Служба Сонця

Досить давно я помітив, що на Хабі немає жодної статті про обсерваторії. Є статті про телескопи, про супутники, про астероїди. Але статті про те, як влаштовані місця проживання астрономів — ні. Та що там! Колись була маса статей про офіси великих IT-компаній, які зводилися до того, де якими цукерками годують, де зручніше добірка крісел, де якими користуються комп'ютерами. Але і в цих статтях не згадувалися обсерваторії. Адже, на мій погляд, набагато цікавіше подивитися на купу монструозных творів людського генія, чим порівнювати обід програміста Google і Apple.

Періодично я потрапляю у відрядження в різні обсерваторії. Мені захотілося усунути описане вище непорозуміння і написати невелике оповідання на цю тему. Стаття присвячена Уссурійській Астрофізичної обсерваторії (УАФО ДВО РАН), яка є найбільшою обсерваторією на Далекому Сході. Жителям Приморського краю вона швидше за все непогано знайома, але, думаю, що для решти буде цікаво почитати.


Обсерваторія розташована недалеко від Уссурійська (20 км), але при цьому володіє хорошим астроклиматом: засвітка від довколишнього міста мінімальна. Тайга розташована майже впритул до обсерваторії. Кажуть, іноді навіть тигри забрідають.
Обсерваторія створена в 1953 р. для регулярних спостережень Сонця і сонячної активності. Тоді СРСР володів унікальним перевагою, якого не було ні у кого в світі — він міг стежити за сонцем з моменту його сходу на Далекому Сході і заходу в Калінінграді. Зараз, коли ті ж завдання можуть виконуватися декількома супутниками (SOHO і STEREO) обсерваторія це швидше база, що об'єднує дослідників Сонця, що володіє спеціальними інструментами, що дозволяють отримувати дані в реальному часі.
Останнім часом обсерваторія була дообладнана і зараз вирішує завдання спостереження за астероїдами, супутниками і гамма-сплесками.
Всього в обсерваторії є з десяток інструментів, з яких 2/3 знаходяться в активній експлуатації.
Сам я не знайомий з фізикою сонця, а вже тим більше з технічними хитрощами, присвяченими процесу спостереження та збору інформації. Так що заздалегідь прошу вибачення за допущені неточності і спрощення.


Горизонтальний сонячний телескоп.

Один з найстаріших інструментів обсерваторії, це горизонтальний сонячний телескоп. Його зовнішній вигляд дивує людини не знайомої з астрономією. Але варто враховувати, що Сонце ходить передбачуваної траєкторії, практично ідентичною з дня у день. Узкозаточенный інструмент не повинен володіти всією широтою можливостей, необхідних від звичайного телескопа.
Інструмент призначений для спостереження сонячних плям і аналізу їх спектру.
Зараз він не використовується. І оптика і аналізуюча частина вже морально і фізично застаріли. Але це не робить їх менш цікавими!

Будівля схожа на що завгодно, навіть на гараж, але не на телескоп. Металева частина від'їжджає по рейках. Під металевою частиною розташовані дві регульованих лінзи, що дозволяють стежити за рухом сонця. Нижня лінза відображає сонце у верхню, а верхня в дірку в стіні.

Схематично промінь йде за таким траєкторія:


Зображення сонця перенаправляється всередину будівлі, проходячи відстань близько 15 метрів до відбиваючої дифракційної решітки. після чого повертається назад, де стоїть відбивач, що перенаправляє промінь в сусідній зал, де відбувається його більш точний аналіз.

Дірка з якою приходить зображення сонця. Трохи лівіше, у ковпаку видно відбивач, що перенаправляє зворотний промінь в зал де відбувається аналіз.

А ось так розташована дифракційна решітка. До речі, звернули увагу на колір стін? Чорний він спеціально — для мінімізації перешкод. Коли йшов експеримент, весь світло вимикалося.

По станів залу стоїть багато чудового лампового обладнання, чия епоха вже трошки закінчилася.

Спектрограф-коронограф (Внезатменный Коронграф).

Він має трошки іншу схему, більше схожу на звичний телескоп. Його основне завдання — аналіз спектру корони сонця. Обладнання трохи новіші, але останнім часом він теж не використовується.

Штанга наводиться на сонце, і веде його. В штанзі є спеціальна пластина, що дозволяє затьмарити сонце, залишивши тільки корону. Зображення корони відводиться в підвал, де стоїть аналізуюче обладнання.


Трохи більш докладний опис дії: Внезатменный Коронограф складається з головного об'єктива Про, будує зображення Сонця на металевому диску Д, який не пропускає далі фотосфери світло і створює таким чином штучне затемнення. Для усунення розсіяного світла, що з'являється внаслідок дифракції від краю головного об'єктива, за металевим екраном ставиться лінза Про', яка будує зображення головного об'єктива на діафрагмі з отвором достатньо малим, щоб не пропустити зображення країв головного об'єктива. Наступний об'єктив Про " будує остаточне зображення корони або протуберанців на щілини спектрографа або на фотоплівці П.

