Wie unterscheidet sich ein Labor von einer Sternwarte? Schullexikon. Die besten modernen ausländischen Observatorien
OBSERVATORIUM
eine Einrichtung, in der Wissenschaftler Naturphänomene beobachten, studieren und analysieren. Die berühmtesten astronomischen Observatorien für das Studium von Sternen, Galaxien, Planeten und anderen Himmelsobjekten. Es gibt auch meteorologische Observatorien, um das Wetter zu beobachten; geophysikalische Observatorien zur Untersuchung atmosphärischer Phänomene, insbesondere Polarlichter; seismische Stationen zur Aufzeichnung von Schwingungen, die durch Erdbeben und Vulkane in der Erde angeregt werden; Observatorien zur Beobachtung von kosmischer Strahlung und Neutrinos. Viele Observatorien sind nicht nur mit Serieninstrumenten zur Aufzeichnung von Naturphänomenen ausgestattet, sondern auch mit einzigartigen Instrumenten, die unter bestimmten Beobachtungsbedingungen höchstmögliche Empfindlichkeit und Genauigkeit bieten. Früher wurden Observatorien in der Regel in der Nähe von Universitäten gebaut, aber dann wurden sie an Orten mit den besten Bedingungen für die Beobachtung der untersuchten Phänomene aufgestellt: seismische Observatorien - an den Hängen von Vulkanen, meteorologische - gleichmäßig verteilt der Globus, Polarlichter (zur Beobachtung von Polarlichtern) - in einer Entfernung von etwa 2000 km vom Magnetpol der nördlichen Hemisphäre, wo ein Band intensiver Polarlichter vorbeizieht. Astronomische Observatorien, die optische Teleskope verwenden, um Licht aus kosmischen Quellen zu analysieren, benötigen eine saubere und trockene Atmosphäre ohne künstliches Licht, daher werden sie in der Regel hoch in den Bergen gebaut. Radioobservatorien befinden sich oft in tiefen Tälern, die auf allen Seiten von Bergen von künstlichen Funkstörungen umschlossen sind. Da die Sternwarten jedoch qualifiziertes Personal beschäftigen und regelmäßig Wissenschaftler besuchen, versuchen sie, die Sternwarten nach Möglichkeit nicht zu weit von wissenschaftlichen und kulturellen Zentren und Verkehrsknotenpunkten entfernt zu platzieren. Die Entwicklung der Kommunikation lässt dieses Problem jedoch immer weniger relevant werden. Dieser Artikel ist über astronomische Observatorien. Darüber hinaus werden in den Artikeln andere Arten von Observatorien und wissenschaftlichen Stationen beschrieben:
AUSSERATMOSPHÄRISCHE ASTRONOMIE;
VULKANE;
GEOLOGIE;
ERDBEBEN;
METEOROLOGIE UND KLIMATOLOGIE;
NEUTRINO ASTRONOMIE;
FUNKORTUNGSASTRONOMIE;
RADIOASTRONOMIE.
GESCHICHTE DER ASTRONOMISCHEN OBSERVATORIEN UND TELESKOPE
Antike Welt. Die ältesten Fakten astronomischer Beobachtungen, die uns überliefert sind, sind mit den alten Zivilisationen des Nahen Ostens verbunden. Durch das Beobachten, Aufzeichnen und Analysieren der Bewegungen von Sonne und Mond über den Himmel verfolgten die Priester die Zeit und den Kalender, sagten wichtige Jahreszeiten für die Landwirtschaft voraus und beschäftigten sich auch mit astrologischen Vorhersagen. Sie maßen die Bewegungen von Himmelskörpern mit Hilfe einfachster Instrumente und stellten fest, dass die relative Position der Sterne am Himmel unverändert bleibt und sich Sonne, Mond und Planeten relativ zu den Sternen bewegen und darüber hinaus sehr schwierig sind. Die Priester bemerkten seltene Himmelsphänomene: Mond- und Sonnenfinsternisse, das Erscheinen von Kometen und neuen Sternen. Astronomische Beobachtungen, die praktischen Nutzen brachten und dazu beitrugen, das Weltbild zu formen, fanden Unterstützung sowohl bei religiösen Autoritäten als auch bei zivilen Herrschern verschiedener Völker. Viele erhaltene Tontafeln aus dem alten Babylon und Sumer dokumentieren astronomische Beobachtungen und Berechnungen. Damals wie heute diente die Sternwarte gleichzeitig als Werkstatt, Instrumentenlager und Datenerfassungszentrum. siehe auch
ASTROLOGIE;
JAHRESZEITEN ;
ZEIT ;
DER KALENDER . Über astronomische Instrumente, die vor der Ptolemäerzeit (ca. 100 - ca. 170 n. Chr.) verwendet wurden, ist wenig bekannt. Ptolemäus sammelte zusammen mit anderen Wissenschaftlern in der riesigen Bibliothek von Alexandria (Ägypten) viele verstreute astronomische Aufzeichnungen, die in den vergangenen Jahrhunderten in verschiedenen Ländern angefertigt wurden. Unter Verwendung der Beobachtungen von Hipparchus und seinen eigenen erstellte Ptolemäus einen Katalog der Positionen und der Helligkeit von 1022 Sternen. In Anlehnung an Aristoteles stellte er die Erde in den Mittelpunkt der Welt und glaubte, dass sich alle Koryphäen um sie drehen. Zusammen mit Kollegen führte Ptolemäus systematische Beobachtungen von sich bewegenden Körpern (Sonne, Mond, Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn) durch und entwickelte eine detaillierte mathematische Theorie, um ihre zukünftige Position in Bezug auf "feste" Sterne vorherzusagen. Mit seiner Hilfe berechnete Ptolemäus Tabellen der Bewegung der Sterne, die dann mehr als tausend Jahre lang verwendet wurden.
siehe auch Hipparch. Um die sich leicht ändernden Abmessungen von Sonne und Mond zu messen, verwendeten Astronomen einen geraden Balken mit einem Gleitvisier in Form einer dunklen Scheibe oder einer Platte mit einem runden Loch. Der Beobachter richtete die Stange auf das Ziel und bewegte das Visier daran entlang, um eine genaue Übereinstimmung zwischen dem Loch und der Größe der Leuchte zu erzielen. Ptolemaios und seine Kollegen verbesserten viele der astronomischen Instrumente. Indem sie mit ihnen sorgfältige Beobachtungen durchführten und mithilfe der Trigonometrie instrumentelle Messwerte in Positionswinkel umwandelten, brachten sie die Genauigkeit der Messungen auf etwa 10 Zoll.
(siehe auch PTOLEMÄUS Claudius).
Mittelalter. Durch die politischen und gesellschaftlichen Umbrüche der Spätantike und des frühen Mittelalters wurde die Entwicklung der Astronomie im Mittelmeerraum ausgesetzt. Die Kataloge und Tabellen des Ptolemäus überlebten, aber immer weniger Menschen wussten, wie man sie benutzt, und Beobachtungen und Aufzeichnungen astronomischer Ereignisse waren immer seltener. Im Nahen Osten und in Zentralasien blühte die Astronomie jedoch auf und es wurden Observatorien gebaut. Im 8. Jh. Abdullah al-Ma'mun gründete in Bagdad ein Haus der Weisheit, ähnlich der Bibliothek von Alexandria, und organisierte zugehörige Observatorien in Bagdad und Syrien. Dort studierten und entwickelten mehrere Generationen von Astronomen die Arbeit von Ptolemäus. Ähnliche Institutionen blühten im 10. und 11. Jahrhundert auf. in Kairo. Der Höhepunkt dieser Ära war ein gigantisches Observatorium in Samarkand (heute Usbekistan). Dort hat Ulukbek (1394-1449), der Enkel des asiatischen Eroberers Tamerlan (Timur), einen riesigen Sextanten mit einem Radius von 40 m in Form eines nach Süden ausgerichteten Grabens von 51 cm Breite mit Marmorwänden gebaut So mit beispielloser Genauigkeit. Mehrere kleinere Instrumente, mit denen er die Sterne, den Mond und die Planeten beobachtete.
Renaissance. Wenn in der islamischen Kultur des 15. Jahrhunderts. Astronomie blühte, Westeuropa entdeckte diese großartige Schöpfung der Antike wieder.
Kopernikus. Nicolaus Copernicus (1473-1543), inspiriert von der Einfachheit der Prinzipien Platons und anderer griechischer Philosophen, blickte mit Misstrauen und Besorgnis auf das geozentrische System des Ptolemäus, das umständliche mathematische Berechnungen erforderte, um die scheinbaren Bewegungen der Sterne zu erklären. Kopernikus schlug vor, in Anlehnung an den Ansatz des Ptolemäus die Sonne ins Zentrum des Systems zu stellen und die Erde als Planeten zu betrachten. Das hat die Sache stark vereinfacht, aber in den Köpfen der Menschen tiefgreifend umgewälzt (siehe auch Nikolaus Kopernikus).
Ruhig Brahe. Der dänische Astronom T. Brahe (1546-1601) war entmutigt von der Tatsache, dass die Theorie von Copernicus die Position der Gestirne genauer vorhersagte als die Theorie von Ptolemäus, aber immer noch nicht ganz richtig. Er war der Ansicht, dass genauere Beobachtungsdaten das Problem lösen würden, und überredete König Friedrich II., ihm Fr. Wien bei Kopenhagen. Dieses Observatorium mit dem Namen Uraniborg (Schloss im Himmel) hatte viele stationäre Instrumente, Werkstätten, eine Bibliothek, ein chemisches Labor, Schlafzimmer, ein Esszimmer und eine Küche. Tycho hatte sogar eine eigene Papierfabrik und Druckerei. 1584 baute er ein neues Gebäude für Beobachtungen - Stjerneborg (Sternschloss), wo er die größten und fortschrittlichsten Instrumente sammelte. Dies waren zwar Instrumente des gleichen Typs wie zur Zeit des Ptolemäus, aber Tycho verbesserte ihre Genauigkeit erheblich, indem er Holz durch Metall ersetzte. Er führte besonders präzise Visiere und Skalen ein und entwickelte mathematische Methoden zur Kalibrierung von Beobachtungen. Tycho und seine Assistenten, die Himmelskörper mit bloßem Auge beobachteten, erreichten mit ihren Instrumenten eine Messgenauigkeit von 1 ". Sie maßen systematisch die Positionen der Sterne und beobachteten die Bewegung von Sonne, Mond und Planeten und sammelten Beobachtungsdaten mit beispielloser Genauigkeit Ausdauer und Genauigkeit.
(siehe auch BRAGE Tycho).
Kepler. Beim Studium von Tychos Daten entdeckte I. Kepler (1571-1630), dass die beobachtete Umdrehung der Planeten um die Sonne nicht als Kreisbewegung dargestellt werden kann. Kepler hatte großen Respekt vor den Ergebnissen von Uraniborg und lehnte daher die Idee ab, dass kleine Abweichungen in den berechneten und beobachteten Positionen der Planeten durch Fehler in Tychos Beobachtungen verursacht werden könnten. Kepler setzte die Suche fort und stellte fest, dass sich die Planeten in Ellipsen bewegen, und legte damit den Grundstein für neue Astronomie und Physik.
(siehe auch KEPLER Johann; KEPLER'S LAWS). Die Arbeit von Tycho und Kepler nahm viele Merkmale der modernen Astronomie vorweg, wie die Organisation spezialisierter Observatorien mit staatlicher Unterstützung; Perfektionierung von Instrumenten, auch von traditionellen; Einteilung der Wissenschaftler in Beobachter und Theoretiker. Neue Arbeitsprinzipien wurden zusammen mit neuer Technologie genehmigt: Ein Teleskop kam dem Auge in der Astronomie zu Hilfe.
Das Aufkommen der Teleskope. Die ersten Refraktoren. 1609 begann Galileo, sein erstes selbstgebautes Teleskop zu benutzen. Galileis Beobachtungen leiteten eine Ära visueller Studien der Himmelskörper ein. Teleskope verbreiteten sich bald in ganz Europa. Neugierige stellten sie selbst her oder bestellten Handwerker und errichteten kleine persönliche Observatorien, meist in ihren eigenen vier Wänden.
(siehe auch GALILEY Galileo). Das Teleskop von Galileo wurde Refraktor genannt, weil die Lichtstrahlen darin gebrochen werden (lateinischer Refraktus - gebrochen) und durch mehrere Glaslinsen hindurchtreten. In der einfachsten Ausführung sammelt das Frontlinsen-Objektiv fokussierte Strahlen und erzeugt dort ein Bild des Objekts, und das in der Nähe des Auges befindliche Linsen-Okular dient als Lupe zum Betrachten dieses Bildes. Beim Galileo-Teleskop diente eine negative Linse als Okular, die ein direktes Bild von eher geringer Qualität mit einem kleinen Sehfeld liefert. Kepler und Descartes entwickelten die Theorie der Optik, und Kepler schlug ein umgekehrtes Teleskopdesign vor, jedoch mit einem deutlich größeren Sichtfeld und einer größeren Vergrößerung als Galileis. Dieses Design ersetzte schnell das vorherige und wurde zum Standard für astronomische Teleskope. Der polnische Astronom Jan Hevelius (1611-1687) beispielsweise benutzte 1647 Keplersche Teleskope mit einer Länge von 2,5 bis 3,5 Metern, um den Mond zu beobachten. Er installierte sie zunächst in einem kleinen Turm auf dem Dach seines Hauses in Danzig (Polen), später auf einer Plattform mit zwei Beobachtungsposten, von denen einer drehbar war (siehe auch GEWELY Jan). In Holland bauten Christian Huygens (1629-1695) und sein Bruder Constantine sehr lange Teleskope, die Linsen mit nur wenigen Zentimetern Durchmesser, aber einer enormen Brennweite hatten. Dies verbesserte die Bildqualität, erschwerte jedoch die Bedienung des Instruments. In den 1680er Jahren experimentierte Huygens mit 37-Meter- und 64-Meter-"Luftteleskopen", deren Objektive oben am Mast angebracht und mit einem langen Stock oder Seilen gedreht wurden und das Okular einfach in den Händen gehalten wurde ( siehe auch HUYGENS Christian). Unter Verwendung von Objektiven von D. Campani führte J.D. Cassini (1625-1712) in Bologna und später in Paris Beobachtungen mit 30 und 41 m langen Luftteleskopen durch und demonstrierte ihre unbestrittenen Vorteile, trotz der schwierigen Arbeit mit ihnen. Die Beobachtungen wurden durch die Vibration des Mastes mit der Linse, die Schwierigkeit, ihn mit Seilen und Kabeln auszurichten, sowie die Inhomogenität und Turbulenz der Luft zwischen Linse und Okular, die bei fehlendem Objektiv besonders stark war, stark behindert Rohr. Newton, das Spiegelteleskop und die Gravitationstheorie. In den späten 1660er Jahren versuchte I. Newton (1643-1727), die Natur des Lichts im Zusammenhang mit der Problematik der Refraktoren zu enträtseln. Er nahm fälschlicherweise an, dass chromatische Aberration, d.h. die Unfähigkeit des Objektivs, Strahlen aller Farben in einem Brennpunkt zu sammeln, ist grundsätzlich unvermeidbar. Daher baute Newton das erste funktionsfähige Spiegelteleskop, bei dem ein Hohlspiegel anstelle einer Linse die Rolle eines Objektivs spielte und das Licht fokussiert sammelte, wo das Bild durch ein Okular betrachtet werden kann. Newtons wichtigster Beitrag zur Astronomie war jedoch seine theoretische Arbeit, die zeigte, dass die Keplerschen Gesetze der Planetenbewegung ein Sonderfall des universellen Gravitationsgesetzes sind. Newton formulierte dieses Gesetz und entwickelte mathematische Techniken, um die Bewegung der Planeten genau zu berechnen. Dies regte die Geburt neuer Observatorien an, in denen die Positionen des Mondes, der Planeten und ihrer Satelliten mit höchster Genauigkeit gemessen, die Elemente ihrer Umlaufbahnen mit Hilfe der Newtonschen Theorie verfeinert und ihre Bewegung vorhergesagt wurden.
siehe auch
HIMMLISCHE MECHANIK;
SCHWERE ;
NEWTON Isaak.
Uhr, Mikrometer und Zielfernrohr. Nicht weniger wichtig als die Verbesserung des optischen Teils des Teleskops war die Verbesserung seiner Montierung und Ausrüstung. Für astronomische Messungen sind Pendeluhren notwendig geworden, die mit der Ortszeit Schritt halten können, die aus manchen Beobachtungen bestimmt und bei anderen verwendet wird.
(siehe auch STUNDEN). Mit einem Fadenmikrometer war es möglich, sehr kleine Winkel bei der Beobachtung durch das Okular eines Teleskops zu messen. Um die Genauigkeit der Astrometrie zu erhöhen, spielte die Kombination eines Teleskops mit einer Armillarsphäre, einem Sextanten und anderen goniometrischen Instrumenten eine wichtige Rolle. Sobald die Visiere mit bloßem Auge durch kleine Teleskope ersetzt wurden, entstand der Bedarf nach einer viel präziseren Herstellung und Unterteilung von Winkelskalen. Weitgehend im Zusammenhang mit den Bedürfnissen der europäischen Observatorien hat sich die Produktion von kleinen hochpräzisen Werkzeugmaschinen entwickelt.
