Розвиток Одеської метеорної астрономії в середині ХХ століття

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розвиток Одеської метеорної астрономії в середині ХХ століття

Наприкінці сорокових років минулого століття у зв'язку з очікуваним запуском ракет і штучних супутників підвищився інтерес до дослідження фізичних параметрів верхньої атмосфери Землі. Одним з найдешевших і найнадійніших методів вимірювання щільності, температури й швидкості вітру на висоті 80-120 км вважався метод, заснований на фотографуванні метеорів [6, с. 21-22; 13]. Саме він отримав у середині ХХ століття найширше розповсюдження серед методів спостереження метеорних явищ. Це було пов'язано з розробкою спеціальних оптичних систем, автоматичних та напівавтоматичних засобів реєстрації метеорів і високочутливих фотографічних емульсій [8, с. 7].

У 40-х та на початку 50-х років фотографічні дослідження метеорів інтенсивно проводилися в Гарварді (США), Душанбе (Таджикистан) і Ондржейов (Чехословаччина). Саме в цей період ОАО стає провідним центром із дослідження метеорів в Україні й стрімко входить до числа світових лідерів у галузі метеорної астрономії. Окремі аспекти розвитку одеської метеорної астрономії середини ХХ століття розглянуто в низці праць Ю.Н. Крамера, В.О. Смирнова, І.Б. Грушицької та в ювілейних виданнях Одеського університету [5-7; 9; 13;]. Актуальність даного дослідження зумовлена перш за все необхідністю введення до наукового обігу нових архівних матеріалів, які значно розширюють та поглиблюють уявлення про рівень наукових досліджень одеських вчених у галузі метеорної астрономії та дозволяють оцінити їх науковий доробок у контексті розвитку астрономії в Україні та світовому контексті.

Мета статті - на основі аналізу архівних джерел висвітлити місце та роль ОАО у розгортанні метеорних досліджень у середині минулого століття як в Україні, так і на всесоюзному й міжнародному рівнях.

Застосовано метод джерелознавчого аналізу. Джерельну базу дослідження склали матеріали фондів р-1782 та р-7976 Державного архіву Одеської області [1; 3; 4; 10-12].

За ініціативи В.К. Гута (Чехословаччина) фотографічні дослідження метеорів було включено до програми МГР 1957-1958 рр. Пізніше до програми було включено радіолокаційні та візуальні спостереження метеорів. У Астрономічній Раді СРСР було створено робочу групу з теми «Вивчення метеорів» (V розділ. Іоносфера) на чолі з В.В. Фединським. Програма фотографічних досліджень метеорів на період МГР обговорювалася на VI Пленумі Комісії з комет і метеорів Астрономічної Ради АН СРСР (1955) й остаточно була прийнята на VII Пленумі цієї комісії (1957). Обидва Пленуми проходили в Одесі, що свідчило про високий авторитет та визнання науковою спільнотою Радянського Союзу досягнень ОАО в галузі метеорної астрономії [1, с. 5].

1953 року в ОАО Ю.Н. Крамером за участі М. І. Тимченка було винайдено автоматичний метеорний патруль для виконання фотографічних спостережень [10, арк. 2; 11, арк. 2]. Ю.Н. Крамер, який мав певний досвід конструкторської діяльності (ще до вступу в університет на фізико-математичний факультет, 1939 року, він закінчив машинобудівний технікум, отримав диплом конструктора й працював у відділі головного технолога заводу «Кінап») сконструював обтюратор змінної форми [13]. Зазвичай час появи метеора визначався із візуальних спостережень. Сталінабадською обсерваторією (з 1958 року Інститут астрофізики Таджицької РСР) було запропоновано спосіб вимірювання часу появи метеора за допомогою двох фотографічних агрегатів, що працюють паралельно. Недоліком останнього способу була необхідність у подвійній кількості фотографічних камер і в спеціальній паралактичній установці. Одеситами було розроблено пристосування, яке дозволяло реєструвати момент часу спалаху метеора при використанні одних тільки нерухомих метеорних патрулів. При цьому скорочувалася на одну третину кількість необхідних фотокамер, а також відпадала необхідність використання паралактичної установки [3, арк. 96].

Протягом наступних років продовжувалося комплектування метеорного патруля та удосконалення обтюратора. Були переконструйовані й виготовлені механізми для транспортування плівки, механізм притиску кадру під час експонування й фокусуючий пристрій. У першій половині 1955 року проводилася робота з удосконалення окремих вузлів метеорного патруля. Ю.Н. Крамтртм спільне з М. І. Тимченком було виготовлено нову модель обтюратора. При цьому буси враховані недоліки моделі 1954 року: збільшено у півтора рази кутову швидкість лопатей обтюратора, збільшено число лопатей, замінено електричний контакт для відліку нуль пункту штучним метеором. За пропозицією професора В.П. Цесевича до схеми обтюратора було включено електронний осцилограф, що дозволяв як проводити відлік нульпункту для обчислення часу появи метеора, так і контролювати кутову швидкість лопатей обтюратора. У механічній частині обтюратора довелося відмовитися від черв'ячної передачі й перейти на звичайну шестерну передачу. Для першої ланки передачі були використані зубчатки з косим зубом, що сприяють плавності роботи обтюратора [12, арк. 18].

