Обзор отечественных астрономических обсерваторий реферат

Обновлено: 05.07.2024

Астрономические обсерватории — это научно-исследовательские учреждения, в которых ведутся систематические наблюдения небесных светил и явлений и проводятся исследования в области астрономии.
Обычно обсерватория возводится на возвышенной местности, чтобы ничего не мешало обзору. Обсерватории оснащаются инструментами для наблюдений (как оптическими телескопами, так и радиотелескопами), приборами для обработки результатов наблюдений и другими приспособлениями, помогающими в характеристике небесных тел.

Впрочем, астрономия началась ещё в глубокой древности, задолго до появления инструментов. Первые астрономические сооружения, где внимание уделялось движению Солнца и других звёзд, строились, предположительно, китайцами и индейцами майя для определения времени и для земледельческих работ.

В современном мире всё больше значения приобретает вопрос освоения космического пространства. Наша страна удерживает лидирующие позиции в этой сфере, но, кроме изучений непосредственно в космосе, множество исследований совершается в обычных наземных обсерваториях.

Именно поэтому мы считаем актуальным и интересным обратиться к описаниям некоторых отечественных астрономических обсерваторий и сравнить их.

Цель исследования: узнать, какой вклад в развитие космонавтики вносят отечественные астрономические обсерватории.

Задачи исследования:

Изучить научно-популярную литературу и ресурсы сети Интернет по данной теме.
Сравнить различные обсерватории и составить обобщающую таблицу.
Создать телескоп своими руками.

Методы исследования: работа с литературой, ресурсами Интернета, анализ, синтез, обобщение.

Основу исследования составила литература по исследуемой теме и интернет-ресурсы.

Структура данной работы определяется ее целью, задачами и логикой исследования. Исследовательская работа включает в себя введение, основную часть, практическую часть, заключение, список литературы и приложения. Основная часть работы посвящена отечественным астрономическим обсерваториям.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Министерство образования и науки Самарской области

Обзор отечественных астрономических обсерваторий

40.02.01 Право и организация социального обеспечения

Оценка выполнения и защиты проекта ____________

Руководитель _________ Анциферова М.Б.

1.1 Главная астрономическая обсерватория РАН…..………. ……. 4

1.2 Специальная астрофизическая обсерватория РАН…. ……. …… 7

1.3 Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН…….8

1.4 Астрономическая обсерватория имени В. П. Энгельгардта

Казанского федерального университета………………………………….8

1.5 Астрономическая обсерватория Иркутского государственного

2.1 Сравнительная таблица отечественных астрономических обсерваторий……………………………………………………………. 10

2.2 Изготовление телескопа своими руками………………………….…11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………..14

Приложение А Таблица 1 ………………………………………. 16

Цель исследования: Узнать, какой вклад в развитие космонавтики вносят отечественные астрономические обсерватории.

Задачи исследования:

1. Изучить научно-популярную литературу и ресурсы сети Интернет по данной теме.

2. Сравнить различные обсерватории и составить обобщающую таблицу.

3. Создать телескоп своими руками.

Методы исследования: работа с литературой, ресурсами Интернета, анализ, синтез, обобщение.

Основу исследования составила литература по исследуемой теме и интернет-ресурсы.

1. Основная часть

1.1 Главная астрономическая обсерватория РАН

Некоторое время в России существовали только неофициальные частные обсерватории.

Следующая обсерватория появилась в 1701 году в Москве при Навигацкой школе . Размещалась она на Сухаревой башне , и руководил ей Яков Вилимович Брюс, ближайший соратник Петра. Помимо телескопов, в ней были угломерные инструменты, секстанты и квадранты для определения высот светил. Никаких открытий в астрономии сделано не было, но роль обсерватории в распространении астрономических знаний несомненно велика. В 1716 году обсерваторию перевели вместе с Навигацкой школой в Санкт-Петербург.

Первая официальная академическая обсерватория была основана в 1725 году в Петербурге Петром I, хотя открылась она уже при Екатерине I. Это была восьмиугольная башня, которая до сих пор находится над зданием библиотеки академии наук, на Васильевском острове. Впрочем, вскоре обнаружилось, что обсерватория имеет множество недостатков, в том числе и расположение в черте города.

Пулковский меридиан, проходящий через центр главного здания обсерватории и расположенный в 30°19,6' к востоку от Гринвича, был точкой отсчёта для всех географических карт России, пока в 1884 г. за нуль-пункт отсчёта долготы на всём земном шаре не был принят Гринвичский меридиан.