(siehe auch MESSWERKZEUGE).
staatliche Sternwarten. Verbesserung der astronomischen Tafeln. Aus der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts. Für die Zwecke der Navigation und Kartographie begannen die Regierungen verschiedener Länder, staatliche Observatorien zu errichten. An der Königlichen Akademie der Wissenschaften, die 1666 von Ludwig XIV. in Paris gegründet wurde, machten sich Akademiker daran, astronomische Konstanten und Tabellen von Grund auf zu überarbeiten, wobei sie sich auf Keplers Arbeit stützten. 1669 wurde auf Initiative des Ministers J. B. Colbert das Königliche Observatorium in Paris gegründet. Es wurde von vier wunderbaren Cassini-Generationen geleitet, beginnend mit Jean Dominique. 1675 wurde das Royal Greenwich Observatory unter der Leitung des ersten Astronomen Royal D. Flamsteed (1646-1719) gegründet. Zusammen mit der Royal Society, die ihre Tätigkeit 1647 aufnahm, wurde sie zum Zentrum der astronomischen und geodätischen Forschung in England. In den gleichen Jahren wurden Sternwarten in Kopenhagen (Dänemark), Lund (Schweden) und Danzig (Polen) gegründet (siehe auch FLEMSTID John). Das wichtigste Ergebnis der Aktivitäten der ersten Observatorien waren Ephemeriden - Tabellen mit vorberechneten Positionen von Sonne, Mond und Planeten, die für die Kartographie, Navigation und grundlegende astronomische Forschung notwendig sind.
Einführung in die Normalzeit. Staatliche Sternwarten wurden zu Hütern der Referenzzeit, die zunächst durch optische Signale (Fahnen, Signalballons), später durch Telegraf und Funk verbreitet wurde. Die heutige Tradition, an Heiligabend um Mitternacht Ballons abzulassen, geht auf die Zeit zurück, als Signalballons genau zur richtigen Zeit von einem hohen Mast auf dem Dach der Sternwarte abstiegen, damit die Kapitäne von Schiffen im Hafen ihre Chronometer vor dem Auslaufen überprüfen konnten .
Definition von Längengraden. Eine überaus wichtige Aufgabe der damaligen Landessternwarten war die Bestimmung der Koordinaten von Schiffen. Die geografische Breite lässt sich leicht anhand des Winkels des Polarsterns über dem Horizont ermitteln. Aber der Längengrad ist viel schwieriger zu bestimmen. Einige Methoden basierten auf den Momenten der Finsternisse der Monde des Jupiter; andere - über die Position des Mondes relativ zu den Sternen. Die zuverlässigsten Methoden erforderten jedoch hochpräzise Chronometer, die während der Reise die Zeit des Observatoriums in der Nähe des Abfahrtshafens anzeigen konnten.
Entwicklung der Observatorien von Greenwich und Paris. Im 19. Jahrhundert Die wichtigsten astronomischen Zentren blieben öffentliche und einige private Observatorien in Europa. In der Liste der Observatorien von 1886 finden wir 150 in Europa, 42 in Nordamerika und 29 anderswo. Das Greenwich Observatory hatte Ende des Jahrhunderts einen 76-cm-Reflektor, 71-, 66- und 33-cm-Refraktoren und viele Hilfsinstrumente. Sie beschäftigte sich aktiv mit Astrometrie, Zeitmessung, Sonnenphysik und Astrophysik sowie mit Geodäsie, Meteorologie, magnetischen und anderen Beobachtungen. Das Pariser Observatorium hatte auch genaue moderne Instrumente und führte ähnliche Programme wie Greenwich durch.
neue Observatorien. Pulkowo astronomisches Observatorium Die 1839 erbaute Kaiserliche Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg erlangte schnell Ansehen und Ehre. Sein wachsendes Team befasste sich mit Astrometrie, Bestimmung fundamentaler Konstanten, Spektroskopie, Zeitmessung und einer Vielzahl von geophysikalischen Programmen. Das 1874 eröffnete Potsdamer Observatorium in Deutschland wurde bald zu einer maßgeblichen Organisation, die für ihre Arbeiten zur Sonnenphysik, Astrophysik und fotografischen Vermessung des Himmels bekannt ist.
Bau großer Teleskope. Reflektor oder Refraktor? Obwohl Newtons Spiegelteleskop eine wichtige Erfindung war, wurde es von Astronomen mehrere Jahrzehnte lang nur als ein Werkzeug zur Ergänzung von Refraktoren angesehen. Zunächst wurden Reflektoren von den Beobachtern selbst für ihre eigenen kleinen Observatorien hergestellt. Aber bis zum Ende des 18. Jahrhunderts. Dies wurde von der jungen optischen Industrie aufgegriffen, die den Bedarf einer wachsenden Zahl von Astronomen und Vermessern erkannte. Beobachter konnten aus vielen Arten von Reflektoren und Refraktoren wählen, die jeweils Vor- und Nachteile haben. Brechungsfernrohre mit hochwertigen Glaslinsen lieferten ein besseres Bild als Reflektoren, und ihr Tubus war kompakter und steifer. Aber Reflektoren konnten mit einem viel größeren Durchmesser hergestellt werden, und die Bilder in ihnen wurden nicht durch farbige Ränder verzerrt, wie bei Refraktoren. Im Reflektor werden schwache Objekte besser gesehen, da es keine Lichtverluste in der Brille gibt. Die Spekulumlegierung, aus der die Spiegel hergestellt wurden, verblasste jedoch schnell und musste häufig nachpoliert werden (sie wussten immer noch nicht, wie man die Oberfläche mit einer dünnen Spiegelschicht bedeckt).
Herschel. In den 1770er Jahren baute der akribische und eigensinnige Autodidakt W. Herschel mehrere Newton-Teleskope mit einem Durchmesser von 46 cm und einer Brennweite von 6 m. Die hohe Qualität seiner Spiegel ermöglichte eine sehr starke Vergrößerung. Mit einem seiner Teleskope entdeckte Herschel den Planeten Uranus sowie Tausende von Doppelsternen und Nebeln. In diesen Jahren wurden viele Teleskope gebaut, aber normalerweise wurden sie von einsamen Enthusiasten gebaut und benutzt, ohne eine Sternwarte im modernen Sinne zu organisieren.
(siehe auch HERSHEL, WILLIAM). Herschel und andere Astronomen versuchten, größere Reflektoren zu bauen. Aber die massiven Spiegel knickten ein und verloren ihre Form, als das Teleskop seine Position änderte. Die Grenze für Metallspiegel wurde in Irland von W. Parsons (Lord Ross) erreicht, der für seine Heimatsternwarte einen Reflektor mit einem Durchmesser von 1,8 m schuf.
Bau von großen Teleskopen. Ende des 19. Jahrhunderts häuften sich Industriemagnaten und Neureiche in den Vereinigten Staaten. gigantischen Reichtum, und einige von ihnen wandten sich der Philanthropie zu. So vermachte J. Leek (1796-1876), der sein Vermögen im Goldrausch machte, ein Observatorium auf dem Mount Hamilton, 65 km von Santa Cruz (Kalifornien) entfernt. Sein Hauptinstrument war ein 91-cm-Refraktor, damals der größte der Welt, der von der bekannten Firma Alvan Clark and Sons hergestellt und 1888 installiert wurde. Und 1896 am Lick-Observatorium ein 36-Zoll-Crossley-Reflektor, damals die größte in den USA, nahm ihren Betrieb auf. Der Astronom J. Hale (1868-1938) überzeugte den Chicagoer Straßenbahnmagnaten C. Yerkes, den Bau eines noch größeren Observatoriums für die University of Chicago zu finanzieren. Es wurde 1895 in Williams Bay, Wisconsin, mit einem 40-Zoll-Refraktor gegründet, immer noch und wahrscheinlich für immer der größte der Welt (siehe auch George Ellery HALE). Nachdem er das Yerkes-Observatorium organisiert hatte, entwickelte Hale eine stürmische Aktivität, um Gelder aus verschiedenen Quellen, einschließlich des Stahlmagnaten A. Carnegie, anzuziehen, um ein Observatorium am besten Ort für Beobachtungen in Kalifornien zu bauen. Ausgestattet mit mehreren Hale-Design-Sonnenteleskopen und einem 152-cm-Reflektor wurde das Mount-Wilson-Observatorium in den San Gabriel Mountains nördlich von Pasadena, Kalifornien, bald zu einem astronomischen Mekka. Nachdem er die notwendige Erfahrung gesammelt hatte, organisierte Hale die Schaffung eines Reflektors von beispielloser Größe. Benannt nach dem Hauptsponsor, dem 100-Zoll-Teleskop. Hooker trat 1917 in Dienst; Doch zuvor mussten noch viele technische Probleme überwunden werden, die zunächst unlösbar schienen. Die erste davon bestand darin, eine Glasscheibe der erforderlichen Größe zu gießen und langsam abzukühlen, um sie zu erhalten Hohe Qualität Glas. Das Schleifen und Polieren des Spiegels, um ihm die gewünschte Form zu geben, dauerte mehr als sechs Jahre und erforderte die Entwicklung einzigartiger Maschinen. Die letzte Phase des Polierens und Überprüfens des Spiegels wurde in einem speziellen Raum mit perfekter Sauberkeit und Temperaturkontrolle durchgeführt. Die Mechanismen des Teleskops, das Gebäude und die Kuppel seines Turms, die auf dem Gipfel des Mount Wilson (Mount Wilson) mit einer Höhe von 1700 m errichtet wurden, galten als technisches Wunder dieser Zeit. Inspiriert von der feinen Verarbeitung des 100-Zoll-Instruments widmete Hale den Rest seines Lebens dem Bau des gigantischen 200-Zoll-Teleskops. 10 Jahre nach seinem Tod und aufgrund einer Verzögerung durch den Zweiten Weltkrieg wird das Teleskop. Hale wurde 1948 auf dem 1700 Meter hohen Berg Palomar (Mount Palomar), 64 km nordöstlich von San Diego (St. Kalifornien), in Dienst gestellt. Es war ein wissenschaftliches und technisches Wunder der damaligen Zeit. Fast 30 Jahre lang blieb dieses Teleskop das größte der Welt, und viele Astronomen und Ingenieure glaubten, dass es niemals übertroffen werden würde.
Aber das Aufkommen von Computern trug zur weiteren Verbreitung des Teleskopbaus bei. 1976 wurde auf dem 2100-Meter-Berg Semirodniki in der Nähe des Dorfes Zelenchukskaya (Nordkaukasus, Russland) ein 6-Meter-BTA-Teleskop (Large Azimuthal Telescope) in Betrieb genommen, das die praktischen Grenzen der Technologie eines "dicken und starken Teleskops" demonstrierte " Spiegel.
Der Weg, große Spiegel zu bauen, die mehr Licht sammeln und damit weiter und besser sehen können, führt über neue Technologien: In den letzten Jahren wurden Verfahren zur Herstellung dünner und vorgefertigter Spiegel entwickelt. Dünne Spiegel mit einem Durchmesser von 8,2 m (bei einer Dicke von etwa 20 cm) sind bereits an den Teleskopen der Südsternwarte in Chile im Einsatz. Ihre Form wird durch ein komplexes System mechanischer "Finger" gesteuert, die von einem Computer gesteuert werden. Der Erfolg dieser Technologie hat zur Entwicklung mehrerer ähnlicher Projekte in verschiedenen Ländern geführt. Um die Idee eines zusammengesetzten Spiegels zu testen, baute das Smithsonian Astrophysical Observatory 1979 ein Teleskop mit einer Linse aus sechs 183-cm-Spiegeln, was in der Fläche einem 4,5-Meter-Spiegel entspricht. Dieses Multispiegel-Teleskop, das sich auf dem Mount Hopkins 50 km südlich von Tucson, Arizona, befindet, erwies sich als sehr effektiv, und dieser Ansatz wurde beim Bau von zwei 10-Meter-Teleskopen für sie verwendet. W. Keka am Mauna-Kea-Observatorium (Hawaii). Jeder riesige Spiegel besteht aus 36 sechseckigen Segmenten mit einem Durchmesser von 183 cm, die computergesteuert ein einziges Bild erzeugen. Obwohl die Bildqualität noch nicht hoch ist, ist es möglich, Spektren von sehr weit entfernten und schwachen Objekten zu erhalten, die für andere Teleskope unzugänglich sind. Daher ist geplant, Anfang der 2000er Jahre mehrere weitere Multispiegelteleskope mit effektiven Öffnungen von 9–25 m in Betrieb zu nehmen.
AUF DER SPITZE DES MAUNA KEA, einem alten Vulkan auf Hawaii, befinden sich Dutzende von Teleskopen. Astronomen werden hier von der Höhenlage und der sehr trockenen, sauberen Luft angezogen. Unten rechts ist durch den offenen Schlitz des Turms der Spiegel des Kek I-Teleskops gut sichtbar und unten links der Turm des im Bau befindlichen Kek II-Teleskops.
HARDWARE-ENTWICKLUNG
Das Foto. Mitte des 19. Jahrhunderts. Mehrere Enthusiasten begannen, die Fotografie zu verwenden, um Bilder aufzunehmen, die durch ein Teleskop gesehen wurden. Mit der zunehmenden Empfindlichkeit von Emulsionen wurden fotografische Glasplatten zum wichtigsten Mittel zur Aufzeichnung astrophysikalischer Daten. Neben den traditionellen handgeschriebenen Beobachtungsjournalen sind in Sternwarten kostbare „Glasbibliotheken“ erschienen. Die Fotoplatte ist in der Lage, das schwache Licht entfernter Objekte zu speichern und für das Auge unzugängliche Details zu fixieren. Mit der Verwendung der Fotografie in der Astronomie wurden neue Arten von Teleskopen benötigt, zum Beispiel Weitwinkelkameras, die in der Lage sind, große Bereiche des Himmels auf einmal zu erfassen, um Fotoatlanten anstelle von gezeichneten Karten zu erstellen. In Kombination mit Reflektoren mit großem Durchmesser ermöglichten Fotografie und ein Spektrograph die Untersuchung lichtschwacher Objekte. In den 1920er Jahren klassifizierte E. Hubble (1889-1953) mit dem 100-Zoll-Teleskop des Mount-Wilson-Observatoriums schwache Nebel und bewies, dass es sich bei vielen von ihnen um riesige Galaxien ähnlich der Milchstraße handelt. Darüber hinaus entdeckte Hubble, dass Galaxien schnell voneinander streuen. Dies änderte die Vorstellung der Astronomen über die Struktur und Entwicklung des Universums völlig, aber nur wenige Observatorien, die über leistungsstarke Teleskope zur Beobachtung schwacher entfernter Galaxien verfügten, waren in der Lage, solche Studien durchzuführen.
siehe auch
KOSMOLOGIE;
GALAXIEN;
HUBBL Edwin Powell;
NEBEL.
Spektroskopie. Die Spektroskopie erschien fast gleichzeitig mit der Fotografie und ermöglichte es Astronomen, ihre chemische Zusammensetzung aus der Analyse des Lichts von Sternen und aus der Doppler-Verschiebung von Linien in den Spektren zu bestimmen, um die Bewegung von Sternen und Galaxien zu untersuchen. Die Entwicklung der Physik zu Beginn des 20. Jahrhunderts. half, die Spektrogramme zu entziffern. Erstmals war es möglich, die Zusammensetzung unzugänglicher Himmelskörper zu studieren. Es stellte sich heraus, dass diese Aufgabe im Bereich der bescheidenen Universitäts-Observatorien liegt, da kein großes Teleskop benötigt wird, um Spektren heller Objekte zu erhalten. So war das Harvard College Observatory eines der ersten, das die Spektroskopie aufnahm und eine riesige Sammlung von Sternspektren sammelte. Seine Mitarbeiter haben Tausende von Sternspektren klassifiziert und eine Grundlage für das Studium der Sternentwicklung geschaffen. Durch die Kombination dieser Daten mit der Quantenphysik verstanden Theoretiker die Natur der Quelle stellarer Energie. Im 20. Jahrhundert. Detektoren wurden für Infrarotstrahlung von kalten Sternen, Atmosphären und Planetenoberflächen entwickelt. Visuelle Beobachtungen als unzureichend empfindliches und objektives Maß für die Helligkeit von Sternen wurden zunächst durch eine Fotoplatte und dann durch elektronische Geräte ersetzt (siehe auch SPEKTROSKOPIE).
ASTRONOMIE NACH DEM ZWEITEN WELTKRIEG
Stärkung der staatlichen Unterstützung. Nach dem Krieg standen den Wissenschaftlern neue Technologien zur Verfügung, die in Armeelabors geboren wurden: Funk- und Radargeräte, empfindliche elektronische Lichtempfänger, Computer. Die Regierungen der Industrieländer erkannten die Bedeutung der wissenschaftlichen Forschung für die nationale Sicherheit und begannen, erhebliche Mittel für wissenschaftliche Arbeit und Bildung bereitzustellen.
Nationale Observatorien der USA. In den frühen 1950er Jahren wandte sich die US-amerikanische National Science Foundation an Astronomen, um Vorschläge für ein landesweites Observatorium in beste Lage und würde allen qualifizierten Wissenschaftlern zur Verfügung stehen. In den 1960er Jahren entstanden zwei Gruppen von Organisationen: die Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), die das Konzept der National Optical Astronomy Observatories (NOAO) auf dem 2100 Meter hohen Gipfel des Kitt Peak in der Nähe von Tucson, Arizona, entwickelt hat, und der University Association, die das Projekt The National Radio Astronomy Observatory (NRAO) im Deer Creek Valley in der Nähe von Green Bank, West Virginia, entwickelt hat.
US NATIONAL OBSERVATORY KITT PEAK in der Nähe von Tucson, Arizona. Zu den größten Instrumenten gehören das McMas Solar Telescope (unten), das Mayol 4-Meter-Teleskop (oben rechts) und das WIYN 3,5-Meter-Teleskop am Joint Observatory of Wisconsin, Indiana, Yale und NOAO (ganz links).
1990 verfügte NOAO über 15 Teleskope am Kitt Peak mit einem Durchmesser von bis zu 4 m und AURA errichtete in der Sierra Tololo (chilenische Anden) in 2200 m Höhe das Interamerikanische Observatorium, wo seither der Südhimmel untersucht wird 1967. Neben Green Bank, wo das größte Radioteleskop (43 m Durchmesser) auf einer äquatorialen Montierung installiert ist, verfügt NRAO auch über ein 12-Meter-Millimeterwellen-Teleskop am Kitt Peak und ein Very Large Array (VLA)-System mit 27 Radio Teleskope mit 25 m Durchmesser in der Wüste San Plain - Augustin bei Socorro, New Mexico. Das National Radio and Ionosphere Center in Puerto Rico wurde zu einem bedeutenden amerikanischen Observatorium. Sein Radioteleskop mit dem größten Kugelspiegel der Welt, 305 m Durchmesser, liegt regungslos in einer natürlichen Senke zwischen den Bergen und wird für Radio- und Radarastronomie eingesetzt.