Ще один спектрограф

Читач, який перебрався через перші два спектрографа здивовано запитає «а чому б не модернізувати ці спектрографы, не наситити їх сучасним обладнанням, не привести в роботу?». Але… Це занадто дорого, складно і невиправдано. Знаєте як виглядає сучасний сонячний спектрограф? Ось він:


Біла частина кабінки відкидається. Невеликий телескоп відправляє зображення в чорну коробку, де розташовані спектроанализаторы.
При цьому він обслуговується одним оператором, отримує результат моментально, дозволяє швидко аналізувати і передавати споживачеві. До речі, спектограф належить РосГидроМету і поки що вводиться в експлуатацію.
Точні характеристики у всіх спектрографов вивідати я не зумів, але як мені здається за деякого досвіду, сучасного вони не сильно гірше, а можливо і краще.

Сонячний телескоп (кудэ-рефрактор)


Але спектральні телескопи це не єдині телескопи, які встановлені в обсерваторії. В обсерваторії є ряд телескопів для звичайного оптичного спостереження. В першу чергу це ось цей телескоп:

Телескоп є прикладом саме того, що досить старий телескоп, може використовуватися з цілком сучасними матрицями. До речі, зверніть увагу на цікаву схему: зображення надходить в ту частину труби, яка розташована зверху, а знизу фіксується зліва.

Сонячний телескоп (з H-фільтром)


Крім того, в обсерваторії є телескоп, виконує постійні спостереження через водневий фільтр. Цей спосіб дозволяє спостерігати хромосферу сонця, виключивши вплив фотосфери. З таким фільтром можна розглядати протуберанці і динаміку верхніх шарів Сонця. І отримувати такі офігенний зображення.
image

Астрограф

Повернемося до старовинній техніці. Хто живе в цьому будиночку?

У цьому будиночку живе астрограф. На жаль, трошки запізнений зі своєю епохою. Куплений перед перебудовою він був дуже сучасним на той момент. Але незабаром почалася перебудова, грошей не було, не було і фотопластинок для нього. А коли гроші з'явилися він вже морально застарів: почалася епоха цифри.

Перше питання, яке у мене вирвався «а навіщо йому дві труби?». Розгадка виявилася незвичною для мене, людини епохи цифрових камер. Виявляється, при експонуванні фотопластинок існує ймовірність отримати «вибитий піксель», крапку з локальним пересветом або недосветом. Для того, щоб нівелювати такі артефакти використовуються системи, що дозволяють експонувати одночасно дві однакових фотопластинки на однакові області неба. А ось куди ставилися фотопластинки:

Друге диво цього телескопа розташоване в цих барабанах і в цій установці:

Це система автоматичного наведення, досить сучасна на той момент. В барабанах розташовані енкодери на коді Грея, а коробочка — комп'ютер управління.
Код Грея — система числення, в якій два сусідніх значення відрізняються лише в одному розряді. Спочатку призначався для захисту від помилкового спрацьовування електромеханічних перемикачів. У телескопі використовується оптичний код Грея в барабанах. Датчик зчитує поточні положення і дозволяє наводиться на зоряне небо автоматично з точністю до кутової секунди.

На жаль, телескоп вже морально застарів. Нікому зараз не потрібні ні фотопластини, ні вузьке поле телескопа, ні велика дозволяється поле в площині фокусу. Сьогоднішні телескопи виглядає ось так:

Сучасні телескопи



Всі три цих телескопа значно менше, легше, компактніше і ефективніше монструозного астрографа з картинок вище. Сьогодні вони використовуються для спостереження гамма-сплесків, астероїдів, комет і висотних супутників. Два великих дають не тільки більше поле, але і кращу світлочутливість.

50-сантиметровий телескоп.

60-сантиметровий телескоп + 20сантиметровый телескоп.
На цих телескопах досить ефективно вирішуються завдання проекту ISON, а так само попередження про астероїдної і кометної небезпеки. Відкрито ряд астероїдів.

Радіотелескопи

В обсерваторії є два радіотелескопа. Один, сонячний, працює:

І другий, подарунок військових, який досі не запустили, але дуже хочуть.


Інші дрібниці життя

Треба сказати, що в компоненті побуту обсерваторія значно програє і Гуглу, і Яндексу:) На віддалену гору складно провести стабільну воду, інтернет та електрику. Все є, але нестабільно. Не перемогти обсерваторії і в конкурсі більше смачних пляцків.
Зате тут красиво. Навколо тайга, кедрові сосни, обвиті виноградом і актинидией (молодший брат ківі). Ночами чутно кабанів та іншу живність. Іноді, кажуть, поруч проходять тигри. Кінець робочого дня знаменує світанок і туман, що покриває сопки. В кілометрі від обсерваторії найбільший на Далекому Сході дендрарій.
Навіщо потрібні кулери з Кока-Колою і столики з печеньками, коли в перерві між роботою можна сходити погуляти в тайгу?!

З.Ю. Величезне спасибі Олексію за екскурсію!

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.