Мир Знаний

Приборы и техника астрономических наблюдений (стр. 2 из 3)

Созданы инструменты, позволяющие вести наблюдения небесных тел в различных диапазонах электромагнитного излучения, в том числе и в невидимом диапазоне. Это радиотелескопы и Вингерферометры, а также инструменты, применяемые в рентгеновской астрономии, гаммастрономии, инфракрасной астрономии.

Для наблюдений некоторых астрономических объектов разработаны специальные конструкции инструментов. Таковы солнечный телескоп, коронограф (для наблюдений солнечной короны), кометоискатель, метеорный патруль, спутниковая фотографическая камера (для фотографических наблюдений спутников) и многие другие.

Для фотографических наблюдений используются астрографы. Для астрофизических исследований нужны телескопы со специальными приспособлениями, предназначенными для спектральных (объективная призма, астроспектрограф), фотометрических (астрофотометр), поляриметрических и других наблюдений.

Повысить проницающую силу телескопа удается путем применения в наблюдениях телевизионной техники - телевизионного телескопа, а также фотоэлектронных умножителей.

Важный прибор, необходимый для наблюдений - астрономические часы.

Существенно обогатила наши представления о Вселенной радиоастрономия, зародившаяся в начале 30-х гг. нашего столетия. В 1943 г. российские ученые Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации Луны. Радиоволны, посланные человеком, достигли Луны и, отразившись от нее, вернулись на Землю.50-е годы XX в. - период необыкновенно быстрого развития радиоастрономии. Ежегодно радиоволны приносили из космоса новые удивительные сведения о природе небесных тел.

Двадцатый век привнес в работу астрономов совершенно новые возможности. В октябре 1957 года перед астрономами открылись новые горизонты в изучении Вселенной. Первый космический спутник открыл двери в новое информационное измерение. Так, например, исследование космических источников в рентгеновском диапазоне начались с выводом соответствующих астрономических инструментов за пределы земной атмосферы. Основная цель рентгеновской астрономии - диагностика горячей плазмы, что позволяет изучать природу взрывных процессов в различных объектах, а также свойства вещества в экстремальных физических состояниях, недостижимых в земных лабораториях.

Космическая обсерватория "Гранат", начавшая свою работу в 1989 году.

Среди приборов обсерватории, был и рентгеновский телескоп, с помощью которого изучались нейтронные звезды, черные дыры, белые карлики, остатки вспышек сверхновых звезд, межзвездная среда нашей Галактики, молекулярные облака, центр нашей Галактики, внегалактические объекты, фоновое рентгеновское излучение нашей Вселенной.

В 1979 году впервые на орбите начал свою работу радиотелескоп, что открывало возможности по созданию в будущем гигантских космических адиоинтерферометров, базой которых могли быть расстояния в сотни миллионов километров. Для исследования неба в наиболее энергичной части спектра используют гамма - телескопы, примером которого является прибор, установленный на космической обсерватории "Гамма", запущенной в космос в 1990 году. Кроме того, земная атмосфера мешает наблюдениям и в оптическом диапазоне, именно по этой причине астрономы всегда стремились разместить свои приборы как можно выше в горах, там воздействие атмосферы несколько ослаблено, и потому наблюдения более успешны. Теперь же стало возможным выводить в открытый космос и оптические телескопы. В 1987 году на орбиту Земли был выведен крупнейший космический прибор - оптический телескоп с диаметром зеркала 2,4 м, названный в честь астронома - Эдвина Хаббла. Наблюдение на этом телескопе дало массу новой информации о строении Вселенной, о природе самых различных космических объектов.

Но не менее велико значение межпланетных космических станций, призванных подробно изучать объекты Солнечной системы. Аппараты, созданные человеческими руками, побывали на поверхности Луны, Венеры, Марса, некоторых малых телах. Кроме того, космические аппараты пролетали в непосредственной близости от Меркурия, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, кометы Галлея, некоторых других космических тел, передав большое количество интереснейших фотографий и море иной информации.

Спускаемый аппарат станции "Венера-14"

Среди этих станций нельзя не отметить известные серии "Марс" и "Венера", аппараты этих серий в 60ых - 80ых годах провели широкие исследования одноименных планет, среди американских аппаратов нельзя обойти молчанием серии "Маринер" и "Викинг". На рисунке изображенСпускаемый аппарат станции "Венера-14". На поверхности Венеры ему пришлось работать под давлением почти в 100 атмосфер и температурой окружающей углекислоты в 470 градусов С. И при этом передавать информацию на орбитальную часть станции.