Das ständige Personal der nationalen Observatorien überwacht den Zustand der Geräte, entwickelt neue Instrumente und führt eigene Forschungsprogramme durch. Jeder Wissenschaftler kann sich jedoch um Beobachtungen bewerben und bekommt, wenn er vom Fgenehmigt wird, Zeit, am Teleskop zu arbeiten. Dies ermöglicht Wissenschaftlern aus ärmeren Institutionen den Einsatz modernster Geräte.
Beobachtungen des Südhimmels. Ein Großteil des Südhimmels ist von den meisten Observatorien in Europa und den Vereinigten Staaten nicht sichtbar, obwohl der Südhimmel als besonders wertvoll für die Astronomie gilt, da er das Zentrum der Milchstraße und viele wichtige Galaxien enthält, darunter die Magellanschen Wolken, zwei kleine benachbarten Galaxien. Die ersten Karten des südlichen Himmels wurden von dem englischen Astronomen E. Galley, der von 1676 bis 1678 auf der Insel St. Helena arbeitete, und dem französischen Astronomen N. Lacaille, der von 1751 bis 1753 im südlichen Afrika tätig war, erstellt. Im Jahr 1820 gründete das British Bureau of Longitudes eine Gute Hoffnung Royal Observatory, zunächst nur mit einem Teleskop für astrometrische Messungen ausgestattet, dann mit einem kompletten Instrumentensatz für verschiedene Programme. 1869 wurde in Melbourne (Australien) ein 122-cm-Reflektor installiert; später wurde es auf den Berg Stromlo transportiert, wo nach 1905 ein astrophysikalisches Observatorium zu wachsen begann. Als sich Ende des 20. Jahrhunderts die Bedingungen für Beobachtungen an alten Observatorien der nördlichen Hemisphäre aufgrund der starken Urbanisierung europäische Länder begann aktiv Observatorien mit großen Teleskopen in Chile, Australien, Zentralasien, den Kanarischen Inseln und Hawaii zu bauen.
Observatorien über der Erde. Astronomen begannen bereits in den 1930er Jahren mit der Nutzung von Höhenballons als Beobachtungsplattformen und setzen diese Studien bis heute fort. In den 1950er Jahren wurden Instrumente auf Höhenflugzeugen installiert, die zu fliegenden Observatorien wurden. Außeratmosphärische Beobachtungen begannen 1946, als US-Wissenschaftler mit eingefangenen deutschen V-2-Raketen Detektoren in die Stratosphäre hoben, um die ultraviolette Strahlung der Sonne zu beobachten. Der erste künstliche Satellit wurde am 4. Oktober 1957 in der UdSSR gestartet und bereits 1958 fotografierte die sowjetische Station "Luna-3" die andere Seite des Mondes. Dann begannen Flüge zu den Planeten und spezialisierte astronomische Satelliten erschienen zur Beobachtung der Sonne und der Sterne. In den letzten Jahren arbeiteten mehrere astronomische Satelliten ständig in erdnahen und anderen Umlaufbahnen und untersuchten den Himmel in allen Bereichen des Spektrums.
Arbeit am Observatorium. In früheren Zeiten hingen Leben und Arbeit eines Astronomen vollständig von den Fähigkeiten seines Observatoriums ab, da Kommunikation und Reisen langsam und schwierig waren. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Hale schuf das Mount-Wilson-Observatorium als Zentrum für Sonnen- und Sternastrophysik, das nicht nur Teleskop- und Spektralbeobachtungen, sondern auch die notwendige Laborforschung durchführen kann. Er war bestrebt sicherzustellen, dass Mount Wilson alles hatte, was er zum Leben und Arbeiten brauchte, genau wie Tycho auf der Insel Ven. Es gibt noch einige große Observatorien in Berggipfel sind geschlossene Gemeinschaften von Wissenschaftlern und Ingenieuren, die in einer Herberge wohnen und nach ihren Programmen nachts arbeiten. Aber nach und nach ändert sich dieser Stil. Auf der Suche nach den günstigsten Beobachtungsplätzen befinden sich Observatorien in abgelegenen Gebieten, in denen es schwierig ist, dauerhaft zu leben. Gastwissenschaftler bleiben mehrere Tage bis mehrere Monate am Observatorium, um gezielte Beobachtungen zu machen. Die Möglichkeiten moderner Elektronik machen es möglich, Fernbeobachtungen ohne den Besuch der Sternwarte durchzuführen oder an schwer zugänglichen Stellen vollautomatische Teleskope zu bauen, die selbstständig nach dem geplanten Programm arbeiten. Beobachtungen mit Weltraumteleskopen haben eine gewisse Spezifität. Viele Astronomen, die es gewohnt waren, selbstständig mit dem Instrument zu arbeiten, fühlten sich anfangs in der Weltraumastronomie unwohl, nicht nur durch den Weltraum, sondern auch durch viele Ingenieure und komplexe Anweisungen vom Teleskop getrennt. In den 1980er Jahren wurde jedoch bei vielen bodengebundenen Observatorien die Steuerung des Teleskops von einfachen Konsolen direkt am Teleskop in einen speziellen Raum voller Computer verlegt, der sich manchmal in einem separaten Gebäude befand. Anstatt das Hauptteleskop auf ein Objekt zu richten, durch einen daran befestigten kleinen Teleskopsucher zu schauen und Knöpfe einer kleinen Handfernbedienung zu drücken, sitzt der Astronom jetzt vor dem TV-Guide-Bildschirm und manipuliert den Joystick. Oft schickt ein Astronom einfach über das Internet ein detailliertes Beobachtungsprogramm an die Sternwarte und erhält bei dessen Durchführung die Ergebnisse direkt in seinen Computer. Daher wird die Arbeitsweise mit bodengestützten und Weltraumteleskopen immer ähnlicher.
MODERNE LAND-OBSERVATORIEN
Optische Observatorien. Der Standort für den Bau einer optischen Sternwarte wird meist fernab von Städten mit ihrer hellen Nachtbeleuchtung und Smog gewählt. Normalerweise ist dies die Spitze eines Berges, wo die Schicht der Atmosphäre dünner ist, durch die Beobachtungen gemacht werden müssen. Es ist wünschenswert, dass die Luft trocken und sauber ist und der Wind nicht besonders stark ist. Idealerweise sollten Observatorien gleichmäßig über die Erdoberfläche verteilt sein, damit jederzeit Objekte am Nord- und Südhimmel beobachtet werden können. Historisch gesehen befinden sich die meisten Observatorien jedoch in Europa und Nordamerika, sodass der Himmel der nördlichen Hemisphäre besser untersucht werden kann. In den letzten Jahrzehnten wurden auf der Südhalbkugel und in Äquatornähe große Observatorien gebaut, von denen aus sowohl der Nord- als auch der Südhimmel beobachtet werden können. Der alte Vulkan Mauna Kea auf der Insel. Als Hawaii gilt mehr als 4 km Höhe Der beste Platz weltweit für astronomische Beobachtungen. In den 1990er Jahren ließen sich dort Dutzende Teleskope aus verschiedenen Ländern nieder.
Turm. Teleskope sind sehr empfindliche Instrumente. Um sie vor schlechtem Wetter und Temperaturschwankungen zu schützen, werden sie in speziellen Gebäuden - astronomischen Türmen - aufgestellt. Kleine Türme haben eine rechteckige Form mit einem flachen Schiebedach. Die Türme großer Teleskope sind meist rund mit einer halbkugelförmigen Drehkuppel, in der ein schmaler Spalt zur Beobachtung geöffnet ist. Eine solche Kuppel schützt das Teleskop im Betrieb gut vor Wind. Dies ist wichtig, da der Wind das Teleskop erschüttert und das Bild verwackelt. Auch Erschütterungen des Bodens und des Turmbaus wirken sich negativ auf die Bildqualität aus. Daher wird das Teleskop auf einem separaten Fundament montiert, das nicht mit dem Turmfundament verbunden ist. Ein Belüftungssystem für den Kuppelraum und eine Anlage zur Vakuumabscheidung einer reflektierenden Aluminiumschicht auf dem Teleskopspiegel, die mit der Zeit verblasst, ist im Turminneren oder in dessen Nähe montiert.
Brecheisen. Um auf die Leuchte zu zielen, muss sich das Teleskop um eine oder zwei Achsen drehen. Der erste Typ umfasst den Meridiankreis und das Transitinstrument - kleine Teleskope, die sich um die horizontale Achse in der Ebene des Himmelsmeridians drehen. Von Ost nach West durchquert jeder Stern diese Ebene zweimal täglich. Mit Hilfe des Transitinstruments werden die Momente des Durchgangs von Sternen durch den Meridian bestimmt und damit die Rotationsgeschwindigkeit der Erde bestimmt; dies ist für einen genauen Zeitservice erforderlich. Mit dem Meridiankreis können Sie nicht nur die Momente messen, sondern auch die Stelle, an der der Stern den Meridian kreuzt; Dies ist notwendig, um genaue Karten des Sternenhimmels zu erstellen. Die direkte visuelle Beobachtung wird in modernen Teleskopen praktisch nicht verwendet. Sie werden hauptsächlich verwendet, um Himmelsobjekte zu fotografieren oder ihr Licht mit elektronischen Detektoren zu registrieren; in diesem Fall erreicht die Belichtung manchmal mehrere Stunden. Während dieser ganzen Zeit muss das Teleskop genau auf das Objekt ausgerichtet werden. Er dreht sich daher mit Hilfe eines Uhrwerks mit konstanter Geschwindigkeit um die Achse im Uhrzeigersinn (parallel zur Erdrotationsachse) von Ost nach West dem Stern folgend und gleicht damit die Rotation der Erde von West nach aus Ost. Die zweite Achse senkrecht zur Stundenachse wird Deklinationsachse genannt; es dient dazu, das Teleskop in Nord-Süd-Richtung auszurichten. Diese Bauform wird als äquatoriale Montierung bezeichnet und wird für fast alle Teleskope verwendet, mit Ausnahme der größten, für die sich die Alt-Azimut-Montierung als kompakter und billiger herausstellte. Darauf folgt das Teleskop der Leuchte und dreht sich gleichzeitig mit variabler Geschwindigkeit um zwei Achsen - vertikal und horizontal. Dies verkompliziert den Betrieb des Uhrwerks erheblich und erfordert eine Computersteuerung.
Refraktor-Teleskop hat eine Objektivlinse. Da Strahlen unterschiedlicher Farbe in Glas auf unterschiedliche Weise gebrochen werden, ist ein Linsenobjektiv so konzipiert, dass es ein scharfes Bild in Strahlen einer einzigen Farbe liefert. Ältere Refraktoren waren für die visuelle Beobachtung ausgelegt und lieferten daher ein klares Bild in gelben Strahlen. Mit dem Aufkommen der Fotografie begannen sie, fotografische Teleskope zu bauen - Astrographen, die ein klares Bild in blauen Strahlen liefern, für die die fotografische Emulsion empfindlich ist. Später erschienen Emulsionen, die auf gelbes, rotes und sogar infrarotes Licht empfindlich waren. Sie können für die Fotografie mit visuellen Refraktoren verwendet werden. Die Bildgröße hängt von der Brennweite des Objektivs ab. Der 102-cm-Yerkes-Refraktor hat eine Brennweite von 19 m, der Durchmesser der Mondscheibe im Brennpunkt beträgt also etwa 17 cm Die Größe der Fotoplatten dieses Teleskops beträgt 20ґ25 cm; der Vollmond passt problemlos darauf. Astronomen verwenden fotografische Glasplatten wegen ihrer hohen Steifigkeit: Selbst nach 100 Jahren Lagerung verformen sie sich nicht und ermöglichen die Messung der relativen Position von Sternbildern mit einer Genauigkeit von 3 Mikrometern, was für große Refraktoren wie Yerkes einer Bogen von 0,03" am Himmel.
Teleskopreflektor hat einen Hohlspiegel als Linse. Sein Vorteil gegenüber einem Refraktor besteht darin, dass Strahlen jeder Farbe vom Spiegel auf die gleiche Weise reflektiert werden und ein klares Bild liefern. Außerdem kann eine Spiegellinse viel größer als eine Linsenlinse hergestellt werden, da der Glasrohling für den Spiegel im Inneren möglicherweise nicht transparent ist; Er kann vor Verformung durch sein Eigengewicht geschützt werden, indem er in einen speziellen Rahmen gelegt wird, der den Spiegel von unten trägt. Je größer der Linsendurchmesser, desto mehr Licht sammelt das Teleskop und desto lichtschwächere und weiter entfernte Objekte kann es "sehen". Die größten der Welt waren über viele Jahre der 6. Reflektor der BTA (Russland) und der 5. Reflektor des Palomar Observatory (USA). Aber jetzt sind am Mauna Kea Observatory auf Hawaii zwei Teleskope mit 10-Meter-Verbundspiegeln in Betrieb und mehrere Teleskope mit monolithischen Spiegeln von 8-9 m Durchmesser sind im Bau. Tabelle 1.
DIE GRÖSSTEN TELESKOPE DER WELT
___
__Durchmesser______ Sternwarte ______ Standort und Baujahr des Objekts (m) ________________ Auf-/Abbau
REFLEKTOREN
10,0 Mauna Kea Hawaii (USA) 1996 10,0 Mauna Kea Hawaii (USA) 1993 9,2 McDonald Texas (USA) 1997 8,3 National Japan Hawaii (USA) 1999 8,2 European Southern Sierra Mountain -Paranal (Chile) 1998 8,2 European South Mountain Sierra Paranal (Chile .) ) 1999 8,2 European South Mountain Sierra Paranal (Chile) 2000 8,1 Zwillinge-Nord-Hawaii (USA) 1999 6,5 University of Arizona Mount Hopkins (Stk. Arizona) 1999 6,0 Special Astrophysical Academy of Sciences of Russia st. Zelenchukskaya (Russland) 1976 5,0 Palomar Mountain Palomar (Kalifornien) 1949 1,8 * 6 = 4,5 University of Arizona Mount Hopkins (Arizona) 1979/1998 4,2 Roca de los Muchachos Kanarische Inseln (Spanien) 1986 4,0 Sierra Tololo Interamerikanisch (Chile) 1975 3.9 Anglo-Australian Siding Spring (Australien) 1975 3.8 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1974 3.8 Mauna Kea (IC) Hawaii (USA) 1979 3.6 European South La Silla (Chile) 1976 3.6 Mauna Kea Hawaii (USA) 1979 3.5 Roca de los Muchachos Kanarische Inseln (Spanien) 1989 3.5 Interuniversity Sacramento Peak (Stk. New Mexico) 1991 3.5 Deutsch-Spanisch Calar Alto (Spanien) 1983
REFRAKTOREN
1,02 Yerkes Williams Bay (Wisconsin) 1897 0,91 Mount Lick Hamilton (Kalifornien) 1888 0,83 Paris Meudon (Frankreich) 1893 0,81 Potsdam Potsdam (Deutschland) 1899 0,76 Französisch Süd-Nice (Frankreich) 1880 0,76 Alleghenian Pittsburgh (Pennsylvanien) 1917 0,76 Pulkovo St. Petersburg 1885/1941
KAMMER SCHMIDT *
1,3-2,0 K. Schwarzschild Tautenburg (Deutschland) 1960 1,2-1,8 Palomar Mountain Palomar (Kalifornien) 1948 1,2-1,8 Anglo-Australian Siding Spring (Australien) 1973 1, 1-1,5 Astronomical Tokyo (Japan) 1975 1,0-1,6 Europäisches Südchile 1972
SOLAR
1,60 Kitt Peak National Tucson (Arizona) 1962 1,50 Sacramento Peak (V) * Sonnenfleck (New Mexico) 1969 1,00 Astrophysikalische Krim (Ukraine) 1975 0,90 Kitt Peak (2 weitere) * Tucson (Arizona) 1962 0,70 Kitt Peak (V) * Tucson (Arizona) 1975 0,70 Institut für Sonnenphysik, Deutschland ca. Teneriffa (Spanien) 1988 0,66 Mitaka Tokio (Japan) 1920 0,64 Cambridge Cambridge (England) 1820
Notiz: Bei Schmidt-Kameras wird der Durchmesser der Korrekturplatte und des Spiegels angegeben; für Sonnenteleskope: (V) - Vakuum; 2 hinzufügen. - zwei weitere Teleskope in einem gemeinsamen Gehäuse mit einem 1,6-m-Teleskop.
Kameras mit Spiegelobjektiv. Der Nachteil von Reflektoren besteht darin, dass sie nur nahe der Mitte des Sichtfeldes ein klares Bild liefern. Dies stört nicht, wenn man ein Objekt studiert. Bei Patrouillenarbeiten, beispielsweise bei der Suche nach neuen Asteroiden oder Kometen, müssen jedoch große Teile des Himmels auf einmal fotografiert werden. Ein gewöhnlicher Reflektor ist dafür nicht geeignet. Der deutsche Optiker B. Schmidt schuf 1932 ein kombiniertes Teleskop, bei dem die Defekte des Hauptspiegels mit Hilfe einer davor befindlichen dünnen Linse komplexer Form - einer Korrekturplatte - korrigiert werden. Die Schmidt-Kamera des Palomar-Observatoriums empfängt auf einer 35ґ35 cm großen Fotoplatte ein Bild einer 6ґ6° Himmelsregion. Ein weiteres Design einer Weitwinkelkamera wurde 1941 von D.D. Maksutov in Russland entwickelt. Sie ist einfacher als eine Schmidt-Kamera, da eine einfache dicke Linse - ein Meniskus - darin die Rolle einer Korrekturplatte spielt.