Во время Великой Отечественной войны все здания обсерватории были полностью разрушены, но основную часть оборудования средних размеров удалось спасти. Ещё до окончания войны было принято решение восстанавливать обсерваторию на старом месте, и в мае 1954 г. обсерватория открылась вновь. При этом дополнительно были основаны новые отделения. Обсерватория организовала множество экспедиций для определения разностей в широте, наблюдения Венеры и солнечных затмений, изучения астроклимата. В послевоенный период был построен Большой пулковский радиотелескоп (БПР) – прообраз крупнейшего в мире радиотелескопа РАТАН-600. В 1980-х годах обсерватория принимала участие в советской программе по наблюдению кометы Галлея.

Научная деятельность обсерватории охватывает практически все приоритетные направления фундаментальных исследований современной астрономии : небесная механика, звёздная астрономия, солнечно-земные связи, астрофизика, астрометрия и радиоастрономия. Также проводятся планетные исследования. Именно здесь занимались определением скорости вращения больших планет и экспериментально подтвердили фрагментарность колец Сатурна.

На данный момент Пулковская обсерватория – одна из немногих обсерваторий в мире, которая имеет ряды наблюдений в 30-60 лет различных объектов Солнечной системы, двойных и кратных звезд и звезд с невидимыми спутниками. Ведутся совместные наблюдения и научные работы с учреждениями Великобритании, США, Германии, Японии и других стран.

1.2 Специальная астрофизическая обсерватория РАН

Специальная астрофизическая обсерватория РАН – крупнейший в России центр наблюдения за Вселенной, находящийся в Нижнем Архызе на Кавказе и построенный в 1966 году.

Обсерваторию создавали для обеспечения работы самых больших в то время телескопов БТА и РАТАН-600, которые начали использоваться в 1975–1977 гг.

БТА – Большой Телескоп Азимутальный – единственный в Евразии оптический телескоп с диаметром главного зеркала 6 м. Это первый в мире большой телескоп на азимутальной монтировке. Высота телескопа 42 м. Вес – около 600 тонн. На БТА ведутся спектральные и фотометрические наблюдения звезд и галактик.

РАТАН-600 – Радиотелескоп Академии наук – единственный в мире радиотелескоп с кольцевым главным зеркалом диаметром 600 м, которое состоит из 895 элементов – плоских металлических щитов высотой 11,5 м. На РАТАНЕ-600 ведутся радионаблюдения Солнца, ближайших планет, межзвездной среды, активных объектов Вселенной и т. д.

Данными, которые добывают оптические приборы, вот уже больше 40 лет "питаются" фундаментальные исследования российских ученых. Телескопы имеют статус национальных инструментов, наблюдательное время которых на конкурсной основе распределяет программный комитет. Специалисты из-за рубежа годами ждут выхода на инструмент.

В обсерватории развиваются такие направления, как: радиоастрономия, звёздная астрономия, космология и внегалактическая астрономия. Проводятся изучения Солнца и Солнечной системы, планетарные исследования. Обсерватория внесла свой вклад в науку с помощью спектральных и фотометрических наблюдений звёзд и Галактик, радионаблюдения Солнца, ближайших планет и межзвёздной среды.

1.3 Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН

Считается, что обсерватория, стоявшая у истоков радиоастрономии в нашей стране, была основана 11 апреля 1956 года, когда было подписано Распоряжение Совета Министров СССР, разрешающее Академии наук построить в Серпуховском районе здание радиоастрономической станции ФИАН. В 1990 году она вошла в состав Астрокосмического центра ФИАН, а в 1996 году её переименовали в обсерваторию, дав современное название.

Сейчас комплекс обсерватории представляет собой 3 крупных действующих радиотелескопа и некоторое количество административных зданий. Так, например, действуют RT-22 (Радиотелескоп с тарелкой 22 метра – старейший телескоп в обсерватории и один из старейших телескопов в России) и DCR-1000 (Диапазонный Крестообразный Радиотелескоп 1000-метровый – радиотелескоп из двух антенн Север-Юг и Восток-Запад, расположенных в форме креста).

З а всё время существования на обсерватории построено и работают несколько радиоастрономических инструментов мирового класса. Кроме радиоастрономии, изучается астрофизика и астрометрия. Обсерваторией получено несколько свидетельств о научных открытиях: открытие Сверхкороны Солнца, обнаружение у неё радиальной структуры, обнаружение рекомбинационных радиолиний.

1.4 Астрономическая обсерватория имени В. П. Энгельгардта Казанского федерального университета

Астрономическая обсерватория имени В. П. Энгельгардта Казанского федерального университета — обсерватория, расположенная в 20 км к западу от Казани в посёлке Октябрьский Зеленодольского района Татарстана.