В 1972-ом и в 1973-ем годах в дальний космос были запущены соответственно "Пионер-10" и "Пионер-11". Исследовав Юпитер, "Пионер-10" в 1979 году пересек орбиту Урана, а в 1987 году вышел за пределы Солнечной системы, став первым межзвездным кораблем.

В 1977 году были запущены космические аппараты: "Вояджер-1" и "Вояджер-2". "Вояджеру-2" предстояло выполнить самую великую исследовательскую миссию 20-ого века. Его путь пролегал через систему Юпитера, которую он пересек в 1979 году, далее в 1981 году он пролетел рядом с Сатурном и продолжил свой путь к более удаленным планетам - в 1986 году его фотокамеры передали человечеству виды Урана и его спутников, а в 1989году люди увидели с относительно близкого расстояния систему Нептуна.

После чего аппарат пересек границы Солнечной системы и отправился в межзвездное путешествие. Связь с ним до сих пор поддерживается с Земли и, предположительно, это будет возможно до 2013 года.

Астрономические приборы и техника астрономических наблюдений

Было время, когда небеса казались людям таинственными, а все происходящее в них - недоступным человеческому разуму. Первоначально задачи астрономии в основном сводились лишь к наблюдению положений небесных светил и определению местоположения наблюдателя на поверхности Земли. Лишь со времен Галилея, с изобретением телескопа, астрономы приступили к изучению физической природы небесных тел.

Современные астрономические инструменты используются для измерения точных положений светил на небесной сфере (систематические наблюдения такого рода позволяют изучать движения небесных светил); для определения скорости движения небесных светил вдоль луча зрения (лучевые скорости): для вычисления геометрических и физических характеристик небесных тел; для изучения физических процессов, происходящих в различных небесных телах; для определения их химического состава и для многих других исследований небесных объектов, которыми занимается астрономия. Все сведения о небесных телах и других космических объектах добываются путем исследования различных излучений, поступающих из космоса, свойства которых находятся в непосредственной зависимости от свойств небесных тел и от физических процессов, протекающих в мировом пространстве. В связи с этим основным средством астрономических наблюдений служат приемники космических излучений, и в первую очередь телескопы, собирающие свет небесных светил.

В настоящее время применяются три основных типа оптических телескопов: линзовые телескопы, или рефракторы, зеркальные телескопы, или рефлекторы, и смешанные, зеркально-линзовые системы. Мощность телескопа непосредственно зависит от геометрических размеров его объектива или зеркала, собирающего свет. Поэтому в последнее время все большее применение получают телескопы-рефлекторы, так как по техническим условиям возможно изготовление зеркал значительно больших диаметров, чем оптических линз.

В середине прошлого столетия, на Крымской астрофизической обсерватории вступил в строй крупнейший в Европе телескоп-рефлектор с поперечником зеркала 2,6 метра, построенный на советских оптических заводах.

Современные телескопы представляют собой весьма сложные и совершенные агрегаты, при создании которых используются новейшие достижения электроники и автоматики. Современная техника позволила создать целый ряд приспособлений и устройств, намного расширивших возможности астрономических наблюдений: телевизионные телескопы дают возможность получать на экране четкие изображения планет, электронно-оптические преобразователи позволяют вести наблюдения в невидимых инфракрасных лучах, в телескопах с автоматической корректировкой компенсируется влияние атмосферных помех. В последние годы все более широкое распространение получают новые приемники космического излучения - радиотелескопы, позволяющие заглянуть в недра Вселенной намного дальше, чем самые мощные оптические системы.

Существенно обогатила наши представления о Вселенной радиоастрономия, зародившаяся в начале 30-х гг. нашего столетия. В 1943 г. советские ученые Л. И, Мандельштам и Н.Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации Луны.

Радиоволны, посланные человеком, достигли Луны и, отразившись от нее, вернулись на Землю.50-е годы 20в. - период необыкновенно быстрого развития радиоастрономии. Ежегодно радиоволны приносили из космоса новые удивительные сведения о природе небесных тел. Сегодня радиоастрономия использует самые чувствительные приемные устройства и самые большие антенны. Радиотелескопы проникли в такие глубины космоса, которые пока остаются недосягаемыми для обычных оптических телескопов. Перед человеком раскрылся радиокосмос - картина Вселенной в радиоволнах.