Повідомлення про винайдений в ОАО обтюратор змінного перерізу, зроблене за пропозицією Астрономічної Ради АН СРСР на Міжнародному Симпозіумі в Манчестері, отримало схвалення. Обтюратор Ю.Н. Крамера було прийнято на озброєння під час проведення спостережень за програмою МГР і новий спосіб вимірювання метеорних фотографій, за допомогою універсального інструменту, розробленого в ОАО за рішенням VI Пленуму Комісії з комет і метеорів Астрономічної Ради АН СРСР, був впроваджений у практику [12, арк. 3].

Під час підготовки до досліджень за програмою МГР були розроблені методи фотографування й редукції [2, с. 5]. При проведенні згідно з планом 1955 року обробки фотографічного матеріалу 1954 року під час виміру метеорних фотографій виникли труднощі, пов'язані з обчисленням ідеальних координат за виміряними координатами. Формули редукції, що застосовувалися у фотографічній астрометрії для довгофокусних і великомасштабних об'єктивів, виявилися непридатними для короткофокусних ширококутних камер. В ОАО було запропоновано, розроблено й впроваджено новий спосіб вимірювання метеорних фотографій, ідея якого зводилася до такого [12, арк. 18]. Метеорний знімок встановлювався разом з касетою в камеру, за допомогою якої було отримано знімок. Положення плівки під час вимірювань збігалося з її положенням у момент фотографування. Задня стінка касети забиралася, а плівка просвічувалася. У цьому випадку кожній точці на знімку відповідало зображення на нескінченності. З принципу оборотності (прийнятого апріорі) випливало, що сферичні координати точок перетину проектуючих променів з небесною сферою збігаються зі сферичними координатами відповідних сфотографованих об'єктів. При довільному положенні камери зберігаються відносні кутові відстані між точками. У разі спеціальної установки приладу можна безпосередньо вимірювати часовий кут і нахилу. Виміри проводилися за допомогою 20-сткундного універсального інструмента (теодоліта). Було розроблено метод вимірювання довільних сферичних координат і виведено формули редукції виміряних координат. Для цього методу досить було мати координати трьох опорних зірок. Зазвичай для контролю обчислень вибиралося 6-8 зірок з відомими координатами. Похибка цих вимірів була близько 20-40 секунд дуги. Однак недоліком цього методу була відносна громіздкість обчислень. Надалі Ю.Н. Крамером було побудовано пристосування, що дозволяло встановити камеру з метеорним негативом так, щоб напрямок на полюс світу знімка збігався з напрямком вертикальної осі теодоліта. При такій установці вимірювального приладу вимірювання сферичних координат і їх редукція надзвичайно спрощувалися. При ідеальній установці виміряні координати відрізнялися від годинного кута і нахилу на адитивні постійні, відповідні нульовим відліком на колах теодоліта. Через те що установка Ю.Н. Крамера не могла вважатися ідеальною, доводилося у вимірювання вводити лінійні поправки. Вся редукція проводилася за допомогою двох графіків - одного для годинного кута, іншого - для нахилу. Вимірювання й редукція одного середнього знімка займала 4 години. Згодом прилад був удосконалений і вимірювання проводилися ще швидше, а їх точність була доведена до 10-20 секунд дуги [12, арк. 22].

Рішенням Ради Міністрів СРСР ОАО у зв'язку з її досягненнями в метеорній астрономії було призначено головним закладом країни з проблеми №18 «Вивчення метеорів» МГР [12, арк. 3], актуальність і важливість якої полягала в тому, що вона давала можливість вирішити питання про гальмування дуже швидко рухомих предметів у високих шарах атмосфери й безпосередньо була пов'язана з проблемою функціонування штучного супутника Землі [3, арк. 39]. На ОАО було покладено керівництво та підведення підсумків всесоюзної роботи в цій галузі протягом 19561959 років [12, арк. 3]. Головними завданнями були такі:

1. Організація метеорних спостережень у СРСР, контроль і керівництво ними. 2. Розробка методики цих досліджень. 3. Проведення активної спостережної роботи з трьох пунктів в Одесі й поблизу неї [3, арк. 39].