Свою историю обсерватория ведёт с 1897 года, когда известный астроном и общественный деятель В. П. Энгельгардт по причине преклонных лет прекратил практические наблюдения и передал в дар Казанскому Императорскому университету уникальное, по тем временам, астрономическое оборудование своей частной обсерватории в Дрездене. В асилий Павлович поставил условием своего пожертвования, чтобы инструменты его были установлены в кратчайшее время и на них были начаты наблюдения, но наблюдения в центре города были неудобны из-за сильной засветки, и в 1901 году состоялось открытие загородной обсерватории, которая в 1903 году официально получила название Энгельгардтовской. Во время Великой Отечественной войны обсерватория являлась одной из немногих на территории СССР, продолживших свою работу, и получила за военные годы сотни фотопластинок звёздных полей, комет, малых планет.

В обсерватории находятся и до сих пор используются такие измерительные приборы, как Меридианный круг Репсольда, изготовленный в 1845 году в Гамбурге известным конструктором астрономических инструментов Репсольдом, и телескоп-гелиометр – один из первых гелиометров, вышедший из мастерских Репсольда.

Обсерватория занимается развитием астрометрии, звёздной астрономии и метеоритики. Особое значение для науки имеют наблюдения малых планет, комет, покрытий звёзд Луной и спектральные наблюдения, а также работы по теории движения комет А. Д. Дубяго и создание метода изучения тёмных туманностей. В 1986 году обсерватория принимала участие в советской программе по наблюдению кометы Галлея.

1.5 Астрономическая обсерватория Иркутского государственного университета

Астрономическая обсерватория Иркутского государственного университета — научно-исследовательское учреждение в Иркутске , начавшее свою историю в 1924 году с предложения советского астронома А. Я. Орлова о создании в Иркутске широтной станции для определения движения полюса Земли. Александр Яковлевич лично выбрал место, куда в 1928 году поступил первый инструмент, а в 1931 была официально образована широтная станция. Впоследствии широтная станция стала астрономической обсерваторией.

В 1957 году здесь велись наблюдения за самым первым искусственным спутником Земли, который запустили 4 октября. В 1950-1960-х иркутская служба времени была признана одной из лучших в СССР.

Кроме того, обсерватория координировала работы по комплексному изучению Витимского болида, наблюдавшегося на севере Иркутской области в ночь на 25 сентября 2002 года.

В 2018 году в башне был установлен новый инструмент – телескоп-рефрактор, над созданием и установкой которого два года работали сотрудники планетария, специалисты Института солнечно-земной физики СО РАН и любители астрономии Иркутской области. Диаметр объектива инструмента – 170 мм. Высокое качество оптики позволяет применять увеличение вплоть до 300 крат и пользоваться окулярами с широким полем зрения. Это самый большой стационарный инструмент, доступный для публичных наблюдений в Иркутской области.

На данный момент проводятся исследования солнечной активности и солнечно-земных связей.

2. Практическая часть

2.1 Сравнительная таблица отечественных астрономических обсерваторий

Мы составили сравнительную таблицу отечественных астрономических обсерваторий (Таблица 1). В неё внесены данные о географическом расположении обсерваторий, их высоте над уровнем моря в метрах. Также мы записали направления, по которым осуществляются научные работы, и указали значение деятельности обсерваторий для астрономии.

Из составленной таблицы видно, что функционирующие в России обсерватории проводят исследования по многим фундаментальным направлениям астрономии, делая существенный вклад в освоение космического пространства.

2.2 Изготовление телескопа своими руками

В 1609 году Галилео Галилеем был создан первый телескоп-рефрактор, который он использовал для астрономических наблюдений. Устройство его было достаточно простым: в трубе на расстоянии располагались две линзы: объектив − выпуклая линза с фокусным расстоянием и окуляр – вогнутая рассеивающая линза. Эта оптическая схема давала неперевёрнутое изображение. Недостатками устройства являлись малое поле зрения и слабая яркость картинки. Впрочем, несмотря на это, в течение двух первых лет наблюдений Галилею удалось обнаружить четыре спутника Юпитера, а также разглядеть пятна на Солнце и горы на Луне. Следует отметить, что такая система всё ещё используется, например, в театральных биноклях.

В 1611 году немецкий ученый Иоганн Кеплер предложил свою конструкцию телескопа – с двумя собирающими линзами. Схема позволила увеличить поле зрения и сделать изображение более ярким, но оно было перевернутым, хотя это не имеет особого значения для исследования небесных тел. Первый телескоп по схеме Кеплера был сделан в 1613 году ученым Кристофом Шейнером, и, по сути, все последующие телескопы-рефракторы являются трубами Кеплера. Оптические системы, построенные по схеме Кеплера, применяются для телескопов, подзорных труб, дальномеров, а также для морских биноклей большого увеличения.

