English    
    КФУ > Научные подразделения > АОЭ > Оборудование
 
 
Общая информация
Научные направления
Оборудование
  ·  АЗТ-14
  ·  Астрограф Гейде
  ·  Астрограф АФР-18
  ·  Гелиометр
  ·  Зенит-телескоп ЗТЛ-180
  ·  Менисковый телескоп
  ·  Меридианный круг
  ·  Рефрактор
Сотрудники
Контактная информация
 

Гелиометр

Гелиометр Энгельгардтовской обсерватории был изготовлен Репсольдом, известным конструктором астрономической техники, в Гамбурге в 1874 году.

Гелиометр принадлежит к числу точнейших и, вместе с тем, труднейших астрономических инструментов. Трудности наблюдений на нём проистекают вследствие особых методов наблюдений, выбор которых обязан оригинальной конструкции инструмента. Объектив гелиометра разрезан диаметрально на две половинки, передвигающиеся одна относительно другой, что позволяет измерять на небе большие дуги.

Первоначально этот телескоп предназначался для наблюдений прохождения Венеры по диску Солнца. Но после использования казанского гелиометра в экспедиции в Чите он с 1874 по 1891 год пролежал без употребления. В 1891 году он был установлен в Казанской обсерватории, где на нём до 1905 года А.В.Красновым велись главным образом наблюдения кратера Мёстинга А с целью изучения физической либрации Луны. В конце 1907 года инструмент был отправлен в мастерские Репсольда в Гамбург для починки и отладки и по возвращении оттуда был передан в Энгельгардтовскую обсерваторию, где и был установлен в 1908 году в специально выстроенном для него каменном павильоне с вращающимся куполом сферической формы. Купол изготовлен из корабельной стали и обшит оцинкованным листовым железом толщиной 1 мм с прокладкой внутренней стороны его изоляционным слоем из картона.

Диаметр внутренней части помещения составляет 3.6 метра. Для наблюдений в куполе имеется люк с открывающимся в одну сторону сектором. Вращение купола производится механическим приводом. Гелиометр установлен на кирпичном столбе, нижняя часть которого выложена в каменном подвале глубиной 2.6 метра. Столб имеет цилиндрическую форму с продухами внутри. Такая форма столба способствует хорошей устойчивости инструмента, что важно в позиционных наблюдениях.

Казанский гелиометр принадлежит к числу инструментов нового типа, в которых были сделаны конструктивные улучшения: половинки объектива двигаются симметрично в противоположных направлениях по цилиндрической поверхности, радиус которой равен фокусному расстоянию объектива; отсутствует боковое смещение окуляра; вся труба вместе с объективной коробкой как одно целое вращается по позиционному углу; отсчёты объективных шкал и позиционного круга производятся с помощью длиннофокусных микроскопов непосредственно от окулярного конца трубы. Размеры инструмента характеризуются следующими данными: диаметр объектива - 106 мм, фокусное расстояние - 1590 мм. Установка инструмента вполне устойчива, благодаря оригинальной конструкции столба гелиометра. Важным качеством инструмента является его независимость от температурных влияний .Оно освобождает наблюдателя от частой перефокусировки и от приведения к постоянному отсчёту фокальной шкалы, так как наблюдения ведутся при постоянном фокусе. Оптическая часть инструмента также очень хорошая. Изображения звёзд получаются в виде коротких светлых штрихов ( как это обычно бывает у гелиометров , расположенных своей вытянутостью перпендикулярно к линии разреза половинок объектива. Звёзды движением половинок объектива располагаются по прямой линии, которая должна быть параллельна нити креста нитей в поле зрения трубы. Крест нитей ориентирован так, что одна его нить строго параллельна линии разреза половинок объектива , а вторая - ей перпендикулярна.

Проблема изучения вращения и фигуры Луны является специфической в научной деятельности Энгельгардтовской обсерватории. С тех пор как теоретически был предсказан либрационный эффект во вращательном движении Луны, усилия астрономов были направлены на определение из наблюдений параметров физической либрации , которые характеризуют динамическую фигуру нашего естественного спутника. Казанские гелиометрические ряды наблюдений являются самыми длинными в мире и имеют фундаментальное значение для изучения либрации и фигуры Луны. Первые ряды наблюдений были сделаны А.В.Красновым ( 1895 - 1898 гг) и А.А.Михайловским (1899 -1905 гг). Наблюдения были немногочисленны и долго оставались необработанными .В Энгельгардтовской обсерватории с 1910 года на гелиометре начал систематические наблюдения Т.А.Банахевич .Этот ряд наблюдений был выполнен с 1910 по 1915 гг и обработан А.А.Яковкиным. Благодаря тщательно проведённым наблюдениям и их полной и всесторонней обработке были получены элементы вращения Луны с высокой степенью точности. С 1916 года по 1931 год наблюдения на гелиометре продолжил А.А.Яковкин.Далее на гелиометре работали И.В.Белькович, А.А.Нефедьев, А.С.Мамаков, Ю.А.Нефедьев. За прошедшее время на телескопе было выполнено наблюдений в десятки раз больше, чем на подобных инструментах в других обсерваториях.

Определение элементов вращения Луны, её координат, решение селенодезических задач так или иначе связаны с наблюдением лунного края., который из-за больших гор и низменностей на Луне неровен. Эти неровности вносят систематические ошибки в наблюдениях и искажают результаты. А.А.Нефедьев разработал метод и построил карты лунного рельефа на основе использованных обширных наблюдений Луны в течение пятидесяти лет на казанском гелиометре.

