся здесь лишь 67 ночей в году.
Обсерватория изначально создавалась как учебная, крупных научных открытий здесь не делается: телескопы, установленные на территории, сравнительно невелики и ограничены по функционалу, да и, как уже говорилось, не особо «подходит» небо.
Телескопы обыкновенно располагаются высоко над землей, на верхних этажах башен. Поэтому, чтобы попасть в подкупольное пространство, необходимо подняться на несколько метров по витиеватым лестницам.
«Фотоаппарат» юного астронома
Астрограф (фотографический телескоп) Звенигородской обсерватории не используется для научных наблюдений с середины 1990-х годов – на сегодняшний день это учебный инструмент для школьников. В нем нет никакой автоматизации, практически все операции осуществляются вручную. Однако во время работы постоянная ручная подстройка не нужна: благодаря часовому механизму, телескоп медленно, незаметно для глаза, следует за суточным движением небосвода.
Избегайте перегрева!
Несмотря на то, что телескоп является своего рода фотоаппаратом или инструментом астрофотографии, нельзя снимать вслепую. Чтобы посмотреть, что мы фотографируем, предусмотрено два вспомогательных телескопа. От фокусного расстояния телескопа зависит масштаб изображения, которое получается на снимке с телескопа. Если при наблюдении звезд увеличение корректируется окуляром, то в фотосъемке окуляр не участвует. Фокусные расстояния от 500 мм уже вполне подходят для астрофотографии. Телескопы с фокусными расстояниями от 1000 мм и более навести сложнее. И еще: чем больше диаметр объектива телескопа, тем менее яркие объекты можно наблюдать с его помощью. Астрофотография способна зафиксировать то, чего не увидеть в телескоп глазами.
Звенигородский телескоп – линзовый. Здесь в качестве главного оптического элемента используется 40-сантиметровая линза. Для сравнения: диаметр главного монолитного зеркала крупнейшего в России и Евразии оптического зеркального телескопа БТА (большого телескопа азимутального) – 6 метров. Телескоп установлен в Специальной астрофизической обсерватории (САО) РАН около поселка Нижний Архыз в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесии. Крупные линзовые телескопы почти не используются в профессиональной астрономии: тяжелый оптический элемент, расположенный на верхнем конце трубы, препятствует балансировке.
Еще одна особенность: звенигородский астрограф не был установлен в башне, павильон построили вокруг него. Телескоп стоит сам по себе, его колонна расположена на собственном бетонном основании и независима от здания: так можно уберечь аппарат от тряски.
Финальная отличительная черта: наблюдатель обязан постоянно присутствовать рядом с телескопом. И тут надо отметить, что в помещении холодно, оно принципиально не отапливается (время комфортного пребывания здесь – 3 минуты): большая разница между температурой оптических деталей телескопа и его монтировки и наружной температурой ухудшает оптические качества и делает изображение нечетким.
«ВАУ-эффект» в астрономии
Камера ВАУ (высокоточная астрономическая установка) представляет собой широкоугольный светосильный телескоп катадиоптрической схемы, созданный в основном для наблюдения искусственных спутников Земли. Катадиоптрические оптические системы содержат как отражающие, так и преломляющие элементы. Камера ВАУ в Звенигородской обсерватории, единственная в мире, способная проводить массовые наблюдения геостационарных спутников (ГСС), вступила в строй в 1971 году. Она может отслеживать любые спутники, двигаясь в произвольном, заданном исследователем направлении, обладает значительно большей подвижностью, нежели астрограф. Камера управляется при помощи связанного с ней компьютера. Наблюдение за спутниками по сей день остается одним из приоритетных направлений исследований в Звенигородской обсерватории. По оценкам астрономов, возле Земли сейчас летает 8 тысяч тонн металлолома, в космос в целом запущено около 1,5 тысяч космических аппаратов. Космический мусор может мешать действующим аппаратам, те, в свою очередь, – друг другу, поэтому нужна диспетчерская служба, которая отслеживает и корректирует траекторию движения космического мусора. У нас в стране этим занимается Система контроля космического пространства. Для корректной работы ей нужна оперативная информация: что, где, куда, откуда, когда летит. Однако не с любой точки Земли видны все искусственные спутники, да и погода может сыграть злую шутку, поэтому телескопы должны быть разбросаны по большой территории. «Труба», похожая на бетономешалку, – обманка, телескоп находится рядом. Производство фотопленки для телескопа прекратилось в 1995 году, и теперь старая камера используется для наведения телескопа, а для фотографирования установлено новое устройство. Цифровая камера выводит изображение в комнату наблюдателя, и то, что мы видим в телескоп, исследователь созерцает на мониторе компьютера.
…Картинки из космоса завораживают, притягивают взгляд и долго не отпускают: кто-то так на всю жизнь и остается в их плену. Некоторые школьники уже сделали первые шаги в астрономию именно в этих двух башнях с витиеватыми лестницами, ведущими к сложнейшему оборудованию, которое делает звезды чуть ближе. Когда погода позволяла, ребята из астрофизической школы «Траектория» здесь, в обсерватории, на вечерних занятиях наблюдали за небесными телами, а если облачность не давала увидеть звезды, расстраивались. И для каждого из них первый взгляд в телескоп на ночное небо надолго останется главным воспоминанием.
Оригинальная статья размещена здесь.
Чтобы быть в курсе последних новостей из мира образования, подписывайтесь на наш Telegram-канал.