Упрощённый телескоп по схеме Кеплера мы изготовили в домашних условиях из подручных материалов, разработав схему (все размеры указаны в сантиметрах).

Для сборки схемы телескопа мы использовали:

· В качестве основания взята картонная труба от упаковочной плёнки высотой 18 см и диаметром 5,5 см.

· Линзы увеличительного стекла диаметром 60мм и 25мм.

· Часть пластиковой трубы тубуса от герметика высотой 8 см и диаметром 5 см.

· Уплотнительная прокладка из пененного материала.

· Декоративная отделка цветной бумагой и изоляционной лентой.

Увеличение собранного телескопа составляет 1х15. Объектив создает перевернутое действительное изображение бесконечно удалённого предмета в фокальной плоскости, которое можно видеть с помощью окуляра как в лупу. Телескоп позволяет самостоятельно осуществлять астрономические наблюдения, словно мы находимся в одной из отечественных обсерваторий.

В ходе работы мы осуществили поставленную нами цель и выяснили, какой вклад в развитие космонавтики вносят отечественные астрономические обсерватории, обзор которых был проведён в проекте.

Освоение космического пространства является очень значительным вопросом современной науки: п онимая, что происходит во Вселенной и за её пределами, люди узнают собственный дом, свою планету. В нашей стране упорно развивается космонавтика, но состояние наземной астрономии не совсем соответствует статусу крупной мировой державы. Многие обсерватории, действующие на территории России, основаны в дореволюционные или советские времена, а обсерватории двадцать первого века постройки можно пересчитать по пальцам. Скорее всего, это вызвано тем, что в течение нескольких десятков лет поддержка астрономических исследований была явно недостаточной. На данный момент ситуация, по-видимому, начинает постепенно меняться к лучшему.

Наземная оптическая астрономия ещё не сказала своё последнее слово, ведь космические телескопы не только намного дороже, но и гораздо сложнее в обслуживании (некоторые из них вообще не обслуживаются и в случае серьезной неисправности остаются на орбите ненужным мусором). Таким образом, при постоянном финансировании государства российские астрономические обсерватории будут служить науке ещё много десятилетий.

Развивая наш проект, в дальнейшем можно охватить большее количество обсерваторий, которых в Российской Федерации насчитывается около 60, и тем самым сделать таблицу, составленную при исследовании, подробнее.

Звездное небо завораживает. Хотя сегодня удовольствие увидеть Млечный путь весьма затруднено – запыленность атмосферы, особенно в городах, значительно снижает возможность рассмотреть звезды в ночном небе. Именно поэтому поход в астрономическую обсерваторию становится откровением для обывателя. И звезды снова начинают вселять в человека надежды и мечты. В России обсерваторий порядка 60, о самых главных пойдет речь в данной статье.

Немного общих знаний

Современные наземные обсерватории – это научно-исследовательские центры. Их задачи намного шире, чем просто наблюдение за небесными светилами, явлениями и искусственными космическими объектами.

Оснащены современные наземные обсерватории мощными телескопами (оптическими и радио), современным инструментарием для обработки полученной информации. Для них характерно наличие зданий с открывающимися люками или вообще зданий, которые вращаются вместе с оптическими телескопами. Радиотелескопы устанавливают под открытым небом.

Большинство обсерваторий расположены на возвышенностях или с хорошим круговым обзором, и обычно их расположение привязано к определенным координатам, важным в астрономии.

История отечественных обсерваторий

В России первый такой объект в отдельном помещении появился по инициативе архиепископа Афанасия в 1692 году. Оптический телескоп был установлен на колокольне в Холмогорах в Архангельской области.

В 1701 году соратник и сподвижник Петра I дипломат и ученый Яков Вилимович Брюс (Джеймс Дэниэль Брюс, 1670-1735) инициировал открытие обсерватории при Навигацкой школе на Сухаревой башне в Москве. Она имела большое практическое значение, тут имелись секстанты и квадранты. И именно тут впервые наблюдалось солнечное затмение 1706 года.

Первая официальная обсерватория появилась на Васильевском острове. Основана она была Петром I, но открылась уже при Екатерине I в 1725 году. Она сохранилась и сегодня, но уже как памятник архитектуры, под библиотекой Академии наук. И в свое время эта восьмиугольная башенка имела множество недостатков, в числе которых и расположение в черте города.