В 1967- 1969 года инструмент был подвергнут переделке, в процессе которой на нём были установлены фотографические микроскопы для регистрации отсчётов позиционного круга и шкал, а также сделан ряд других конструктивных улучшений. В результате этого существенно возросла точность отсчётов шкал и, в особенности , точность отсчётов позиционного круга. Значительно упростился и сократился процесс регистрации отсчётов. Появилась возможность с высокой точностью измерять не только угловые расстояния, но и позиционные углы. Механизм наведения гелиометра по расстояниям состоит из маховичка, расположенного у окулярного конца трубы, и механического привода, обеспечивающего смещение ползунов половинок объектива .Механическое соотношение привода подобрано так, что одному обороту маховичка соответствует относительное смещение половинок объектива на 180". На практике наклон половинок может изменяться из-за неполного соприкосновения направляющих поверхностей ползуна и объективной коробки; из-за недостаточно жёсткого крепления линз половинок объектива в оправах или крепления оправ к ползунам. Эти причины устраняются тщательной регулировкой инструмента.

При гелиометрическом измерении позиционных углов изображения объектов располагают в картинной плоскости так, что прямая, соединяющая их центры, оказывается параллельной нити креста, проходящей параллельно линии оптических центров половинок объектива. Установка изображений на параллельность производится поворотом трубы по позиционному углу с помощью микрометренного механизма. Оптика инструмента обеспечивает наведение по позиционному углу с точностью в два раза меньшей, чем при измерении расстояний. Для реализации этой точности при измерении позиционных углов лунных кратеров необходимо, чтобы механизм наведения позволял производить поворот трубы около коллимационной оси с точностью не ниже 20 угловых секунд. До реконструкции инструмента производить точные измерения позиционных углов на нём было невозможно. В 1968 году на инструменте был установлен точный механизм микрометренного вращения трубы по позиционному углу.

Величина смещения половинок объектива гелиометра определяется по шкалам, установленным на ползунах. Так как употреблявшиеся ранее шкалы несколько утратили своё прежнее качество, то для инструмента были изготовлены шкалы из нейзильбера. Расстояние между штрихами оставлено прежним - 0,4 мм. На каждой шкале нанесено по 151 штриху одинаковой длины: на одной шкале длина штрихов 0,7 , на другой - 1,0 мм. Штрихи оцифрованы через пять делений и имеют толщину не более 6 мк. Тщательное исследование инструмента показывает, что он с успехом может быть использован для измерения расстояний между лунными кратерами, для измерения позиционных углов кратеров, двойных звёзд и для решения других задач.

Наблюдательные работы, произведённые на казанском гелиометре, пользуются широкой известностью. Этими работами была создана астрономическая школа, занимающаяся исследованием. Проблемы вращения и фигуры Луны .Научный материал, полученный на гелиометре АОЭ за период более чем вековой работы на нём, является значительным вкладом в астрономическую науку. А если учесть, что подобные наблюдения давно везде прекращены из-за их трудоёмкости, то становиться очевидным какое фундаментальное значение имеют гелиометрические наблюдения в АОЭ в проблеме изучения вращения Луны и её видимой фигуры.

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ НАБЛЮДАТЕЛЯ

  1. Необходимо для уравнивания температуры внутри павильона и снаружи открыть люк на куполе павильона гелиометра не менее, чем за 30 минут до наблюдений.
  2. Снять чехлы и крышку с объектива инструмента.
  3. Зарядить фотоплёнкой кассеты фотографических микроскопов для отсчётов позиционного круга и шкал.
  4. Принять сигналы точного времени от двух радиостанций. Записать их на хронограф, находящийся в здании обсерватории .Наложение частот сигналов обеих станций повышает точность определение момента времени.
  5. Заранее составить программу наблюдений. Выбрать звезду сравнения не слабее 4-ой звёздной величины.
  6. Телескоп навести на выбранный объект наблюдения, закрепить крепёжным винтом.
  7. Сделать не менее 8 наведений на кратер на Луне и на звезду сравнения. При дальнейшей обработке результаты усредняются. Если наблюдаются две звезды, то их изображения совмещаются на двух половинках объектива.
  8. Отсчёты лимба позиционного круга регистрируются с помощью фотографических микроскопов. Одновременно нажатием кнопки отмечается отсчёт точного времени на хронографе. Все данные записываются в журнал наблюдений.
  9. После окончания работы гелиометр открепляется и приводится в горизонтальное положение. Обе половинки объектива совмещаются. В противном случае не закроется крышка объектива. Одеваются чехлы. Закрывается люк. Электроснабжение телескопа отключается. Фотоплёнка с отсчётами проявляется в лаборатории. Отсчёт времени снимается с ленты хронографа.
  10. Для модернизации гелиометра на современном этапе можно установить ПЗС -матрицы связанные с компьютером.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

  1. Поворачивать телескоп при закрытом люке, применять усилие при закреплённой трубе гелиометра - можно сорвать крепёжные винты.
  2. Трогать руками лимб позиционного круга. Протирать оптические части телескопа пальцами или материей. Пытаться протереть пальцами запотевший окуляр - можно испортить крест нитей. Вынимать на свету кассету с фотоплёнкой - можно её засветить.
  3. Необходимо следить за движением ленты хронографа.


 

© 1995-2012 Казанский федеральный университет