Betrieb optischer Observatorien. Heute sind mehr als 100 große Observatorien in mehr als 30 Ländern der Welt in Betrieb. In der Regel führt jeder von ihnen unabhängig oder in Kooperation mit anderen mehrere mehrjährige Beobachtungsprogramme durch. Astrometrische Messungen. Große nationale Observatorien - das US Marine Observatory, das Royal Greenwich Observatory in Großbritannien (1998 geschlossen), Pulkovskaya in Russland usw. - messen regelmäßig die Positionen von Sternen und Planeten am Himmel. Dies ist eine sehr heikle Aufgabe; darin wird die höchste "astronomische" Genauigkeit von Messungen erreicht, auf deren Grundlage Kataloge der Position und Bewegung von Leuchten erstellt werden, die für die Boden- und Weltraumnavigation erforderlich sind, um die räumliche Position von Sternen zu bestimmen, um Klären Sie die Gesetze der Planetenbewegung. Wenn man beispielsweise die Koordinaten von Sternen in Abständen von sechs Monaten misst, kann man feststellen, dass einige von ihnen Schwingungen erfahren, die mit der Bewegung der Erde in ihrer Umlaufbahn verbunden sind (der Parallaxeneffekt). Die Größe dieser Verschiebung bestimmt die Entfernung zu den Sternen: Je kleiner die Verschiebung, desto größer die Entfernung. Von der Erde aus können Astronomen eine Verschiebung von 0,01" (die Dicke eines Streichholzes 40 km entfernt!) messen, was einer Entfernung von 100 Parsec entspricht.
Meteor-Patrouille. Mehrere Weitwinkelkameras in großen Abständen fotografieren kontinuierlich den Nachthimmel, um die Flugbahnen der Meteore und den möglichen Ort des Meteoriteneinschlags zu bestimmen. Diese Beobachtungen von zwei Stationen begannen erstmals 1936 am Harvard Observatory (USA) und wurden unter der Leitung von F. Whipple bis 1951 regelmäßig durchgeführt. 1951-1977 wurden die gleichen Arbeiten am Ondrejovskoy Observatory . durchgeführt (Tschechien). Seit 1938 wurden in der UdSSR fotografische Beobachtungen von Meteoriten in Duschanbe und Odessa durchgeführt. Beobachtungen von Meteoren ermöglichen es, nicht nur die Zusammensetzung kosmischer Staubkörner zu studieren, sondern auch die Struktur der Erdatmosphäre in Höhen von 50-100 km, die für Direktsondierungen schwer zugänglich sind. Die größte Entwicklung erhielt die Meteoritenpatrouille in Form von drei "Feuerballnetzen" - in den USA, Kanada und Europa. Zum Beispiel verwendete das Smithsonian Observatory Prairie Network (USA) automatische 2,5-cm-Kameras an 16 Stationen, die sich 260 km um Lincoln, Nebraska, befanden, um helle Meteore - Feuerbälle - zu fotografieren. Seit 1963 hat sich das tschechische Feuerballnetz entwickelt, das später zu einem europäischen Netz mit 43 Stationen auf den Territorien der Tschechischen Republik, der Slowakei, Deutschlands, Belgiens, der Niederlande, Österreichs und der Schweiz wurde. Heute ist es das einzige aktive Feuerballnetzwerk. Seine Stationen sind mit Fischaugenkameras ausgestattet, die es ermöglichen, die gesamte Himmelshalbkugel auf einmal zu fotografieren. Mit Hilfe von Feuerballnetzen war es mehrfach möglich, auf den Boden gefallene Meteoriten zu finden und ihre Umlaufbahn vor der Kollision mit der Erde wiederherzustellen.
Beobachtungen der Sonne. Viele Observatorien fotografieren regelmäßig die Sonne. Die Anzahl der dunklen Flecken auf seiner Oberfläche dient als Indikator für die Aktivität, die im Durchschnitt alle 11 Jahre periodisch zunimmt, was zu Störungen der Funkkommunikation, vermehrten Polarlichtern und anderen Veränderungen in der Erdatmosphäre führt. Das wichtigste Instrument zum Studium der Sonne ist der Spektrograph. Indem man Sonnenlicht durch einen schmalen Spalt im Fokus eines Teleskops leitet und es dann mit einem Prisma oder Beugungsgitter in ein Spektrum zerlegt, kann man die chemische Zusammensetzung der Sonnenatmosphäre, die Geschwindigkeit der Gasbewegung darin, ihre Temperatur und Magnetfeld. Mit Hilfe eines Spektroheliographen ist es möglich, Aufnahmen der Sonne in der Emissionslinie eines Elements, zum Beispiel Wasserstoff oder Kalzium, zu machen. Sie zeigen deutlich Vorsprünge - riesige Gaswolken, die über der Sonnenoberfläche aufsteigen. Von großem Interesse ist die heiße, verdünnte Region der Sonnenatmosphäre - die Korona, die normalerweise nur bei totalen Sonnenfinsternissen sichtbar ist. Einige Höhenobservatorien haben jedoch spezielle Teleskope geschaffen - Extra-Eklipse-Koronagraphen, bei denen ein kleiner Verschluss ("künstlicher Mond") die helle Scheibe der Sonne schließt und es ermöglicht, ihre Korona jederzeit zu beobachten. Solche Beobachtungen werden auf Capri Island (Italien), am Sacramento Peak Observatory (New Mexico, USA), Pique du Midi (französische Pyrenäen) und anderen durchgeführt.
Beobachtungen von Mond und Planeten. Die Oberfläche von Planeten, Satelliten, Asteroiden und Kometen wird mit Spektrographen und Polarimetern untersucht, um die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre und die Beschaffenheit der festen Oberfläche zu bestimmen. Das Lovell-Observatorium (Arizona), das Medonskaya und Pique du Midi (Frankreich) und das Crimean-Observatorium (Ukraine) sind bei diesen Beobachtungen sehr aktiv. Obwohl in den letzten Jahren viele bemerkenswerte Ergebnisse mit Raumfahrzeugen erzielt wurden, haben bodengestützte Beobachtungen ihre Relevanz nicht verloren und bringen jedes Jahr neue Entdeckungen.
Die Sterne beobachten. Durch die Messung der Intensität von Linien im Spektrum eines Sterns bestimmen Astronomen die Häufigkeit chemischer Elemente und die Temperatur des Gases in seiner Atmosphäre. Die Position der Linien, basierend auf dem Doppler-Effekt, bestimmt die Geschwindigkeit des Sterns als Ganzes und die Form des Linienprofils - die Geschwindigkeit der Gasströmung in der Atmosphäre des Sterns und die Geschwindigkeit seiner Rotation um den Stern die Achse. In den Spektren von Sternen sind oft Linien aus verdünnter interstellarer Materie sichtbar, die sich zwischen dem Stern und dem terrestrischen Beobachter befinden. Durch die systematische Beobachtung des Spektrums eines Sterns kann man die Schwingungen seiner Oberfläche studieren, das Vorhandensein von Satelliten und Materieströmen feststellen, die manchmal von einem Stern zum anderen fließen. Mit einem im Fokus des Teleskops platzierten Spektrographen kann ein detailliertes Spektrum von nur einem Stern in zehn Minuten Belichtungszeit erhalten werden. Für die Massenuntersuchung der Spektren von Sternen wird ein großes Prisma vor das Objektiv einer Weitwinkelkamera (Schmidt oder Maksutov) gestellt. In diesem Fall wird ein Himmelsausschnitt auf einer fotografischen Platte aufgenommen, auf der jedes Bild eines Sterns durch sein Spektrum repräsentiert wird, dessen Qualität gering ist, aber für die Massenuntersuchung von Sternen ausreichend ist. Solche Beobachtungen werden seit vielen Jahren am University of Michigan Observatory (USA) und am Abastumani Observatory (Georgien) durchgeführt. Vor kurzem wurden faseroptische Spektrographen entwickelt: optische Fasern werden im Fokus des Teleskops platziert; jeder von ihnen wird mit einem Ende auf das Sternbild und mit dem anderen auf den Spalt des Spektrographen gelegt. So können Sie mit einer Aufnahme detaillierte Spektren von Hunderten von Sternen erhalten. Indem das Licht eines Sterns durch verschiedene Filter geleitet und seine Helligkeit gemessen wird, ist es möglich, die Farbe eines Sterns zu bestimmen, die die Temperatur seiner Oberfläche (je blauer, desto heißer) und die Menge an interstellarem Staub zwischen Stern und der Beobachter (je mehr Staub, desto röter der Stern). Viele Sterne ändern periodisch oder chaotisch ihre Helligkeit - sie werden Variablen genannt. Helligkeitsschwankungen, die mit Schwingungen der Oberfläche eines Sterns oder mit gegenseitigen Finsternisse der Komponenten von Doppelsystemen verbunden sind, sagen viel über die innere Struktur von Sternen aus. Bei der Erforschung veränderlicher Sterne ist es wichtig, lange und dichte Beobachtungsreihen zu haben. Daher beziehen Astronomen oft Amateure in diese Arbeit ein: Selbst Schätzungen der Helligkeit von Sternen durch ein Fernglas oder ein kleines Teleskop sind von wissenschaftlichem Wert. Astronomiefreunde bilden oft Clubs für gemeinsame Beobachtungen. Neben der Erforschung veränderlicher Sterne entdecken sie oft Kometen und Ausbrüche neuer Sterne, die ebenfalls einen wesentlichen Beitrag zur Astronomie leisten. Schwache Sterne werden nur mit großen Teleskopen mit Photometern untersucht. Ein Teleskop mit einem Durchmesser von 1 m sammelt beispielsweise 25.000 Mal mehr Licht als die Pupille des menschlichen Auges. Die Verwendung einer Fotoplatte für eine Langzeitbelichtung erhöht die Empfindlichkeit des Systems um das Tausendfache. Moderne Photometer mit elektronischen Lichtdetektoren, wie zum Beispiel eine Photomultiplier-Röhre, ein Bildwandler oder eine Halbleiter-CCD-Matrix, sind zehnmal empfindlicher als Fotoplatten und ermöglichen die direkte Aufzeichnung der Messergebnisse in den Computerspeicher.
Beobachtung von schwachen Objekten. Beobachtungen von fernen Sternen und Galaxien werden mit den größten Teleskopen mit einem Durchmesser von 4 bis 10 m durchgeführt. Die führende Rolle dabei spielen die Observatorien von Mauna Kea (Hawaii), Palomarskaya (Kalifornien), La Silla und Sierra Tololo (Chile .). ), Spezielle Astrophysik ). Große Schmidt-Kameras werden für die Massenuntersuchung lichtschwacher Objekte an den Observatorien von Tonantzintla (Mexiko), Mount Stromlo (Australien), Bloemfontein (Südafrika), Byurakan (Armenien) verwendet. Diese Beobachtungen ermöglichen es uns, am tiefsten in das Universum einzudringen und seine Struktur und seinen Ursprung zu studieren.
Gemeinsame Beobachtungsprogramme. Viele Beobachtungsprogramme werden von mehreren Observatorien gemeinsam durchgeführt, deren Zusammenwirken von der Internationalen Astronomischen Union (IAU) unterstützt wird. Es vereint etwa 8 Tausend Astronomen aus der ganzen Welt, hat 50 Kommissionen in verschiedenen Wissenschaftsbereichen, versammelt alle drei Jahre große Versammlungen und organisiert jährlich mehrere große Symposien und Kolloquien. Jede IAS-Kommission koordiniert die Beobachtungen von Objekten einer bestimmten Klasse: Planeten, Kometen, veränderliche Sterne usw. Das IAU koordiniert die Arbeit vieler Observatorien bei der Erstellung von Sternenkarten, Atlanten und Katalogen. Am Smithsonian Astrophysical Observatory (USA) arbeitet das Central Bureau of Astronomical Telegrams, das alle Astronomen schnell über unerwartete Ereignisse informiert - Ausbrüche neuer und Supernova-Sterne, die Entdeckung neuer Kometen usw.
FUNKOBSERVATORIEN
Die Entwicklung der Funkkommunikationstechnologie in den 1930er bis 1940er Jahren machte es möglich, mit der Funkbeobachtung von Weltraumkörpern zu beginnen. Dieses neue "Fenster" in das Universum hat viele erstaunliche Entdeckungen gebracht. Vom gesamten Spektrum elektromagnetischer Strahlung gelangen nur optische und Radiowellen durch die Atmosphäre zur Erdoberfläche. Darüber hinaus ist das "Radiofenster" viel breiter als das optische: Es reicht von Millimeterwellen bis zu Dutzenden von Metern. Neben den in der optischen Astronomie bekannten Objekten – der Sonne, Planeten und heißen Nebeln – entpuppten sich bisher unbekannte Objekte als Quellen von Radiowellen: kalte Wolken aus interstellarem Gas, galaktische Kerne und explodierende Sterne.
Arten von Radioteleskopen. Die Radioemission von Weltraumobjekten ist sehr schwach. Um es vor dem Hintergrund natürlicher und künstlicher Störungen wahrzunehmen, braucht es schmale Richtantennen, die nur von einem Punkt am Himmel ein Signal empfangen. Diese Antennen sind von zwei Arten. Für kurzwellige Strahlung bestehen sie aus Metall in Form eines konkaven Parabolspiegels (wie ein optisches Teleskop), der die einfallende Strahlung fokussiert bündelt. Solche Reflektoren mit einem Durchmesser von bis zu 100 m - volldrehend - sind in der Lage, in jeden beliebigen Teil des Himmels zu blicken (wie ein optisches Teleskop). Größere Antennen haben die Form eines parabolischen Zylinders, der sich nur in der Meridianebene drehen kann (wie ein optischer Meridiankreis). Die Rotation um die zweite Achse sorgt für die Rotation der Erde. Die größten Paraboloide werden mit natürlichen Becken im Boden stationär gemacht. Sie können nur einen begrenzten Bereich des Himmels beobachten. Tabelle 2.
Größte Funkteleskope
________________________________________________
Größte __ Sternwarte _____ Standort und Jahr _ Größe ____________________ des Auf-/Abbaus
Antennen (m)
________________________________________________
1000 1 Physikalisches Institut Lebedew, Russische Akademie der Wissenschaften Serpuchow (Russland) 1963 600 1 Spezielle Astrophysikalische Akademie der Wissenschaften Russlands Nordkaukasus (Russland) 1975 305 2 Ionosphärischer Arecibo Arecibo (Puerto Rico) 1963 305 1 Meudon Meudon (Frankreich) 1964 183 University of Illinois Danville (Illinois) 1962 122 University of California Hat Creek (CA) 1960 110 1 University of Ohio Delaware (Ohio) 1962 107 Stanford Radio Laboratory Stanford (Kalifornien) 1959 100 Max Planck Bonn (Deutschland) 1971 76 Jodrell Bank Macclesfield (England) 1957 ________________________________________________
Anmerkungen:
1 Antenne mit ungefüllter Apertur;
2 feste Antenne. ________________________________________________
Antennen für langwellige Strahlung werden aus einer Vielzahl einfacher Metalldipole zusammengesetzt, auf einer Fläche von mehreren Quadratkilometern platziert und so miteinander verbunden, dass sich die empfangenen Signale nur dann gegenseitig verstärken, wenn sie aus einer bestimmten Richtung kommen. Je größer die Antenne, desto schmaler ist der Bereich am Himmel, den sie untersucht, während gleichzeitig ein klareres Bild des Objekts entsteht. Ein Beispiel für ein solches Werkzeug ist das UTR-2 (Ukrainian T-shaped Radio Telescope) des Kharkov Institute of Radiophysics and Electronics der Akademie der Wissenschaften der Ukraine. Die Länge seiner beiden Arme beträgt 1860 und 900 m; es stellt das weltweit fortschrittlichste Instrument zur Untersuchung von Dekameterstrahlung im Bereich von 12-30 m dar. Das Prinzip der Kombination mehrerer Antennen zu einem System wird auch für parabolische Radioteleskope verwendet: Durch die Kombination von Signalen, die von einem Objekt von mehreren Antennen empfangen werden, wird ein riesige Antenne. Dadurch wird die Qualität der empfangenen Radiobilder deutlich verbessert. Solche Systeme werden als Funkinterferometer bezeichnet, da sich Signale verschiedener Antennen addieren und sich gegenseitig stören. Die Bildqualität von Radiointerferometern ist nicht schlechter als die von optischen: Die kleinsten Details sind etwa 1 "groß, und wenn Sie Signale von Antennen auf verschiedenen Kontinenten kombinieren, kann die Größe der kleinsten Details im Bild eines Objekts tausendfach reduziert werden. Das von der Antenne gesammelte Signal wird erfasst und verstärkt. ein spezieller Empfänger - ein Radiometer, das normalerweise auf eine feste Frequenz abgestimmt ist oder die Abstimmung in einem schmalen Frequenzband ändert. Um das Eigenrauschen zu reduzieren, werden Radiometer oft gekühlt auf sehr niedrige Temperaturen. Das verstärkte Signal wird auf einem Tonbandgerät oder Computer aufgezeichnet. Die Stärke des empfangenen Signals wird normalerweise als "Antennentemperatur" ausgedrückt, als ob ein absolut schwarzer Körper einer bestimmten Temperatur anstelle der Antenne wäre , die die gleiche Leistung aussendet. Durch Messung der Signalleistung bei verschiedenen Frequenzen wird ein Radiospektrum konstruiert, dessen Form es ermöglicht, den Strahlungsmechanismus und die physikalische Beschaffenheit des Objekts zu beurteilen. Radioastronomische Beobachtungen können jedoch durchgeführt werden deren und tagsüber, wenn keine Störungen durch Industrieanlagen stören: funkende Elektromotoren, Rundfunksender, Radargeräte. Aus diesem Grund werden Funkobservatorien in der Regel weit von Städten entfernt aufgestellt. Radioastronomen haben keine besonderen Anforderungen an die Qualität der Atmosphäre, aber bei Beobachtungen mit Wellen unter 3 cm wird die Atmosphäre zum Hindernis, weshalb sie Kurzwellenantennen lieber hoch in den Bergen platzieren. Einige Radioteleskope werden als Radar verwendet, senden ein starkes Signal und empfangen einen von einem Objekt reflektierten Impuls. Auf diese Weise können Sie die Entfernung zu Planeten und Asteroiden genau bestimmen, deren Geschwindigkeit messen und sogar eine Oberflächenkarte erstellen. So entstanden die Karten der Venusoberfläche, die durch ihre dichte Atmosphäre optisch nicht sichtbar ist.
siehe auch
RADIOASTRONOMIE;
RADAR-ASTRONOMIE.