Все ее оборудование было перевезено в Пулковскую обсерваторию, закладка которой состоялась в 1835 году, а открылась она в 1839-м. Долгое время именно эта астрономическая обсерватория была ведущей в России, и сегодня она сохранила свои позиции.

Сегодня в России около 60 обсерваторий и исследовательских центров, порядка 10 высших учебных заведений с факультетами астрономии, более тысячи астрономов и несколько десятков тысяч увлеченных любителей звездного неба.

Самая важная

Пулковская астрономическая обсерватория – главная в Российской академии наук. Она расположена на Пулковских высотах, что в 19 километрах южнее Санкт-Петербурга. Она находится на Пулковском меридиане и имеет координаты 59°46"18" северной широты и 30°19"33" восточной долготы.

В штате этой главной обсерватории России 119 научных сотрудников, 49 кандидатов наук и 31 доктор наук. Все они ведут работу в следующих направлениях: астрометрия (параметры Вселенной), небесная механика, звездная динамика, эволюция звезд и внегалактическая астрономия.

Все это возможно благодаря наличию сложнейшей аппаратуры, главным среди которой является один из крупнейших солнечных телескопов в Европе – горизонтальный телескоп АЦУ-5.

Номер второй

Одна из крупнейших в России - Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН. Она основана в 1956 году и сегодня является одной из наиболее хорошо оснащенных: радиотелескоп РТ-22, радиотелескопы меридианного типа с двумя антеннами ДКР-100 и БСА.

Располагается в г. Пущино Московской области, ее координаты 54°49" северной широты и 37°38" восточной долготы.

Астрономическая обсерватория Казанского университета

В центре Казани в студенческом городке находится старинная обсерватория, основанная при кафедре астрономии в 1833 году. Это удивительное здание в стиле классицизма пользуется неизменной популярностью у гостей города. Сегодня это региональный центр по обучению и использованию спутниковых систем навигации.

Главные инструменты этой обсерватории: рефрактор Мерц, гелиометр Репсольда, труба Джорджа Доллона, экваториал и часы точного времени.

Одна из самых молодых

Байкальская астрофизическая обсерватория открыта в 1980 году. Она расположена в месте уникального микроастроклимата – локальные антициклоны и малые восходящие потоки воздуха с озера Байкал создают тут уникальные условия для наблюдений. Она принадлежит Институту Солнечно-Земной физики Российской академии наук и оснащена уникальной аппаратурой: большим солнечным вакуумным телескопом (самым большим на территории Евразии), телескопом полного диска Солнца, хромосферным телескопом, фотогелиографом.

Главные направления деятельности этой обсерватории России – наблюдение за тонкой структурой солнечных образований и регистрация вспышек на Солнце. Недаром ее и называют Солнечная обсерватория.

Самый большой телескоп

Самый крупный астрономический центр России – Специальная астрофизическая обсерватория. Она расположена у горы Пастуховая на Северном Кавказе (поселок Нижний Архыз, Карачаево-Черкесская Республика). Она была основана в 1966 году для работы самого большого в России телескопа – Большого Азимутального. Работа по его сборке велась 15 лет и сегодня это телескоп с максимальным шестиметровым оптическим зеркалом. Высота его купола – 50 метров, а диаметр – 45 метров.

Кроме него тут установлены и еще 2 телескопа чуть меньших размеров.

Здесь проводятся экскурсии для туристов, и в летнее время этот телескоп посещает до 700 человек в день. Туристы едут в этот отдаленный район еще и посмотреть икону Лик Христа. Это уникальная наскальная икона, которая расположена в километре от обсерватории.

Здесь, в Архызе, прошлое как будто соприкасается с будущим и стремлением человечества к звездам.

Нам собственного неба мало

В 2017 году стартовал российско-кубинский проект по оборудованию двух обсерваторий на Кубе. Идет активное обсуждение выбора наиболее оптимальных астроклиматических и метеорологических условий для размещения этих автономных и полностью автоматизированных телескопов.

Цель проекта подразумевает сбор и анализ информации о спектральных, позиционных и фотометрических характеристиках различных космических объектов.

Цель работы: знакомство с современными космическими обсерваториями и изучение принципа их действия.

1. Узнать о методах изучения космоса

3. Проанализировать понятие гравитационных волн и использование принципа их действия для создания нового тира телескопов.

Развитие науки и техники в XX-XXI веке в значительной мере направили ученых на создание более современных и мощных средств изучения космоса. Огромный объём информации о космосе целиком остаётся за пределами земной атмосферы. Большая часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, а также рентгеновские и гамма-лучикосмического происхождения недоступны для наблюдений с поверхности Земли. Для того чтобы изучать Вселенную в этих лучах, необходимо вынести наблюдательные приборы в космос. Таковыми приборами стали космические обсерватории.