VII Пленум Комісії з комет і метеорів, що відбувся в Одесі 13-17 травня 1957 року, звертав увагу на необхідність проведення спостережень метеорів у період МГР у суворій відповідності з інструкцією Міжвідомчого Комітету. Щодо фотографічних і візуальних спостережень метеорів було зазначено таке:

а. Підтвердити рішення VI Пленуму і прийняти за типову установку, яка застосовується для кореспондуючих фотографічних спостережень метеорів, нерухомий метеорний патруль, що складається з чотирьох камер НАФА 3с / 25 з обтюратором змінного перерізу з електричним контролем нульпункта і середньої швидкості обертання.

б. Просити установи, які отримують стандартний метеорний патруль, повідомляти про всі зауваження і недоліки ОАО з метою врахування при виготовленні другій партії метеорних патрулів.

в. Схвалити роботу ОАО із конструювання світлосильної дзеркальної камери для спостережень метеорів.

г. Доручити Сталінабадській АО розробити проект єдиної методики обробки фотографічних знімків метеорів і обговорити її на спеціальному семінарі взимку 1957-1958 рр.

д. Вважати за доцільне при фотометричних дослідженнях метеорів, крім зоряних величин метеорів, визначених за допомогою фотометричних стандартів, публікувати їх ефемеридні величини, обчислені згідно із законом оберненої пропорційності кутовим швидкостям [4, арк. 9].

Пленум рекомендував Астрономічній Раді АН СРСР затвердити склад Комісії з комет і метеорів у кількості 36 осіб, серед яких були провідні одеські астрономи: В.П. Цесевич, Ю.Н. Крамер, Р.Б. Теплицька, та відомий український фахівець у галузі метеорної астрономії, який у той період був співробітником ОАО, І. С. Астапович [4, арк. 18].

За підсумками Пленуму було прийнято таке рішення:

а) форсувати роботи з налагодження метеорних установок на заводі «Кінап» у присутності представників користувачів - Києва та Ашхабада;

б) форсувати роботу із закінчення будівництва 3-х метеорних станцій, розташованих у вершинах трикутника Маяки, Крижанівка, Ботанічний сад; особливу увагу приділити питанню електрифікації;

в) враховуючи, що ОАО у процесі ссвсртння типового обладнання доводилося залучати тимчасових працівників, просити Міністерство вищої освіти УРСР виділити додатково безлюдний фонд у розмірі 5000 рублів. Вважати за необхідне забезпечити ОАО в 1957 році щт однією радіолокаційною установкою П-ЗА [4, арк. 4].

Чотири комплекти АС-11 були виготовлені на одеському заводі «Кінап». Кожен з комплектів містив обтюратор з рухомим крилом. Метеорні патрулі були встановлені в Одеській та Київській астрономічних обсерваторіях, Головній астрономічній обсерваторії АН УРСР і астрофізичній лабораторії Фізико-технічного інституту АН Туркменської РСР [2, с. 5]. В Інституті астрофізики АН Таджицької РСР фотографічні спостереження метеорів під час МГР велися з двох пунктів (Душанбе і Гіссар), у ОАО - з трьох пунктів (с. Маяки, с. Крижанівка, Ботанічний сад ОДУ), у Київській астрономічній обсерваторії - з двох пунктів (с. Лісники та с. Трипілля); агрегат і обтюратор з рухомим крилом працювали в ГАО АН УРСР (Голосієво). В астрофізичній лабораторії Фізико-технічного інституту АН Туркменської РСР фотографування велося з двох пунктів (парк Кеші, с. Ваннівське) за допомогою малогабаритних камер [2, с. 6].

У 1960 році група наукових співробітників на чолі з Ю.Н. Крамером приступила до обробки фотографічного матеріалу, отриманого за період МГР. Були підготовлені зведені дані для усіх 90 метеорів, сфотографованих на станціях ОАО у період МГР. Створено другий патруль з обтюратором. Метеорною групою було обчислено швидкості й гальмування для 60 метеорів, виміряно ефективний блиск. Для 45 метеорів обчислено щільності атмосфери. При цьому Ю.Н. Крамер провів аналіз сталих, що входять до формули для обчислення щільності, і в подальших спостереженнях була використана модифікована формула Ю.Н. Крамера. Було проведено обробку та перевірку радіолокаційних спостережень інших обсерваторій. Складено для МЦД зведені дані визначень чисельності метеорів за радіолокаційними спостереженнями усіх наукових установ Радянського Союзу. Здано до друку «Каталог метеорної активності за радіолокаційними спостереженнями в період МГР», підготовлено до друку «Каталог метеорної активності за період МРС» [1, арк. 39-40].