Beobachtungen der Radioastronomie. Abhängig von den Parametern der Antenne und der verfügbaren Ausrüstung ist jedes Funkobservatorium auf eine bestimmte Klasse von Beobachtungsobjekten spezialisiert. Die Sonne ist aufgrund ihrer Nähe zur Erde eine starke Quelle von Radiowellen. Die von seiner Atmosphäre ausgehende Radioemission wird ständig aufgezeichnet - dies ermöglicht die Vorhersage der Sonnenaktivität. Aktive Prozesse finden in den Magnetosphären von Jupiter und Saturn statt, deren Radiopulse regelmäßig an den Observatorien von Florida, Santiago und der Yale University beobachtet werden. Für Planetenradar werden die größten Antennen in England, den USA und Russland verwendet. Eine bemerkenswerte Entdeckung war die Strahlung von interstellarem Wasserstoff bei einer Wellenlänge von 21 cm, die am Leiden-Observatorium (Niederlande) entdeckt wurde.Dann wurden Dutzende anderer Atome und komplexer Moleküle, einschließlich organischer, von Funklinien im interstellaren Medium gefunden. Besonders intensiv emittieren Moleküle bei Millimeterwellen, für deren Empfang spezielle Parabolantennen mit hochpräziser Oberfläche geschaffen werden. Zuerst am Cambridge Radio Observatory (England), dann an anderen seit den frühen 1950er Jahren wurden systematische Himmelsdurchmusterungen durchgeführt, um Radioquellen zu identifizieren. Einige von ihnen stimmen mit bekannten optischen Objekten überein, aber viele haben keine Analoga in anderen Strahlungsbereichen und sind anscheinend sehr weit entfernte Objekte. In den frühen 1960er Jahren entdeckten Astronomen nach der Entdeckung schwacher stellarer Objekte, die mit Radioquellen zusammenfielen, Quasare – sehr weit entfernte Galaxien mit unglaublich aktiven Kernen. Von Zeit zu Zeit wird an einigen Radioteleskopen versucht, nach Signalen von außerirdischen Zivilisationen zu suchen. Das erste Projekt dieser Art war 1960 das Projekt des US National Radio Astronomy Observatory zur Suche nach Signalen von den Planeten naher Sterne. Wie alle nachfolgenden Suchen lieferte er ein negatives Ergebnis.
EXTRA ATMOSPHÄRISCHE ASTRONOMIE
Da die Erdatmosphäre keine Röntgen-, Infrarot-, Ultraviolett- und einige Arten von Radiostrahlung an die Erdoberfläche sendet, werden Instrumente zu ihrer Untersuchung auf künstlichen Erdsatelliten, Raumstationen oder interplanetaren Fahrzeugen installiert. Diese Geräte erfordern geringes Gewicht und hohe Zuverlässigkeit. Normalerweise werden spezielle astronomische Satelliten gestartet, um einen bestimmten Bereich des Spektrums zu beobachten. Auch optische Beobachtungen sollten vorzugsweise außerhalb der Atmosphäre durchgeführt werden, was die Abbildungen von Objekten erheblich verzerrt. Leider ist Weltraumtechnologie sehr teuer, daher werden außeratmosphärische Observatorien entweder von den reichsten Ländern oder von mehreren Ländern in Zusammenarbeit miteinander geschaffen. Anfänglich waren bestimmte Gruppen von Wissenschaftlern an der Entwicklung von Instrumenten für astronomische Satelliten und der Analyse der gewonnenen Daten beteiligt. Aber als die Produktivität von Weltraumteleskopen wuchs, wurde ein System der Zusammenarbeit gebildet, ähnlich dem, das in nationalen Observatorien verwendet wird. Das Hubble-Weltraumteleskop (USA) beispielsweise steht jedem Astronomen der Welt zur Verfügung: Anträge auf Beobachtungen werden angenommen und bewertet, die würdigsten werden durchgeführt und die Ergebnisse dem Wissenschaftler zur Analyse übermittelt. Diese Aktivitäten werden vom Space Telescope Science Institute organisiert.
- (neues lat. Observatorium, von observare zu beobachten). Gebäude für physikalische und astronomische Beobachtungen. Wörterbuch der in der russischen Sprache enthaltenen Fremdwörter. Chudinov AN, 1910. OBSERVATORIUM-Gebäude, das für astronomische, ... ... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache
Astronomische Observatorien (in der Astronomie). Beschreibung von Observatorien in der Antike und in der Neuzeit.
Das Astronomische Observatorium ist eine wissenschaftliche Einrichtung, die sich der Beobachtung von Himmelskörpern widmet. Darauf ist aufgebaut hoher Platz von dem aus man überall hinschauen kann. Alle Observatorien sind zwingend mit Teleskopen und ähnlichen Geräten für astronomische und geophysikalische Beobachtungen ausgestattet.
1. Astronomische "Observatorien" in der Antike.
Seit der Antike haben sich Menschen für astronomische Beobachtungen auf Hügeln oder hohem Gelände niedergelassen. Die Pyramiden dienten auch zur Beobachtung. 
Nicht weit von der Festung Karnak, die sich in der Stadt Luxor befindet, befindet sich das Heiligtum Ra - Gorakhte. Am Tag der Wintersonnenwende wurde von dort der Sonnenaufgang beobachtet.
Der älteste Prototyp des astronomischen Observatoriums ist das berühmte Stonehenge. Es wird angenommen, dass er in einer Reihe von Parametern dem Aufgang der Sonne an den Tagen der Sommersonnenwende entsprach.
2. Die ersten astronomischen Observatorien.
Bereits 1425 wurde in der Nähe von Samarkand der Bau eines der ersten Observatorien abgeschlossen. Es war einzigartig, da es nirgendwo anders gefunden worden war.
Später eroberte der dänische König eine Insel in der Nähe von Schweden, um ein astronomisches Observatorium zu errichten. Es wurden zwei Observatorien gebaut. Und 21 Jahre lang wurden die Aktivitäten des Königs auf der Insel fortgesetzt, in denen die Menschen immer mehr über das Universum erfuhren.
3. Observatorien von Europa und Russland.
Bald wurden in Europa Observatorien geschaffen. Eines der ersten war das Observatorium in Kopenhagen.
In Paris wurde eines der prächtigsten Observatorien seiner Zeit gebaut. Dort arbeiten die besten Wissenschaftler.
Das Royal Greenwich Observatory verdankt seine Popularität der Tatsache, dass der "Greenwich-Meridian" durch die Achse des Transitinstruments verläuft. Es wurde im Auftrag des Herrschers Karl II. gegründet. Der Bau wurde mit der Notwendigkeit begründet, den Längengrad eines Ortes während der Navigation zu messen.
Nach dem Bau der Observatorien von Paris und Greenwich wurden in vielen anderen europäischen Ländern staatliche Observatorien geschaffen. Mehr als 100 Observatorien nahmen ihren Betrieb auf. Sie sind in fast allen Bildungseinrichtungen tätig, und die Zahl der privaten Sternwarten wächst.
Zu den ersten gebaut wurde das Observatorium der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften. 1690 wurde auf der Nördlichen Dwina, in der Nähe von Archangelsk, das grundlegende astronomische Observatorium Russlands gegründet. Im Jahr 1839 wurde ein weiteres Observatorium eröffnet - Pulkovo. Das Pulkovo-Observatorium war und ist im Vergleich zu anderen von größter Bedeutung. Das Astronomische Observatorium der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften wurde geschlossen und seine zahlreichen Instrumente und Instrumente nach Pulkovo transportiert.
Mit der Gründung der Akademie der Wissenschaften beginnt eine neue Etappe in der Entwicklung der astronomischen Wissenschaft.
Mit dem Zusammenbruch der UdSSR sinken die Kosten der Forschungsentwicklung. Aus diesem Grund tauchen im Land nicht mit dem Staat verbundene Observatorien auf, die mit professioneller Ausrüstung ausgestattet sind.
Ein Observatorium ist eine wissenschaftliche Einrichtung, in der Mitarbeiter - Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen - Naturphänomene beobachten, Beobachtungen analysieren und auf ihrer Grundlage das Geschehen in der Natur weiter untersuchen.
Besonders weit verbreitet sind astronomische Observatorien: Wir stellen sie uns normalerweise vor, wenn wir dieses Wort hören. Sie studieren Sterne, Planeten, große Sternhaufen und andere Weltraumobjekte.
Es gibt jedoch noch andere Arten dieser Institutionen:
- geophysikalisch - zum Studium der Atmosphäre, der Polarlichter, der Magnetosphäre der Erde, der Eigenschaften von Gesteinen, des Zustands der Erdkruste in seismisch aktiven Regionen und anderer ähnlicher Themen und Objekte;
- Polarlicht - zum Studium der Polarlichter;
- seismisch - zur ständigen und detaillierten Erfassung aller Schwingungen der Erdkruste und deren Untersuchung;
- meteorologisch - um Wetterbedingungen zu studieren und Wettermuster zu identifizieren;
- Observatorien für kosmische Strahlung und eine Reihe anderer.
Wo werden Sternwarten gebaut?
Dort werden Observatorien gebaut, die den Wissenschaftlern ein Maximum an Material für die Forschung zur Verfügung stellen. 
Meteorologisch - auf der ganzen Welt; astronomisch - in den Bergen (dort ist die Luft sauber, trocken, nicht von der Stadtbeleuchtung "geblendet"), Funkobservatorien - am Grund tiefer Täler, unzugänglich für künstliche Funkstörungen.
Astronomische Observatorien
Astronomisch - die älteste Art von Observatorium. Astronomen in der Antike waren Priester, sie führten einen Kalender, studierten die Bewegung der Sonne am Himmel, beschäftigten sich mit Vorhersagen von Ereignissen und dem Schicksal der Menschen, abhängig von der Ausrichtung der Himmelskörper. Sie waren Astrologen – Menschen, die selbst von den grausamsten Herrschern gefürchtet wurden.
Antike Observatorien befanden sich normalerweise in den oberen Räumen der Türme. Als Werkzeug diente eine gerade Stange mit Schiebevisier.
Der große Astronom der Antike war Ptolemäus, der in der Bibliothek von Alexandria eine riesige Menge astronomischer Beweise und Aufzeichnungen sammelte und einen Katalog von Positionen und Helligkeiten für 1022 Sterne erstellte; die mathematische Theorie der Planetenverschiebung erfunden und Bewegungstabellen erstellt - Wissenschaftler verwenden diese Tabellen seit mehr als 1.000 Jahren!
Im Mittelalter wurden im Osten besonders aktiv Sternwarten gebaut. Bekannt ist das riesige Samarkand-Observatorium, in dem Ulugbek, ein Nachkomme des legendären Timur-Tamerlane, die Bewegung der Sonne überwachte und mit beispielloser Genauigkeit beschrieb. Das Observatorium mit einem Radius von 40 m sah aus wie ein Sextantengraben mit Südausrichtung und Marmorverkleidung.
Der größte Astronom des europäischen Mittelalters, der die Welt fast buchstäblich auf den Kopf stellte, war Nicolaus Copernicus, der die Sonne anstelle der Erde in den Mittelpunkt des Universums "bewegte" und vorschlug, die Erde als einen anderen Planeten zu betrachten.
Und eines der fortschrittlichsten Observatorien war Uraniborg oder das Himmelsschloss - im Besitz von Tycho Brahe, dem dänischen Hofastronomen. Das Observatorium war mit dem besten und genauesten Instrument seiner Zeit ausgestattet, verfügte über eigene Werkstätten für die Herstellung von Instrumenten, ein chemisches Labor, die Aufbewahrung von Büchern und Dokumenten, sogar eine Druckerei für den Eigenbedarf und eine Papiermühle für Papier Produktion - damals ein königlicher Luxus!
1609 erschien das erste Teleskop - das Hauptinstrument jedes astronomischen Observatoriums. Galileo wurde sein Schöpfer. Es war ein Spiegelteleskop: Die Strahlen darin wurden gebrochen und gingen durch eine Reihe von Glaslinsen.
Er verbesserte das Kepler-Teleskop: In seinem Gerät war das Bild invertiert, aber von höherer Qualität. Diese Funktion wurde schließlich zum Standard für Teleskopinstrumente.
Im 17. Jahrhundert, mit der Entwicklung der Navigation, entstanden staatliche Observatorien - die Pariser Royal, Royal Greenwich, Observatorien in Polen, Dänemark, Schweden. Die revolutionäre Konsequenz ihres Baus und ihrer Tätigkeit war die Einführung eines Zeitnormals: Es wurde jetzt durch Lichtsignale und dann durch Telegraphen, Funk geregelt.
1839 wurde das Pulkovo-Observatorium (St. Petersburg) eröffnet, das zu einem der berühmtesten der Welt wurde. Heute gibt es in Russland mehr als 60 Observatorien. Eines der größten auf internationaler Ebene ist das 1956 gegründete Pushchino Radio Astronomy Observatory.
Das Observatorium Zvenigorod (12 km von Zvenigorod entfernt) betreibt die weltweit einzige WAU-Kamera, die Massenbeobachtungen geostationärer Satelliten durchführen kann. 2014 eröffnete die Moskauer Staatliche Universität ein Observatorium auf dem Berg Shadzhatmaz (Karatschai-Tscherkessien), wo sie das größte moderne Teleskop für Russland mit einem Durchmesser von 2,5 m installierten.
Die besten modernen ausländischen Observatorien
Mauna kea- befindet sich auf Big Hawaiian Island und verfügt über das größte Arsenal an hochpräzisen Geräten der Erde.
VLT-Komplex("Riesiges Teleskop") - befindet sich in Chile, in der "Wüste der Teleskope" Atacama. 
Yerkes-Observatorium in den Vereinigten Staaten - "der Geburtsort der Astrophysik".
ORM-Observatorium (Kanarische Inseln) - hat ein optisches Teleskop mit der größten Öffnung (die Fähigkeit, Licht zu sammeln).
Arecibo- befindet sich in Puerto Rico und besitzt ein Radioteleskop (305 m) mit einer der größten Öffnungen der Welt.
Observatorium der Universität Tokio(Atacama) - der höchste der Erde, auf dem Gipfel des Mount Cerro Chinantor.
OBSERVATORIUM, eine Einrichtung zur Erstellung astronomischer oder geophysikalischer (magnetometrischer, meteorologischer und seismischer) Beobachtungen; daher die Aufteilung der Observatorien in astronomische, magnetometrische, meteorologische und seismische.
Astronomisches Observatorium
Je nach Zweck lassen sich astronomische Observatorien in zwei Haupttypen einteilen: astrometrische und astrophysikalische Observatorien. Astrometrische Observatorien beschäftigen sich zu unterschiedlichen Zwecken mit der exakten Positionsbestimmung von Sternen und anderen Leuchten und verwenden je nachdem unterschiedliche Werkzeuge und Methoden. Astrophysikalische Observatorien studieren verschiedene physikalische Eigenschaften von Himmelskörpern, zum Beispiel Temperatur, Helligkeit, Dichte sowie andere Eigenschaften, die physikalische Forschungsmethoden erfordern, zum Beispiel die Bewegung von Sternen entlang der Sichtlinie, die Durchmesser von Sternen, die durch die Interferenz bestimmt werden Methode usw. Viele große Observatorien verfolgen gemischte Zwecke, aber es gibt Observatorien für einen engeren Zweck, beispielsweise zur Beobachtung der Variabilität der geografischen Breite, zur Suche nach Kleinplaneten, zur Beobachtung veränderlicher Sterne usw.
Standort der Sternwarte muss eine Reihe von Anforderungen erfüllen, darunter: 1) vollständiges Fehlen einer Gehirnerschütterung durch Nähe Eisenbahnen, Verkehr oder Fabriken, 2) höchste Reinheit und Transparenz der Luft - kein Staub, Rauch, Nebel, 3) keine Himmelsaufhellung durch die Nähe von Städten, Fabriken, Bahnhöfen etc., 4) ruhige Luft bei Nacht, 5 ) ein ziemlich offener Horizont. Die Bedingungen 1, 2, 3 und teilweise 5 zwingen dazu, die Observatorien aus der Stadt zu verlegen, oft sogar auf erhebliche Höhen über dem Meeresspiegel, wodurch Bergobservatorien entstehen. Bedingung 4 hängt von einer Reihe von Gründen ab, teils allgemeiner klimatischer (Wind, Feuchtigkeit), teils lokaler Natur. In jedem Fall zwingt es Sie, Orte mit starken Luftströmungen zu meiden, die beispielsweise durch starke Erwärmung des Bodens durch die Sonne, starke Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen entstehen. Am günstigsten sind Gebiete mit einer gleichmäßigen Vegetationsdecke mit trockenem Klima in ausreichender Höhe über dem Meeresspiegel. Moderne Sternwarten bestehen meist aus separaten Pavillons, die mitten in einem Park oder über eine Wiese verstreut liegen, in denen Instrumente installiert sind (Abb. 1).
An der Seite befinden sich Labors – Räume für Mess- und Rechenarbeiten, zum Studium von Fotoplatten und zur Durchführung verschiedener Experimente (zum Beispiel zur Untersuchung der Strahlung eines absolut schwarzen Körpers, als Standard für die Temperaturbestimmung von Sternen), eine mechanische Werkstatt , eine Bibliothek und Wohnräume. Eines der Gebäude ist unterkellert für eine Uhr. Ist die Sternwarte nicht an das Stromnetz angeschlossen, wird ein eigenes Kraftwerk errichtet.
Instrumentelle Ausstattung von Observatorien kann je nach Verwendungszweck sehr unterschiedlich sein. Um die Rektaszensionen und Deklinationen der Leuchten zu bestimmen, wird der Meridiankreis verwendet, der beide Koordinaten gleichzeitig angibt. An einigen Sternwarten werden dazu nach dem Vorbild des Pulkovo-Observatoriums zwei verschiedene Instrumente verwendet: ein Durchgangsinstrument und ein vertikaler Kreis, die eine getrennte Bestimmung der obigen Koordinaten ermöglichen. Die meisten Beobachtungen sind in fundamentale und relative unterteilt. Die erste besteht in der unabhängigen Ableitung eines unabhängigen Systems der Rektaszension und Deklination mit der Bestimmung der Position der Frühlings-Tagundnachtgleiche und des Äquators. Die zweite besteht darin, die beobachteten Sterne, die sich meist in einer schmalen Zone in Deklination befinden (daher der Begriff: Zonenbeobachtungen), mit den Referenzsternen zu verknüpfen, deren Position aus Fundamentalbeobachtungen bekannt ist. Für relative Beobachtungen wird heute immer mehr die Fotografie verwendet, und dieser Himmelsbereich wird mit speziellen Röhren mit einer Kamera (Astrographen) mit ausreichend großer Brennweite (meist 2-3,4 m) gefilmt. Die relative Positionsbestimmung von Objekten nahe beieinander, zum Beispiel Doppelsterne, Kleinplaneten und Kometen, in Bezug auf nahe Sterne, Planetensatelliten relativ zum Planeten selbst, die Bestimmung der Jahresparallaxen - erfolgt mit den Äquatorialen sowohl visuell - mittels eines Okularmikrometers, als auch fotografisch, bei dem das Okular durch eine fotografische Platte ersetzt wird. Zu diesem Zweck werden die größten Instrumente mit Objektiven von 0 bis 1 m verwendet.Die Variabilität des Breitengrades wird hauptsächlich mit Hilfe von Zenitteleskopen untersucht.
Die Hauptbeobachtungen astrophysikalischer Natur sind photometrisch, einschließlich Kolorimetrie, dh die Bestimmung der Farbe von Sternen, und spektroskopische. Erstere werden mit Photometern hergestellt, die als unabhängige Instrumente installiert oder häufiger an einem Refraktor oder Reflektor angebracht sind. Für spektrale Beobachtungen werden Spektrographen mit Spalt verwendet, die an den größten Reflektoren (mit einem Spiegel von 0 bis 2,5 m) oder in veralteten Fällen an großen Refraktoren befestigt werden. Die resultierenden Aufnahmen der Spektren dienen verschiedenen Zwecken, wie zB: Bestimmung von Radialgeschwindigkeiten, spektroskopischen Parallaxen und Temperatur. Für eine allgemeine Klassifizierung von Sternspektren können bescheidenere Instrumente verwendet werden - die sogenannten. Prismenkameras, bestehend aus einer lichtstarken Kurzfokus-Fotokamera mit einem Prisma vor dem Objektiv, die Spektren vieler Sterne auf einer Platte liefert, jedoch mit geringer Dispersion. Für Spektralstudien der Sonne sowie von Sternen an einigen Observatorien, den sogenannten. Turmteleskope mit bekannten Vorteilen. Sie bestehen aus einem Turm (bis zu 45 m hoch), auf dessen Spitze ein Cellostat installiert ist, der die Sonnenstrahlen senkrecht nach unten schickt; etwas unterhalb des Ganzen befindet sich eine Linse, durch die die Strahlen hindurchtreten und sich am Boden im Fokus sammeln, wo sie unter konstanten Temperaturbedingungen in einen vertikalen oder horizontalen Spektrographen eintreten.
Die oben genannten Werkzeuge sind auf massiven Steinpfeilern mit tiefen und großen Fundamenten montiert, die vom Rest des Gebäudes isoliert sind, damit keine Stöße übertragen werden. Refraktoren und Reflektoren sind in runde Türme(Abb. 2), bedeckt mit einer halbkugelförmigen rotierenden Kuppel mit einer herunterklappbaren Luke, durch die die Beobachtung erfolgt.
Bei Refraktoren ist der Boden im Turm anhebbar ausgeführt, damit der Beobachter bei jeder Neigung des Teleskops zum Horizont bequem das Okularende des Teleskops erreichen kann. In Reflektortürmen werden anstelle eines Hubbodens meist Leitern und kleine Hebebühnen verwendet. Große Reflektortürme sollten so konstruiert werden, dass sie tagsüber eine gute Wärmedämmung gegen Erwärmung und nachts bei geöffneter Kuppel eine ausreichende Belüftung bieten. In Wellblechpavillons (Abb. 3), die die Form eines liegenden Halbzylinders haben, sind Instrumente zur Beobachtung in einer bestimmten Vertikalen - Meridiankreis, Durchgangsinstrument und teilweise Vertikalkreis - eingebaut. Durch das Öffnen breiter Luken oder das Zurückrollen der Wände entsteht in der Meridianebene bzw. der ersten Vertikalen je nach Aufstellung des Gerätes ein breiter Spalt, der eine Beobachtung ermöglicht.
Das Design des Pavillons sollte für eine gute Belüftung sorgen, da die Lufttemperatur im Inneren des Pavillons während der Beobachtung gleich der Außentemperatur sein sollte, wodurch die falsche Brechung der Sichtlinie, genannt ., eliminiert wird Hallbrechung(Saalrefraktion). Bei Transitinstrumenten und Meridiankreisen werden oft Welten arrangiert, das sind feste Markierungen, die in einiger Entfernung vom Instrument in die Ebene des Meridians gesetzt sind.
Observatorien, die der Zeit dienen, sowie grundlegende Bestimmungen zur Rektaszension erfordern eine große Uhreninstallation. Die Uhr wird in einem Keller in einer Umgebung mit konstanter Temperatur aufgestellt. In einem speziellen Raum werden Verteiler und Chronographen aufgestellt, um Uhren zu vergleichen. Auch ein empfangender Radiosender ist hier installiert. Gibt das Observatorium selbst die Zeitsignale, so ist eine weitere Installation für das automatische Senden von Signalen erforderlich; Die Übertragung erfolgt über eine der leistungsstarken Sendestationen.
Neben permanent funktionierenden Observatorien werden manchmal Observatorien und temporäre Stationen errichtet, die entweder zur Beobachtung kurzfristiger Phänomene, hauptsächlich Sonnenfinsternisse (vor dem Venusdurchgang durch die Sonnenscheibe) oder zur Durchführung bestimmter Arbeiten, nach das eine solche Sternwarte wieder geschlossen wird. So eröffneten einige europäische und insbesondere nordamerikanische Observatorien vorübergehend - für mehrere Jahre - Büros auf der Südhalbkugel zur Beobachtung des südlichen Himmels, um mit den gleichen Methoden und Instrumenten, die für die gleichen Zweck am Hauptobservatorium auf der Nordhalbkugel. Die Gesamtzahl der derzeit in Betrieb befindlichen astronomischen Observatorien erreicht 300. Einige Daten, nämlich: Standort, Hauptinstrumente und grundlegende Arbeiten an den wichtigsten modernen Observatorien sind in der Tabelle aufgeführt.
Magnetisches Observatorium
Das Magnetische Observatorium ist eine Station, die regelmäßig geomagnetische Elemente überwacht. Es ist ein Bezugspunkt für die geomagnetische Vermessung des angrenzenden Gebiets. Das Material, das das magnetische Observatorium liefert, ist das wichtigste für das Studium des magnetischen Lebens. der Globus... Die Arbeit des Magnetobservatoriums kann in folgende Zyklen unterteilt werden: 1) das Studium der zeitlichen Variationen der Elemente des Erdmagnetismus, 2) ihre regelmäßigen Messungen in absoluten Maßen, 3) das Studium und das Studium der geomagnetischen Instrumente, die in magnetischen Erhebungen, 4) spezielle Forschungsarbeiten im Bereich geomagnetischer Phänomene.
Zur Durchführung dieser Arbeiten verfügt das Magnetobservatorium über eine Reihe normaler geomagnetischer Instrumente zur absoluten Messung der Elemente des Erdmagnetismus: magnetischer Theodolit und ein Inklinator, normalerweise vom Induktionstyp, als perfekter. Diese Geräte d. B. werden mit Standardinstrumenten verglichen, die in jedem Land verfügbar sind (in der UdSSR werden sie im Magnetischen Observatorium Sluzk aufbewahrt) und wiederum mit dem internationalen Standard in Washington verglichen. Um die zeitlichen Veränderungen des Erdmagnetfeldes zu untersuchen, verfügt das Observatorium über ein oder zwei Variometer - Variometer D, H und Z -, die eine kontinuierliche Aufzeichnung der Veränderungen der Elemente des Erdmagnetismus im Laufe der Zeit ermöglichen. Das Funktionsprinzip der oben genannten Geräte - siehe Erdmagnetismus. Im Folgenden werden die gängigsten Designs beschrieben.
Ein magnetischer Theodolit für absolute H-Messungen ist in Fig. 1 gezeigt. 4 und 5. Hier ist A ein horizontaler Kreis, entlang dem mit Hilfe von Mikroskopen B abgelesen wird; I - Röhre für Beobachtungen nach der Autokollimationsmethode; C - ein Haus für einen Magneten m, D - ein Ableiter, der an der Basis eines Rohres befestigt ist, in dem ein Faden verläuft, um einen Magneten m zu tragen. Oben an diesem Rohr befindet sich ein Kopf F, an dem das Gewinde befestigt ist. Auf den Lagern M 1 und M 2 sind Ablenkmagnete (Hilfsmagnete) angebracht; die Ausrichtung des Magneten auf ihnen wird durch spezielle Kreise mit Ablesungen mit Mikroskopen a und b bestimmt. Deklinationsbeobachtungen werden mit dem gleichen Theodoliten durchgeführt, oder es wird ein spezieller Deklinator installiert, der im Allgemeinen dem beschriebenen Gerät entspricht, jedoch ohne Geräte für Abweichungen. Um den Ort des wahren Nordens auf dem Azimutkreis zu bestimmen, wird ein speziell eingestelltes Maß verwendet, dessen wahres Azimut durch astronomische oder geodätische Messungen bestimmt wird.
Ein Erdinduktor (Inklinator) zum Bestimmen der Neigung ist in Fig. 2 gezeigt. Die Doppelspule S kann um eine auf Lagern im Ring R liegende Achse rotieren. Die Lage der Drehachse der Spule wird entlang des vertikalen Kreises V mit Mikroskopen M, M bestimmt. H ist ein horizontaler Kreis die dazu dient, die Achse der Spule in der Ebene des magnetischen Meridians einzustellen, K - ein Schalter zum Umwandeln eines Wechselstroms, der durch Drehen der Spule erhalten wird, in einen Gleichstrom. Von den Anschlüssen dieses Schalters wird der Strom einem empfindlichen Galvanometer mit satazisiertem Magnetsystem zugeführt.
Das Variometer H ist in Fig. 2 gezeigt. 8. In einer kleinen Kammer hängt an einem Quarzfaden oder an einem Bifilar ein Magnet M. Der obere Befestigungspunkt des Fadens befindet sich oben am Aufhängerohr und ist mit einem um eine Senkrechten drehbaren Kopf T verbunden Achse.
An dem Magneten ist ein Spiegel S untrennbar befestigt, auf den ein Lichtstrahl von der Beleuchtung des Aufzeichnungsgeräts fällt. Neben dem Spiegel ist ein fester Spiegel B angebracht, der dazu dient, eine Grundlinie auf dem Magnetogramm zu zeichnen. L - Linse, die ein Bild des Beleuchtungsschlitzes auf der Trommel des Aufzeichnungsgeräts liefert. Vor der Trommel ist eine Zylinderlinse angebracht, die dieses Bild auf einen Punkt reduziert. Dass. Die Aufnahme auf Fotopapier, das auf die Trommel gewickelt ist, erfolgt durch Bewegen des Lichtflecks entlang der Mantellinie der Trommel aus dem vom Spiegel S reflektierten Lichtstrahl. Der Aufbau des Variometers B entspricht im Detail dem des beschriebenen Gerätes , mit Ausnahme der Ausrichtung des Magneten M zum Spiegel S.
Das Variometer Z (Abb. 9) besteht im Wesentlichen aus einem um eine horizontale Achse schwingenden Magnetsystem. Das System ist in der Kammer 1 eingeschlossen, die in ihrem vorderen Teil eine Öffnung hat, die von einer Linse 2 verschlossen wird. Die Schwingungen des Magnetsystems werden vom Rekorder dank eines am System befestigten Spiegels aufgezeichnet. Ein stationärer Spiegel neben einem beweglichen dient zum Aufbau einer Basislinie. Die allgemeine Anordnung der Variometer während der Beobachtung ist in Abb. 10.
Hier ist R ein Aufnahmegerät, U ist sein Uhrwerk, das eine Trommel W mit lichtempfindlichem Papier dreht, l ist eine Zylinderlinse, S ist ein Illuminator, H, D, Z sind Variometer für die entsprechenden Elemente des Erdmagnetismus. Beim Variometer Z bezeichnen die Buchstaben L, M und t jeweils eine Linse, einen mit dem Magnetsystem verbundenen Spiegel und einen an einer Teangebrachten Spiegel. Je nach den speziellen Aufgaben, an deren Lösung die Sternwarte teilnimmt, ist ihre weitere Ausstattung bereits von besonderer Natur. Der zuverlässige Betrieb von geomagnetischen Instrumenten erfordert spezielle Bedingungen im Sinne der Abwesenheit störender Magnetfelder, Temperaturkonstanz etc.; Daher werden magnetische Observatorien mit ihren Elektroinstallationen weit über die Stadt hinaus getragen und sind so angeordnet, dass sie die gewünschte Temperaturkonstanz gewährleisten. Dafür werden die Pavillons, in denen magnetische Messungen durchgeführt werden, in der Regel doppelwandig gebaut und die Heizungsanlage befindet sich entlang des Korridors, der von Außen- und Innenwänden des Gebäudes gebildet wird. Um die gegenseitige Beeinflussung von Variationsgeräten auf normale auszuschließen, werden beide in der Regel in verschiedenen Pavillons etwas entfernt voneinander installiert. Beim Bau solcher Gebäude d. B. Besonderes Augenmerk wird darauf gelegt, dass sich im Inneren und in der Nähe keine Eisenmassen befinden, insbesondere keine beweglichen. In Bezug auf die elektrische Verkabelung, b. die Bedingungen sind erfüllt und garantieren die Abwesenheit von magnetischen Feldern des elektrischen Stroms (bifilare Verkabelung). Die Nähe von Strukturen, die mechanische Stöße erzeugen, ist inakzeptabel.
Da das magnetische Observatorium der Hauptpunkt für das Studium des magnetischen Lebens ist: die Erde, ist es ganz natürlich, b zu benötigen. oder m ihre gleichmäßige Verteilung über die gesamte Erdoberfläche. Diese Voraussetzung ist derzeit nur annähernd erfüllt. Die nachfolgende Tabelle mit einer Liste magnetischer Observatorien gibt einen Eindruck davon, inwieweit diese Anforderung erfüllt wurde. In der Tabelle geben Kursivschrift die durchschnittliche jährliche Änderung des Elements des Erdmagnetismus aufgrund des säkularen Verlaufs an.
Das reichhaltigste Material, das von magnetischen Observatorien gesammelt wurde, ist das Studium der zeitlichen Variationen geomagnetischer Elemente. Dazu gehören die täglichen, jährlichen und säkularen Schwankungen sowie die plötzlichen Veränderungen des Erdmagnetfelds, die als magnetische Stürme bezeichnet werden. Als Ergebnis der Untersuchung der Tagesschwankungen wurde es möglich, in ihnen den Einfluss der Position von Sonne und Mond in Bezug auf den Beobachtungsort zu isolieren und die Rolle dieser beiden kosmischen Körper bei den täglichen Veränderungen der geomagnetischen Elemente zu bestimmen . Die Hauptursache für Schwankungen ist die Sonne; der Einfluss des Mondes überschreitet nicht 1/15 der Wirkung des ersten Sterns. Die Amplitude der täglichen Schwankungen beträgt im Mittel etwa 50 γ (γ = 0,00001 Gauss, siehe Erdmagnetismus), also etwa 1/1000 der Gesamtspannung; sie variiert je nach Breitengrad des Beobachtungsortes und hängt stark von der Jahreszeit ab. In der Regel ist die Amplitude der Tagesschwankungen im Sommer größer als im Winter. Das Studium der zeitlichen Verteilung magnetischer Stürme hat zu ihrer Verbindung mit der Sonnenaktivität geführt. Die Anzahl der Stürme und ihre Intensität fallen zeitlich mit der Anzahl der Sonnenflecken zusammen. Dieser Umstand ermöglichte es Stormer, eine Theorie aufzustellen, die das Auftreten magnetischer Stürme durch das Eindringen elektrischer Ladungen in die oberen Schichten unserer Atmosphäre, die von der Sonne während der Perioden ihrer größten Aktivität emittiert werden, und die parallele Bildung eines Rings sich bewegender Elektronen erklärt in beträchtlicher Höhe, fast jenseits der Atmosphäre, in der Ebene des Erdäquators.
Meteorologisches Observatorium
Meteorologisches Observatorium, die höchste wissenschaftliche Einrichtung zur Erforschung von Fragen des physischen Lebens der Erde im weitesten Sinne. Gegenwärtig beschäftigen sich diese Observatorien nicht nur mit rein meteorologischen und klimatologischen Fragen und dem Wetterdienst, sondern zählen auch Fragen des Erdmagnetismus, der atmosphärischen Elektrizität und der atmosphärischen Optik zu ihrem Aufgabenspektrum; einige Observatorien führen sogar seismische Beobachtungen durch. Daher haben solche Observatorien einen breiteren Namen - geophysikalische Observatorien oder Institute.
Die eigenen Beobachtungen der Observatorien auf dem Gebiet der Meteorologie haben zum Ziel, streng wissenschaftliches Material von Beobachtungen zu meteorologischen Elementen bereitzustellen, die für die Klimatologie und Wetterdienste erforderlich sind, und um eine Reihe praktischer Anforderungen zu erfüllen, die auf Aufzeichnungen von Rekordern mit kontinuierlicher Registrierung aller Änderungen in der Verlauf meteorologischer Elemente. Direkte Beobachtungen zu bestimmten dringenden Stunden werden über solche Elemente wie Luftdruck (siehe Barometer), Temperatur und Feuchtigkeit (siehe Hygrometer), über Windrichtung und -geschwindigkeit, Sonnenschein, Niederschlag und Verdunstung, Schneedecke, Bodentemperatur und andere gemacht atmosphärische Phänomene im Rahmen des Programms der Privaten der Meteorologie, Stationen der 2. Kategorie. Zusätzlich zu diesen programmierten Beobachtungen werden Kontrollbeobachtungen an meteorologischen Observatorien sowie methodische Forschungen durchgeführt, die sich in der Etablierung und Erprobung neuer Beobachtungsmethoden für bereits teilweise untersuchte Phänomene ausdrücken; und gar nicht studiert. Beobachtungen von Observatorien sollten langfristig sein, um eine Reihe von Schlussfolgerungen daraus ziehen zu können, um mit ausreichender Genauigkeit durchschnittliche "normale" Werte zu erhalten, um die Größe der aperiodischen Schwankungen zu bestimmen, die einem bestimmten Ort innewohnen der Beobachtung und um Muster im zeitlichen Verlauf dieser Phänomene zu bestimmen.
Neben den eigenen meteorologischen Beobachtungen besteht eine der Hauptaufgaben von Observatorien darin, das ganze Land als Ganzes oder einzelne Gebiete in physikalischen Zusammenhängen und Kap. arr. in Sachen Klima. Das Beobachtungsmaterial, das vom Netzwerk meteorologischer Stationen zum Observatorium kommt, wird hier einer detaillierten Untersuchung, Kontrolle und gründlichen Überprüfung unterzogen, um die gutartigsten Beobachtungen auszuwählen, die bereits weiter untersucht werden können. Erste Schlussfolgerungen aus diesem verifizierten Material werden in den Observatoriumspublikationen veröffentlicht. Solche Veröffentlichungen über das Netz der Stationen der ersteren. Russland und die UdSSR decken Beobachtungen ab 1849 ab. In diesen Ausgaben Kap. arr. Schlussfolgerungen aus Beobachtungen und nur für eine kleine Anzahl von Beobachtungsstationen werden vollständig gedruckt.
Der Rest des aufbereiteten und überprüften Materials wird im Archiv der Sternwarte aufbewahrt. Als Ergebnis einer eingehenden und gründlichen Untersuchung dieser Materialien erscheinen von Zeit zu Zeit verschiedene Monographien, die entweder die Verarbeitungstechnik charakterisieren oder die Entwicklung einzelner meteorologischer Elemente betreffen.
Eine der Besonderheiten der Aktivitäten der Sternwarte ist ein spezieller Wettervorhersage- und Benachrichtigungsdienst. Gegenwärtig ist dieser Dienst vom Geophysikalischen Hauptobservatorium in Form eines unabhängigen Instituts - dem Zentralen Wetterbüro - getrennt. Um die Entwicklung und Leistung unseres Wetterdienstes aufzuzeigen, finden Sie im Folgenden Daten über die Anzahl der Telegramme, die das Wetteramt pro Tag ab 1917 empfängt.
Derzeit erhält das Zentrale Wetteramt neben Meldungen allein bis zu 700 interne Telegramme. Außerdem wird hier intensiv daran gearbeitet, die Methoden der Wettervorhersage zu verbessern. Der Erfolg von kurzfristigen Vorhersagen wird auf 80-85% festgelegt. Neben kurzfristigen Vorhersagen wurden mittlerweile Methoden entwickelt und langfristige Vorhersagen der allgemeinen Wetterbeschaffenheit für die kommende Saison oder für kurze Zeiträume oder detaillierte Vorhersagen zu bestimmten Themen (Öffnung und Einfrieren von Flüssen, Hochwasser, Gewitter .) , Schneestürme, Hagel usw.) gegeben.
Damit die Beobachtungen an den Stationen des meteorologischen Netzes miteinander vergleichbar sind, ist es notwendig, die für diese Beobachtungen verwendeten Instrumente mit den "normalen" Standards internationaler Kongresse zu vergleichen. Die Aufgabe der Überprüfung der Instrumente wird von einer speziellen Abteilung der Sternwarte gelöst; an allen Stationen des Netzes werden nur am Observatorium geprüfte und mit speziellen Zertifikaten versehene Instrumente verwendet, die entweder Korrekturen oder dauerhafte für die entsprechenden Instrumente unter gegebenen Beobachtungsbedingungen liefern. Zum gleichen Zweck der Vergleichbarkeit der Ergebnisse direkter meteorologischer Beobachtungen an Stationen und Observatorien müssen diese Beobachtungen außerdem streng definiert und nach einem bestimmten Programm erfolgen. Aus diesem Grund erlässt die Sternwarte spezielle Beobachtungsanweisungen, die aufgrund von Experimenten, wissenschaftlichen Fortschritten und gemäß den Beschlüssen internationaler Kongresse und Konferenzen von Zeit zu Zeit überarbeitet werden. Das Observatorium berechnet und veröffentlicht spezielle Tabellen zur Verarbeitung meteorologischer Beobachtungen an den Stationen.
Neben meteorologischen führen eine Reihe von Observatorien auch aktinometrische Untersuchungen und systematische Beobachtungen der Intensität der Sonnenstrahlung, der diffusen Strahlung und der erdeigenen Strahlung durch. In dieser Hinsicht ist die Sternwarte in Sluzk (ehemals Pawlowsk) bekannt, wo eine Vielzahl von Instrumenten sowohl für direkte Messungen als auch für die kontinuierliche automatische Aufzeichnung von Veränderungen verschiedener Strahlungselemente (Aktinographen) konzipiert und hier installiert wurden früher als an Observatorien in anderen Ländern zu operieren. In einigen Fällen sind Studien im Gange, um neben der integralen Strahlung auch die Energie in einzelnen Teilen des Spektrums zu untersuchen. Fragen der Polarisation von Licht sind auch Gegenstand einer speziellen Untersuchung von Observatorien.
Wissenschaftliche Ballonflüge und kostenlos Ballons, die wiederholt durchgeführt wurden, um direkte Beobachtungen des Zustands meteorologischer Elemente in einer freien Atmosphäre durchzuführen, obwohl sie eine Reihe sehr wertvoller Daten zum Verständnis des Lebens der Atmosphäre und der sie bestimmenden Gesetze lieferten, diese Flüge jedoch nur sehr begrenzt anwendbar waren Alltag aufgrund der damit verbundenen erheblichen Kosten sowie der Schwierigkeit, große Höhen zu erreichen. Die Erfolge der Luftfahrt stellten beharrliche Anforderungen an die Aufklärung des Zustandes meteorologischer Elemente und Ch. arr. Windrichtungen und -geschwindigkeiten in verschiedenen Höhen in einer freien Atmosphäre usw. die Bedeutung der aerologischen Forschung hervorheben. Es wurden spezielle Institute organisiert, spezielle Verfahren entwickelt, um Blockflöten unterschiedlicher Bauart anzuheben, die bis zu einer Höhe von Drachen oder mit Hilfe spezieller mit Wasserstoff gefüllter Gummibälle. Die Aufzeichnungen dieser Rekorder geben Auskunft über den Zustand von Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie Geschwindigkeit und Richtung der Luftbewegung in verschiedenen Höhen in der Atmosphäre. Wenn nur Informationen über den Wind in verschiedenen Schichten benötigt werden, werden Beobachtungen über kleine Pilotballons gemacht, die frei vom Beobachtungsort freigesetzt werden. Angesichts der enormen Bedeutung solcher Beobachtungen für die Zwecke der Lufttransport, organisiert das Observatorium ein ganzes Netz von aerologischen Punkten; die Verarbeitung der Beobachtungsergebnisse sowie die Lösung einer Reihe von Problemen von theoretischer und praktischer Bedeutung, die die Bewegung der Atmosphäre betreffen, werden in Observatorien durchgeführt. Auch systematische Beobachtungen an Höhenobservatorien liefern Material zum Verständnis der Gesetze der atmosphärischen Zirkulation. Darüber hinaus sind solche Höhenobservatorien wichtig in Fragen der Speisung von Flüssen, die aus Gletschern stammen, und in verwandten Fragen der Bewässerung, die beispielsweise in Halbwüstenklima in Zentralasien wichtig ist.
Was die Beobachtungen der Elemente der atmosphärischen Elektrizität an Observatorien angeht, ist darauf hinzuweisen, dass diese in direktem Zusammenhang mit der Radioaktivität stehen und darüber hinaus eine gewisse Bedeutung für die Entwicklung der Agrarwissenschaften haben. Kulturen. Der Zweck dieser Beobachtungen besteht darin, die Radioaktivität und den Ionisationsgrad der Luft zu messen sowie den elektrischen Zustand des auf den Boden fallenden Niederschlags zu bestimmen. Alle Störungen, die im elektrischen Feld der Erde auftreten, verursachen Störungen in der drahtlosen und manchmal sogar drahtgebundenen Kommunikation. Observatorien an Küstenpunkten umfassen in ihrem Arbeits- und Forschungsprogramm das Studium der Meereshydrologie, Beobachtungen und Vorhersagen des Meereszustands, der für die Zwecke des Seeverkehrs von unmittelbarer Bedeutung ist.
Neben der Gewinnung von Beobachtungsmaterial, dessen Verarbeitung und möglichen Schlussfolgerungen erscheint es in vielen Fällen notwendig, die in der Natur beobachteten Phänomene experimentellen und theoretischen Untersuchungen zu unterziehen. Daher die Aufgaben der Labor- und mathematischen Forschung, die von Observatorien ausgeführt werden. Unter den Bedingungen von Laborexperimenten ist es manchmal möglich, dieses oder jenes atmosphärische Phänomen zu reproduzieren, die Bedingungen für sein Auftreten und seine Ursachen umfassend zu untersuchen. In diesem Zusammenhang kann auf die Arbeiten am Geophysikalischen Hauptobservatorium verwiesen werden, die beispielsweise das Phänomen des Bodeneises untersuchen und Maßnahmen zur Bekämpfung dieses Phänomens festlegen. Ebenso untersuchte das Observatoriumslabor die Frage der Abkühlgeschwindigkeit eines erhitzten Körpers in einem Luftstrom, die in direktem Zusammenhang mit der Lösung des Problems des Wärmeübergangs in der Atmosphäre steht. Schließlich findet die mathematische Analyse breite Anwendung bei der Lösung einer Reihe von Problemen im Zusammenhang mit Prozessen und verschiedenen Phänomenen, die unter atmosphärischen Bedingungen auftreten, z. B. Zirkulation, turbulente Bewegung usw. Abschließend geben wir eine Liste von Observatorien in der UdSSR. An erster Stelle ist das 1849 gegründete Geophysikalische Hauptobservatorium (Leningrad) zu nennen; neben ihr als Vorortfiliale die Sternwarte in Sluzk. Diese Institutionen nehmen Aufgaben in der gesamten Union wahr. Darüber hinaus organisierten eine Reihe von Observatorien mit Funktionen von republikanischer, regionaler oder regionaler Bedeutung: das Geophysikalische Institut in Moskau, das Mittelasiatische Meteorologische Institut in Taschkent, das Geophysikalische Observatorium in Tiflis, Charkow, Kiew, Swerdlowsk, Irkutsk und Wladiwostok von den Geophysikalischen Instituten in Saratov für die Region Nischne-Wolga und Nowosibirsk für Westsibirien. Es gibt eine Reihe von Observatorien auf den Meeren - in Archangelsk und ein neu organisiertes Observatorium in Aleksandrovsk für das nördliche Becken, in Kronstadt - für die Ostsee, in Sewastopol und Feodosia - für das Schwarze und Asowsche Meer, in Baku - für das Kaspische Meer Meer und in Wladiwostok - für Der Pazifik... Eine Reihe ehemaliger Universitäten umfassen auch Observatorien mit Hauptwerken auf dem Gebiet der Meteorologie und Geophysik im Allgemeinen - Kasan, Odessa, Kiew, Tomsk. Alle diese Observatorien führen nicht nur Beobachtungen an einem Punkt durch, sondern organisieren auch Expeditionsforschungen unabhängiger oder komplexer Art zu verschiedenen Themen und Abteilungen der Geophysik, die einen großen Beitrag zur Erforschung der Produktivkräfte der UdSSR leisten.
Seismisches Observatorium
Seismisches Observatorium dient zur Registrierung und Untersuchung von Erdbeben. Das wichtigste Instrument in der Messpraxis von Erdbeben ist ein Seismograph, der automatisch jeden Stoß aufzeichnet, der in einer bestimmten Ebene auftritt. Daher eine Reihe von drei Geräten, von denen zwei horizontale Pendel sind, die diejenigen Bewegungs- oder Geschwindigkeitskomponenten erfassen und aufzeichnen, die in Richtung des Meridians (NS) und parallel (EW) ausgeführt werden, und das dritte ein vertikales Pendel für die Aufzeichnung von vertikalen Verschiebungen ist notwendig und ausreichend, um die Frage der Lage des Epizentrums und der Art des aufgetretenen Erdbebens zu lösen. Leider werden die meisten seismischen Stationen nur mit Instrumenten zur Messung horizontaler Komponenten ausgestattet. Die allgemeine Organisationsstruktur des seismischen Dienstes in der UdSSR ist wie folgt. An der Spitze des gesamten Unternehmens steht das Seismische Institut, das Teil der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in Leningrad ist. Letzterer leitet die wissenschaftlichen und praktischen Aktivitäten von Beobachtungsposten - seismischen Observatorien und verschiedenen Stationen in bestimmten Regionen des Landes und führt Beobachtungen nach einem spezifischen Programm durch. Das Zentrale Seismische Observatorium in Pulkovo beschäftigt sich einerseits mit der Erstellung regelmäßiger und kontinuierlicher Beobachtungen aller drei Komponenten der Bewegung der Erdkruste mit mehreren Rekordern, andererseits führt es eine vergleichende Studie durch von Geräten und Verfahren zur Verarbeitung von Seismogrammen. Darüber hinaus werden hier aufgrund eigener Studien und Erfahrungen weitere Stationen des seismischen Netzes instruiert. Entsprechend einer so wichtigen Rolle, die dieses Observatorium bei der Erforschung des Landes in seismischer Hinsicht spielt, verfügt es über einen speziell angeordneten unterirdischen Pavillon, so dass alle äußeren Einflüsse - Temperaturänderungen, Schwankungen des Gebäudes unter dem Einfluss von Windstößen usw. - werden beseitigt. Einer der Säle dieses Pavillons ist von den Wänden und dem Boden des Generalgebäudes isoliert und darin befinden sich die wichtigsten Gerätereihen mit sehr hoher Empfindlichkeit. In der Praxis der modernen Seismometrie sind Instrumente des Akademiemitglieds B. B. Golitsyn von großer Bedeutung. Bei diesen Geräten kann die Bewegung der Pendel nicht mechanisch, sondern mit Hilfe des sog galvanometrische Registrierung, bei der sich der elektrische Zustand der mit dem Seismographenpendel im Magnetfeld eines starken Magneten bewegten Spule ändert. Jede Spule ist über Drähte mit einem Galvanometer verbunden, dessen Pfeil mit der Bewegung des Pendels schwingt. Ein Spiegel, der an der Galvanometernadel angebracht ist, ermöglicht es Ihnen, die Veränderungen im Gerät entweder direkt oder durch fotografische Registrierung zu verfolgen. Dass. es besteht keine Notwendigkeit, mit Geräten einen Raum zu betreten und so das Gleichgewicht in den Geräten durch Luftströmungen zu stören. Bei diesem Setup können die Instrumente sehr empfindlich sein. Zusätzlich zu den angegebenen Seismographen mit mechanische Registrierung... Ihr Design ist gröber, die Empfindlichkeit ist viel geringer, und mit Hilfe dieser Geräte ist es möglich, Aufzeichnungen hochempfindlicher Geräte bei verschiedenen Arten von Ausfällen zu kontrollieren und vor allem wiederherzustellen. An der Zentralsternwarte werden neben laufenden Arbeiten auch zahlreiche Spezialstudien von wissenschaftlicher und angewandter Bedeutung durchgeführt.
Sternwarten oder Stationen der 1. Kategorie sind für die Aufzeichnung entfernter Erdbeben gedacht. Sie sind mit Geräten von ausreichend hoher Empfindlichkeit ausgestattet, und in den meisten Fällen ist auf ihnen ein Gerätesatz für die drei Komponenten der Erdbewegung installiert. Die synchrone Aufzeichnung der Messwerte dieser Instrumente ermöglicht es, den Austrittswinkel der seismischen Strahlung zu bestimmen, und aus den Aufzeichnungen des vertikalen Pendels ist es möglich, die Frage nach der Natur der Welle zu lösen, dh zu bestimmen, wann eine Kompressions- oder Verdünnungswelle nähert sich. Einige dieser Stationen haben noch Instrumente zur mechanischen Aufnahme, also weniger empfindlich. Eine Reihe von Stationen beschäftigt sich neben allgemeinen mit der Lösung lokaler Probleme von erheblicher praktischer Bedeutung, zum Beispiel in Makeyevka (Donbass) kann man nach Instrumentenaufzeichnungen einen Zusammenhang zwischen seismischen Ereignissen und Schlagwetteremissionen finden; Installationen in Baku ermöglichen es, den Einfluss seismischer Phänomene auf das Regime von Ölquellen usw. zu bestimmen. Alle diese Observatorien veröffentlichen unabhängige Bulletins, in denen zusätzlich zu allgemeine Informationen auf der Position der Station und auf den Instrumenten werden Informationen über Erdbeben mit Angabe der Zeitpunkte des Einsetzens von Wellen verschiedener Ordnungen, aufeinanderfolgende Maxima in der Hauptphase, Nebenmaxima usw Erdbeben werden gemeldet.
Endlich seismische Beobachtungspunkte der 2. Kategorie sind für die Aufzeichnung von Erdbeben gedacht, die nicht besonders weit entfernt oder sogar lokal sind. Angesichts dieser Station befinden sich diese in Ch. arr. in seismischen Gebieten wie dem Kaukasus, Turkestan, Altai, Baikal, der Halbinsel Kamtschatka und der Insel Sachalin in unserer Union. Diese Stationen sind mit schweren Pendeln mit mechanischer Registrierung ausgestattet, haben spezielle halbunterirdische Pavillons für Installationen; sie bestimmen die Momente des Einsetzens von Primär-, Sekundär- und Langwellen sowie die Entfernung zum Epizentrum. Alle diese seismischen Observatorien dienen auch als Zeitdienst, da Instrumentenbeobachtungen mit einer Genauigkeit von wenigen Sekunden ausgewertet werden.
Von den anderen Themen, mit denen sich Spezialobservatorien befassen, sei auf das Studium der lunisolaren Anziehung hingewiesen, d. h. der Gezeitenbewegungen der Erdkruste, analog zu den im Meer beobachteten Ebbe- und Flutphänomenen. Für diese Beobachtungen wurde unter anderem ein spezielles Observatorium im Inneren des Hügels bei Tomsk gebaut und hier wurden 4 Horizontalpendel des Zellner Systems in 4 verschiedenen Azimuten installiert. Mit Hilfe spezieller seismischer Anlagen wurden Beobachtungen der Schwingungen von Gebäudewänden unter dem Einfluss von Dieselmotoren, Beobachtungen der Schwingungen der Widerlager von Brücken, insbesondere von Eisenbahnen, während der Fahrt von Zügen, Beobachtungen der Regime Mineralquellen usw. In letzter Zeit haben seismische Observatorien spezielle Expeditionsbeobachtungen durchgeführt, um die Lage und Verteilung von unterirdischen Schichten zu untersuchen, was bei der Erkundung von Mineralien von großer Bedeutung ist, insbesondere wenn diese Beobachtungen von gravimetrischen Arbeiten begleitet werden. Schließlich ist eine wichtige Expeditionsarbeit seismischer Observatorien die Herstellung hochpräziser Nivellierungen in Gebieten mit erheblichen seismischen Phänomenen, da wiederholte Arbeiten in diesen Gebieten es ermöglichen, die Werte der horizontalen und vertikalen Verschiebungen, die als aufgetreten sind, genau zu bestimmen Folge des einen oder anderen Erdbebens und um weitere Verschiebungen und Erdbebenphänomene vorherzusagen.
Details Kategorie: Die Arbeit der Astronomen Veröffentlicht am 11.10.2012 17:13 Hits: 8741
Das Astronomische Observatorium ist eine Forschungseinrichtung, in der systematische Beobachtungen von Himmelskörpern und -phänomenen durchgeführt werden.
Normalerweise wird das Observatorium auf einer Anhöhe errichtet, wo sich ein guter Horizont öffnet. Die Sternwarte ist mit Beobachtungsinstrumenten ausgestattet: optische und Radioteleskope, Instrumente zur Verarbeitung von Beobachtungsergebnissen: Astrographen, Spektrographen, Astrophotometer und andere Geräte zur Charakterisierung von Himmelskörpern.
Aus der Geschichte der Sternwarte
Es ist schwierig, auch nur den Zeitpunkt des Erscheinens der ersten Sternwarten zu benennen. Natürlich waren dies primitive Strukturen, aber trotzdem wurden in ihnen Beobachtungen der Himmelskörper durchgeführt. Die ältesten Observatorien befinden sich in Assyrien, Babylon, China, Ägypten, Persien, Indien, Mexiko, Peru und anderen Staaten. Die alten Priester waren tatsächlich die ersten Astronomen, weil sie den Sternenhimmel beobachteten.
- ein Observatorium aus der Steinzeit. Es befindet sich in der Nähe von London. Dieses Bauwerk war sowohl ein Tempel als auch ein Ort für astronomische Beobachtungen – die Interpretation von Stonehenge als großes Observatorium der Steinzeit gehört J. Hawkins und J. White. Die Annahme, dass es sich um das älteste Observatorium handelt, beruht auf der Tatsache, dass seine Steinplatten in einer bestimmten Reihenfolge installiert sind. Es ist allgemein bekannt, dass Stonehenge der heilige Ort der Druiden war - Vertreter der Priesterkaste bei den alten Kelten. Druiden waren sehr versiert in der Astronomie, zum Beispiel in der Struktur und Bewegung von Sternen, der Größe der Erde und der Planeten und verschiedener astronomischer Phänomene. Die Wissenschaft weiß nicht, woher sie dieses Wissen haben. Es wird angenommen, dass sie sie von den wahren Erbauern von Stonehenge geerbt haben und dadurch große Macht und Einfluss besaßen.
Auf dem Territorium Armeniens wurde ein weiteres altes Observatorium gefunden, das vor etwa 5.000 Jahren erbaut wurde.
Im 15. Jahrhundert in Samarkand der große Astronom Ulugbek baute ein für seine Zeit herausragendes Observatorium, dessen Hauptinstrument ein riesiger Quadrant zur Messung der Winkelabstände von Sternen und anderen Leuchten war (lesen Sie dazu auf unserer Website: http://site/index.php/earth/rabota- astrnom/10-etapi- astronimii / 12-sredneverovaya-astronomiya).
Die erste Sternwarte im modernen Sinne des Wortes war die berühmte Museum in Alexandria veranstaltet von Ptolemaios II. Philadelphos. Aristille, Timocharis, Hipparchos, Aristarch, Eratosthenes, Geminus, Ptolemäus und andere haben hier beispiellose Ergebnisse erzielt. Hier begann erstmals der Einsatz von Werkzeugen mit geteilten Kreisen. Aristarchos stellte einen Kupferkreis in der Äquatorebene her und beobachtete mit seiner Hilfe direkt die Zeiten des Sonnendurchgangs durch die Tagundnachtgleichen. Hipparchos erfand das Astrolabium (ein astronomisches Instrument basierend auf dem Prinzip der stereographischen Projektion) mit zwei senkrecht zueinander stehenden Kreisen und Dioptrien zur Beobachtung. Ptolemäus stellte die Quadranten vor und installierte sie mit einem Lot. Der Übergang von Vollkreisen zu Quadranten war im Wesentlichen ein Rückschritt, aber die Autorität von Ptolemäus behielt die Quadranten bis zur Zeit von Röhmer in Observatorien, der bewies, dass Beobachtungen in Vollkreisen genauer gemacht wurden; die Quadranten wurden jedoch erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts vollständig aufgegeben.
Die ersten Sternwarten moderner Art wurden in Europa nach der Erfindung des Teleskops gebaut - im 17. Jahrhundert. Die erste große staatliche Sternwarte - Pariser... Es wurde 1667 erbaut. Neben den Quadranten und anderen Instrumenten der antiken Astronomie wurden hier bereits große Refraktorteleskope verwendet. 1675 eröffnet Greenwich Royal Observatory in England, am Stadtrand von London.
Mehr als 500 Observatorien arbeiten weltweit.
Russische Observatorien
Die erste Sternwarte in Russland war die private Sternwarte von A.A. Ljubimow in Kholmogory, Gebiet Archangelsk, wurde 1692 eröffnet. 1701 wurde im Auftrag von Peter I. an der Navigationsschule in Moskau eine Sternwarte errichtet. 1839 wurde das Pulkovo-Observatorium bei St. Petersburg gegründet, das mit den modernsten Instrumenten ausgestattet war, die es ermöglichten, hochpräzise Ergebnisse zu erzielen. Dafür wurde das Pulkovo-Observatorium zur astronomischen Hauptstadt der Welt ernannt. Heute gibt es in Russland mehr als 20 astronomische Observatorien, unter denen das führende Astronomische Observatorium Main (Pulkovo) der Akademie der Wissenschaften ist.
Sternwarten der Welt
Unter den ausländischen Sternwarten sind die größten Greenwich (Großbritannien), Harvard und Mount Palomar (USA), Potsdam (Deutschland), Krakau (Polen), Byurakan (Armenien), Wien (Österreich), Krim (Ukraine) usw. Sternwarten von verschiedene Länder tauschen Beobachtungs- und Forschungsergebnisse aus, arbeiten oft nach demselben Programm, um die genauesten Daten zu generieren.
Anordnung der Sternwarten
Für moderne Observatorien ist eine typische Ansicht ein zylindrisches oder facettenreiches Gebäude. Dies sind die Türme, in denen die Teleskope installiert sind. Moderne Sternwarten sind mit optischen Teleskopen in geschlossenen Kuppelbauten oder Radioteleskopen ausgestattet. Die von Teleskopen gesammelte Lichtstrahlung wird mit fotografischen oder photoelektrischen Methoden aufgenommen und analysiert, um Informationen über entfernte astronomische Objekte zu erhalten. Observatorien befinden sich in der Regel weit entfernt von Städten, in Klimazonen mit niedrigen Wolken und wenn möglich auf Hochebenen, wo atmosphärische Turbulenzen vernachlässigbar sind und von der unteren Atmosphäre absorbierte Infrarotstrahlung untersucht werden kann.
Observatoriumstypen
Es gibt spezialisierte Observatorien, die nach einem engen wissenschaftlichen Programm arbeiten: Radioastronomie, Bergstationen zur Beobachtung der Sonne; einige Observatorien sind mit Beobachtungen von Astronauten von Raumschiffen und Orbitalstationen verbunden.
Der größte Teil des Infrarot- und Ultraviolettbereichs sowie Röntgen- und Gammastrahlen kosmischen Ursprungs sind für Beobachtungen von der Erdoberfläche aus unzugänglich. Um das Universum in diesen Strahlen zu studieren, ist es notwendig, die Beobachtungsinstrumente in den Weltraum zu bringen. Bis vor kurzem war außeratmosphärische Astronomie nicht verfügbar. Jetzt hat es sich zu einem sich schnell entwickelnden Wissenschaftszweig entwickelt. Die mit Weltraumteleskopen erzielten Ergebnisse haben ohne die geringste Übertreibung viele unserer Vorstellungen über das Universum auf den Kopf gestellt.
Das moderne Weltraumteleskop ist ein einzigartiges Instrumentarium, das seit vielen Jahren von mehreren Ländern entwickelt und betrieben wird. Tausende von Astronomen aus aller Welt nehmen an Beobachtungen an modernen Orbitatorien teil.
Das Bild zeigt das Projekt des größten optischen Infrarot-Teleskops an der Europäischen Südsternwarte mit einer Höhe von 40 m.
Der erfolgreiche Betrieb eines Weltraumobservatoriums erfordert die gemeinsame Anstrengung verschiedener Spezialisten. Raumfahrtingenieure bereiten das Teleskop für den Start vor, bringen es in die Umlaufbahn und überwachen die Stromversorgung aller Instrumente und deren normale Funktion. Jedes Objekt kann mehrere Stunden lang beobachtet werden, daher ist es besonders wichtig, die Ausrichtung des die Erde umkreisenden Satelliten in der gleichen Richtung zu halten, damit die Achse des Teleskops genau auf das Objekt gerichtet bleibt.
Infrarot-Observatorien
Um Infrarot-Beobachtungen durchzuführen, muss eine ziemlich große Last ins All geschickt werden: das Teleskop selbst, Geräte zur Verarbeitung und Übertragung von Informationen, ein Kühler, der den IR-Empfänger vor Hintergrundstrahlung schützen soll - Infrarot-Quanten, die das Teleskop selbst aussendet. Daher haben in der gesamten Geschichte der Raumfahrt nur sehr wenige Infrarot-Teleskope im Weltraum betrieben. Das erste Infrarot-Observatorium wurde im Januar 1983 als Teil des gemeinsamen US-europäischen IRAS-Projekts in Betrieb genommen. Im November 1995 startete die Europäische Weltraumorganisation (ESA) das Infrarot-Observatorium ISO in eine erdnahe Umlaufbahn. Es hat ein Teleskop mit dem gleichen Spiegeldurchmesser wie das IRAS, jedoch werden empfindlichere Detektoren verwendet, um die Strahlung zu registrieren. Für ISO-Beobachtungen steht ein breiterer Bereich des Infrarotspektrums zur Verfügung. Mehrere weitere Weltraum-Infrarotteleskop-Projekte sind in der Entwicklung und werden in den kommenden Jahren gestartet.
Auch interplanetare Stationen kommen ohne IR-Ausrüstung nicht aus.
Ultraviolett-Observatorien
Ultraviolette Strahlung von Sonne und Sternen wird fast vollständig von der Ozonschicht unserer Atmosphäre absorbiert, sodass UV-Quanten nur in der oberen Atmosphäre und darüber hinaus erfasst werden können.
Auf dem im August 1972 gestarteten gemeinsamen amerikanisch-europäischen Satelliten Copernicus wurde erstmals ein Ultraviolett-Spiegelteleskop mit Spiegeldurchmesser (SO cm) und ein spezielles Ultraviolett-Spektrometer ins All geschossen. Bis 1981 wurden darauf Beobachtungen durchgeführt.
Derzeit wird in Russland der Start eines neuen Ultraviolett-Teleskops Spectr-UF mit einem Spiegeldurchmesser von 170 cm vorbereitet Das internationale Großprojekt Spectr-UF - World Space Observatory Observatory Observatory Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums: 100-320 nm.
Das Projekt wird von Russland geleitet und ist in das Föderale Raumfahrtprogramm für 2006-2015 aufgenommen. Derzeit beteiligen sich Russland, Spanien, Deutschland und die Ukraine an dem Projekt. Auch Kasachstan und Indien zeigen Interesse, sich an dem Projekt zu beteiligen. Das Institut für Astronomie der Russischen Akademie der Wissenschaften ist die wissenschaftliche Hauptorganisation des Projekts. Die führende Organisation für den Raketen- und Weltraumkomplex ist die nach ihr benannte NPO S. A. Lawotschkin.
In Russland entsteht das Hauptinstrument der Sternwarte - ein Weltraumteleskop mit einem Hauptspiegel von 170 cm Durchmesser.Das Teleskop wird mit hochauflösenden und niedrigauflösenden Spektrographen, einem Spektrographen mit langem Spalt sowie Kameras für den Bau hoher -Qualitätsbilder im UV- und optischen Teil des Spektrums.
Von den Fähigkeiten her ist das VKO-UV-Projekt mit dem amerikanischen Hubble-Weltraumteleskop (KTKh) vergleichbar und übertrifft es sogar in der Spektroskopie.
EKO-UV wird neue Möglichkeiten für die Planetenforschung, stellare, extragalaktische Astrophysik und Kosmologie eröffnen. Die Inbetriebnahme des Observatoriums ist für 2016 geplant.
Röntgenobservatorien
Röntgenstrahlen liefern uns Informationen über mächtige kosmische Prozesse, die mit extremen physikalischen Bedingungen verbunden sind. Die hohe Energie von Röntgen- und Gammaquanten ermöglicht eine „stückweise“ Registrierung mit genauer Angabe der Registrierungszeit. Röntgendetektoren sind relativ einfach herzustellen und leicht im Gewicht. Daher wurden sie bereits vor den ersten Starts künstlicher Erdsatelliten für Beobachtungen in der oberen Atmosphäre und darüber hinaus mit Höhenraketen verwendet. Röntgenteleskope wurden auf vielen Orbitalstationen und interplanetaren Raumfahrzeugen installiert. Insgesamt haben etwa hundert dieser Teleskope den erdnahen Weltraum besucht.
Gamma-Observatorium
Gammastrahlung ist eng mit Röntgenstrahlung verwandt, daher werden ähnliche Methoden verwendet, um sie zu registrieren. Sehr oft werden an Teleskopen, die in erdnahe Umlaufbahnen gebracht werden, sowohl Röntgen- als auch Gammaquellen gleichzeitig untersucht. Gammastrahlen liefern uns Informationen über die Vorgänge im Inneren von Atomkernen und über die Umwandlungen von Elementarteilchen im Weltraum.
Die ersten Beobachtungen von Weltraum-Gammaquellen wurden klassifiziert. Ende der 60er - Anfang der 70er Jahre. Die Vereinigten Staaten haben vier Militärsatelliten der Vela-Serie gestartet. Die Ausrüstung dieser Satelliten wurde entwickelt, um Ausbrüche von harter Röntgen- und Gammastrahlung zu erkennen, die bei nuklearen Explosionen auftreten. Es stellte sich jedoch heraus, dass die meisten der aufgezeichneten Ausbrüche nicht mit militärischen Tests in Verbindung stehen und sich ihre Quellen nicht auf der Erde, sondern im Weltraum befinden. Auf diese Weise wurde eines der mysteriösesten Phänomene im Universum entdeckt - Gammastrahlenausbrüche, bei denen es sich um einzelne starke Ausbrüche harter Strahlung handelt. Obwohl die ersten kosmischen Gammablitze bereits 1969 aufgezeichnet wurden, wurden Informationen darüber erst vier Jahre später veröffentlicht.