Глава 1. Изучение космоса

Вся история изучения Вселенной есть, в сущности, поиски и находки средств, улучшающих человеческое зрение. До начала XVII в. невооруженный глаз был единственным оптическим инструментом астрономов. Вся астрономическая техника древних сводилась к созданию различных угломерных инструментов, как можно более точных и прочных. Уже первые телескопы сразу резко повысили разрешающую и проницающую способность человеческого глаза. Постепенно были созданы приемники невидимых излучений и в настоящее время Вселенную мы воспринимаем во всех диапазонах электромагнитного спектра – от гамма-излучения до сверхдлинных радиоволн.

Более того, созданы приемники корпускулярных излучений, улавливающие мельчайшие частицы – корпускулы (в основном ядра атомов и электроны), приходящие к нам от небесных тел. Совокупность всех приемников космических излучений способны фиксировать объекты, от которых до нас лучи света доходят за многие миллиарды лет. По существу, вся история мировой астрономии и космологии делится на две не равные по времени части – до и после изобретения телескопа. ХХ век вообще необычайно раздвинул границы наблюдательной астрономии. К чрезвычайно усовершенствованным оптическим телескопам добавились новые, ранее совершенно невиданные -– радиотелескопы, а затем и рентгеновские (которые применимы только в безвоздушном пространстве и в открытом космосе). Также с помощью спутников используются гамма-телескопы, позволяющие зафиксировать уникальную информацию о далеких объектах и экстремальных состояниях материи во Вселенной.

Вселенная настолько огромна, что астрономы до сих пор не смогли установить, насколько она велика! Однако благодаря последним достижениям науки и техники мы узнали много нового о космосе и нашем месте в нем. В последние 50 лет люди получили возможность покидать Землю и изучать звезды и планеты не только наблюдая их в телескопы, но и получая информацию прямо из космоса. Запускаемые спутники оснащены сложнейшим оборудованием, с помощью которого были сделаны удивительные открытия, в существование которых астрономы не верили, например, черные дыры и новые планеты.

Со времени запуска в открытый космос первого искусственного спутника в октябре 1957 года за пределы нашей планеты было отправлено множество спутников и роботов-зондов. Благодаря им ученые “посетили” почти все основные планеты Солнечной системы, а также их спутники, астероиды, кометы. Подобные запуски осуществляются постоянно, и в наши дни зонды нового поколения продолжают свой полет к другим планетам, добывая и передавая на Землю всю информацию.

Также были запущены и космические обсерватории. Более подробно о них изложено в следующей главе.

Глава 2. Современные космические обсерватории

Для того чтобы более досконально изучать Вселенную , необходимо вынести наблюдательные приборы в космос. Ещё недавно внеатмосферная астрономия была уделом мечтателей. Теперь она превратилась в быстро развивающуюся отрасль науки. Результаты, полученные на космических телескопах, без малейшего преувеличения перевернули многие наши представления о Вселенной.

Первые космические обсерватории существовали на орбите недолго, и программы наблюдений на них ограничивались несколькими пунктами. Современный космический телескоп - уникальный комплекс приборов, разрабатываемый и эксплуатируемый несколькими странами для гарантированной работы в течение многих лет. В наблюдениях на современных орбитальных обсерваториях принимают участие тысячи астрономов со всего мира.

Для успешной работы космической обсерватории требуются совместные усилия самых разных специалистов. Космические инженеры готовят телескоп к запуску, выводят его на орбиту, следят за обеспечением энергией всех приборов и их нормальным функционированием. Каждый объект может наблюдаться в течение нескольких часов, поэтому особенно важно удерживать ориентацию спутника, вращающегося вокруг Земли, в одном и том же направлении, чтобы ось телескопа оставалась нацеленной строго на объект.

Астрономы собирают заявки на проведение наблюдений, отбирают из них наиболее важные, готовят программу наблюдений, следят за получением и обработкой результатов. Данные, полученные на космических телескопах, в течение некоторого времени доступны лишь авторам программы наблюдений. Потом они поступают в компьютерные сети и агентства новостей, и любой астроном может воспользоваться ими. Также в сети содержится информация о видах телескопах – обсерваторий, их роде деятельности и принципе работы.

Список космических телескопов.

Этот список космических телескопов (астрономических обсерваторий в космосе), сгруппированный по основным диапазонам частот : Гамма-излучение, Рентгеновское излучение, Ультрафиолетовое излучение, Видимое излучение, Инфракрасное излучение, Микроволновое излучение и Радиоизлучение. Телескопы, работающие в различных частотных диапазонах включены во всех соответствующих разделах.