Після проведення досліджень за програмою МГР та МРС значно пожвавилися міжнародні контакти ОАО. У першому півріччі 1961 року зав. відділом астрофізики Ю.Н. Крамер брав участь у складанні доповіді «Про спектральні дослідження метеорів в СРСР» для симпозіуму в Кембриджі (США), проведення якого планувалося після з'їзду Міжнародного астрономічного союзу. Професор В.П. Цесевич прочитав лекції з дослідження метеорів у СРСР в університетах Англії (1224 травня 1961 року). Ю.Н. Крамер, Р.Б. Теплицька та

В.А. Воробйова взяли участь в роботі ІХ Пленуму Комісії з комет і метеорів (Душанбе, 16-20 травня 1961 року). В ОАО з доповіддю про спостереження метеорів на астрономічних обсерваторіях в Чехословаччині виступив чехословацький астронома Зденек Цеплеха [1, арк. 7, 13].

У 1962 році були оброблені усі спостереження, що проводилися під час МГР і МРС в Астрофізичному інституті Таджицької РСР і ОАО [2, с. 6]. Для вивчення деяких закономірностей процесів у верхній атмосфері з планетарної точки зору проводилося порівняння результатів, отриманих в Одесі й Душанбе. Були використані деякі дані, отримані в Києві, Нью-Мексиці (США) і Массачусетс (США).

У спостереженнях, вимірах і редукції брали участь співробітники ОАО: Р.Б. Теплицька (керівництво фотометричними дослідженнями), О.А. Руденко, М.М. Ізраєцька, В.А. Воробйова, Г.А. Ланге, А.К. Маркіна, Є. П. Ширяєва, обчислювачі-оператори А. І. Кордюкова, Ж.А. Власенко, Р.Б. Межерицька [2, с. 6].

У березні 1962 року в Парижі на першій нараді з МРСС було рекомендовано проект програми наукових досліджень у період МРСС. Подальша розробка цієї програми була виконана в СРСР Міжвідомчим геофізичним комітетом (квітень - липень 1962 р.). В.П. Цесевичем спільно з Б.Л. Кащеєвим (ХПІ) напередодні МРСС було розроблено Інструкцію з дослідження циркуляції атмосфери в метеорній зоні, яка вийшла друком 1965 року [14, с. 3]. В.П. Цесевич спільно з Головою Комісії з комет та метеорів Астрономічної Ради АН СРСРВ. В. Фединським здійснили загальне редагування цієї інструкції. Одним з основних завдань у програмі наукових досліджень на період МРСС було комплексне дослідження рухів повітряних мас у верхніх шарах атмосфери. Вивчення рухів неоднорідностей в іоносфері рекомендувалося проводити методами: а) рознесеного прийому відбитих від іоносфери радіоімпульсів (Д-1); б) радіоспостережень дрейфу метеорних слідів (Д - 2); в) рознесеного прийому радіовипромінювання зірок (Д-3); г) оптичних спостережень дрейфу іонізаційних слідів метеорів (Д-4). Враховуючи накопичений досвід у період МГР - МРС і відповідно до характеру спостережень за пропозицією Іоносферної секції Міжвідомчого геофізичного комітету в інструкції було надано практичні рекомендації з досліджень повітряних течій у верхніх шарах атмосфери протягом МРСС і розглянуто методи дослідження циркуляції атмосфери в метеорній зоні (Д-2, Д-4). Розділ із радіоспостереження метеорних слідів було складено Б.Л. Кащеєєвим, а із оптичних спостережень - В.П. Цесевичем [14, с. 3].

Протягом 1965 року ОАО спільно з кафедрою астрономії Одеського університету проводила важливу роботу з проблеми «Дослідження земної атмосфери й космічного простору поблизу Землі» (тема: «Вивчення метеорів» за програмою МРСС) Державного плану СРСР та продовжувала виконувати функції Головної установи з цієї проблеми МРСС. Найбільш значимі результати були отримані з вивчення миттєвих знімків і спектрограм метеорів (Ю.Н. Крамер спільно з директором Інституту астрофізики АН Таджицької РСР П.Б. Бабаджановим). Крім того, було здійснено систематичний облік і контроль за роботою радіолокаційних дрейфових станцій - Харків, Казань, Душанбе, Обнінськ, Фрунзе [10, арк. 9].

Наукові здобутки одеських дослідників були вагомим внеском у розвиток метеорних досліджень в Україні й сприяли тому що ОАО під керівництвом В.П. Цесевича стала в середині ХХ століття провідною установою в СРСР з метеорної астрономії й здійснювала на всесоюзному рівні організацію, контроль і керівництво метеорними дослідженнями, що створило відповідні умови для проведення координованих у глобальному масштабі спостережень метеорів. Збір і аналіз даних, які проводила ОАО, стали важливою умовою розв'язання поставлених перед вченими міжнародною науковою спільнотою завдань у період МГР, МРС, МРСС. Все це сприяло розширенню міжнародного співробітництва й кооперації наукових досліджень у галузі астрономії та забезпечило входження України до лідерів світової астрономічної науки.

Література