Космические гамма – телескопы

Гамма-телескопы собирают и измеряют высокоэнергическое гамма-излучение от астрофизических источников. Оно поглощается атмосферой, поэтому, чтобы вести наблюдения требуются высотные аэростаты или космические полёты. Гамма-лучи излучаются сверхновыми, нейтронными звёздами, пульсарами и чёрными дырами. Гамма-всплески, с очень высокими энергиями, были также обнаружены, но до сих пор не изучены.

Крупнейшей в своей области обсерваторией, запущенной в космос и работающей по сей день, является обсерватория GLAST.

GLAST (англ. Gamma-ray Large Area Space Telescope), впоследствии названный англ. Fermi Gamma-ray Space Telescope (рус. Космический гамма-телескоп Ферми) в честь физика Энрико Ферми (с 26 августа 2008 года), — космическая обсерватория на низкой земной орбите предназначенная для наблюдения больших областей космоса в диапазоне гамма-излучения. С его помощью астрономы исследуют астрофизические и космологические процессы, происходящие в активных ядрах галактик, пульсарах и других высокоэнергетических источниках; изучают гамма-всплески, ведут поиски тёмной материи.

Научные результаты.

Первым значительным открытием обсерватории была регистрация гамма-пульсара, расположенного в остатке сверхновой CTA 1[4]. Он находится в созвездии Цефей на расстоянии около 4600 световых лет от Земли и совершает полный оборот вокруг своей оси за 316,86 миллисекунд.

15 сентября 2008 года телескоп Ферми зарегистрировал рекордную вспышку гамма-излучения, получившую наименование GRB 080916C[5]. Последующие наблюдения астрономов позволили вычислить расстояние до объекта, которое равняется 12 миллиардам световых лет, и мощность вспышки. Считается, что подобные вспышки возникают при гравитационном коллапсе чрезвычайно массивной звезды. Вычисления показали, что скорость выброса звёздного вещества составляло 99,9999 процента от скорости света.

Гамма-рентгеновские пузыри Ферми

Одним из самых удивительных открытий, сделанных космическим телескопом, стало обнаружение гигантских образований размером до 50 тысяч световых лет, расположенных над и под центром нашей Галактики — Млечного Пути. Точная природа этих структур пока не известна, однако учёные полагают, что они возникли благодаря активности сверхмассивной чёрной дыры, находящейся в центре нашей Галактики. Предположительно, возраст пузырей составляет миллионы лет.

4. Гамма-вспышки новых звёзд

Начиная с 2010 года, телескоп зарегистрировал несколько мощных гамма-вспышек, источником которых являются новые звезды. Первым подобным объектом стала V407 Лебедя (V407 Cygni). Учёные считают, что такие гамма-вспышки возникают в тесно связанных двойных системах, когда вещество аккрецируется с одной звезды на другую.

Космические рентгеновские телескопы

Рентгеновские телескопы воспринимают поток фотонов высоких энергий, именуемый рентгеновским излучением. Оно сильно поглощается атмосферой, а это означает, может наблюдаться только высоко в атмосфере или в космосе. Несколько типов астрофизических объектов испускают рентгеновские лучи: Скопление галактик, чёрные дыры, Активные ядра галактик, остатки сверхновых, звёзды, звёзды в паре с белым карликом (катастрофические переменные звёзды), нейтронной звездой или чёрной дырой (рентгеновские двойные). Некоторые объекты Солнечной системы испускают рентгеновские лучи, в том числе и Луна, хотя большая часть рентгеновского излучения Луны возникает от отражённого солнечного рентгеновского излучения.

В пример можно поставить японскую орбитальную рентгеновскую обсерваторию ASCA.

ASCA — Усовершенствованный спутник для космологии и астрофизики; название до запуска ASTRO-D, четвёртая орбитальная рентгеновская обсерватория Японии, и вторая, в которую значительный вклад внесли США. Обсерватория создана проектной группой под руководством Минору Ода в Институте космических наук и астронавтики совместно с НАСА. Обсерватория была запущена 20 февраля 1993 года японской ракетой-носителем M-3S-II. Через 8 лет работы после геомагнитного шторма контроль над спутником был утерян 14 июля 2000 года, после чего научные наблюдения более не проводились. Спутник вошёл в плотные слои атмосферы и разрушился 2 марта 2001 года.

Основные результаты.

1. Обнаружение широких эмиссионных линий в спектрах аккрецирующих чёрных дыр — указание на влияние на их профиль эффектов общей теории относительности

2. Измерение профилей температур в скоплениях галактик

3. Измерение обилия тяжёлых элементов в спектрах звёзд с активными коронами

4. Обнаружение нетеплового излучения остатка вспышки сверхновой SN 1006

5. Открытие флуоресцентных линий излучения нейтрального железа в области Галактического центра — дополнительного свидетельства прошлой активности сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики

6. Измерение обилия тяжёлых элементов в галактиках и скоплениях галактик

Космические ультрафиолетовые телескопы

Ультрафиолетовые телескопы изучают небо в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, то есть примерно между 10 и 320 нм. Свет на этих длинах волн поглощается атмосферой Земли, поэтому наблюдения на этих длинах волн могут быть выполнены из верхних слоев атмосферы или из космоса.

Объекты излучающие ультрафиолетовое излучения включают Солнце, другие звёзды и галактики.

Хорошим представителем в этой области является телескоп GALEX.

1. Космическая обсерватория изучила сотни тысяч галактик. По результатам этих наблюдений было составлено несколько обзоров неба.

2. В 2007 году членом исследовательской команды телескопа Майком Сайбертом вокруг звезды Мира был обнаружен хвост из пыли и газа длиной около 2 градусов (13 световых лет). Это стало возможным благодаря способности детекторов телескопа GALEX фокусироваться на одном типе излучения

Космические оптические телескопы

Самая старая форма астрономии, оптическая или видимого света астрономия простирается примерно от 400 до 700 нм. Позиционирование оптического телескопа в космосе означает, что телескоп не видит атмосферных помех, обеспечивая получение более высокого разрешения. Оптические телескопы используются для наблюдения звезд, галактик, планетарных туманностей и протопланетных дисков, среди многих других вещей.

Конечно же, несомненным лидером среди оптических телескопов является космический телескоп Хаббл.

Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Благодаря отсутствию влияния атмосферы разрешающая способность телескопа в 7—10 раз больше, чем у аналогичного телескопа, расположенного на Земле

Наиболее значимые наблюдения

1. При помощи измерения расстояний до цефеид в Скоплении Девы было уточнено значение постоянной Хаббла. До наблюдений орбитального телескопа погрешность определения постоянной оценивалась в 50 %, наблюдения позволили снизить погрешность до 10 %.

3. Впервые получены карты поверхности Плутона и Эриды.

4. Впервые наблюдались ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне, Юпитере и Ганимеде.

5. Получены дополнительные данные о планетах вне солнечной системы, в том числе спектрометрические.

6. Найдено большое количество протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона. Доказано, что процесс формирования планет происходит у большинства звёзд нашей Галактики.

7. Частично подтверждена теория о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик; на основе наблюдений выдвинута гипотеза, связывающая массу чёрных дыр и свойства галактики.

8. По результатам наблюдений квазаров получена современная космологическая модель, представляющая собой Вселенную, расширяющуюся с ускорением, заполненную тёмной энергией, и уточнён возраст Вселенной — 13,7 млрд лет.

9. Обнаружено наличие эквивалентов гамма-всплесков в оптическом диапазоне.

11. В 2004 году был сфотографирован участок неба (Hubble Ultra Deep Field) с эффективной выдержкой около 106 секунд (11,3 суток), что позволило продолжить изучение отдалённых галактик вплоть до эпохи образования первых звёзд. Впервые были получены изображения протогалактик, первых сгустков материи, которые сформировались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.

12. В 2012 года НАСА опубликовало изображение Hubble Extreme Deep Field (XDF), представляющее собой комбинацию центральной области HUDF и новых данных с выдержкой 2 миллиона секунд.

13. В 2013 году, после изучения сделанных телескопом в 2004—2009 годах снимков, был открыт спутник Нептуна S/2004 N 1.

Космические инфракрасные телескопы

Инфракрасный свет имеет меньшую энергию, чем видимый свет, следовательно, испускают его более холодные объекты. Таким образом, можно рассматривать в инфракрасном свете: холодные звезды (в том числе коричневые карлики), туманности, и очень далекие галактики.

Телескоп предназначен для изучения инфракрасной части излучения от объектов в Солнечной системе, в Млечном пути, а также от внегалактических объектов, находящихся в миллиардах световых лет от Земли (например, новорождённых галактик). Также предполагались исследования по следующим темам:

формирование и развитие галактик в ранней вселенной;

образование звёзд и их взаимодействие с межзвёздной средой;

химический состав атмосфер и поверхности тел Солнечной системы, включая планеты, кометы и спутники планет.

В данной работе была представлена информация о способах изучения космоса, включая новые методы его исследования – современные космические обсерватории.

Читайте также: