Главная     Наука     Образование     История  ↓   Астроклуб     Сотрудники    




auto
viewing


О нас

Фото

Где мы!?

История                                               1 2 3 4 5

СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ КАЗАНСКОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ


II. Развитие отдельных разделов астрономии в КГУ

     4. Селенодезия, динамика Луны и фотографическая астрометрия

         1) Гелиометрические ряды наблюдений в Казани
         2) Наземные и космические фотографии Луны
         3) Теория вращения Луны и планет
         4) Селенодезические системы координат и геометрическая фигура Луны
         5) Интерпретация космических экспериментов, наблюдения с поверхности Луны
         6) Наблюдения покрытий звезд Луной
         7) Фотографическая астрометрия

     В последние десятилетия все традиционные и вновь появившиеся темы научных исследований были объединены в рамках двух основных научных направлений: «Изучение физики небесных тел» (научный руководитель проф. Н.А. Сахибуллин) и «Координатно-временное обеспечение астрономии и геодезии» (руководитель проф. Н Г Ризванов).
Ниже приведена информация о развитии этих тем и основных достижениях.



1) Гелиометрические ряды наблюдений в Казани

    Исследования фигуры и вращения Луны в Казанском государственном университете были начаты сто с лишним лет назад на гелиометре, переданном Казанской городской обсерватории Петербургской Академией Наук. Это уникальный инструмент, выполненный в мастерской Репсольда в 1874 г., позволяющий измерять на небе большие дуги с высокой точностью. Первоначально он предназначался для наблюдений прохождения Венеры по диску Солнца, в связи с чем был вывезен в Читу. Однако затем он пролежал без употребления с 1874 по 1891 гг., когда был установлен в восточной башне Казанской городской обсерватории и стал использоваться для наблюдений Луны, главным образом, кратера Мёстинг А с целью изучения физической либрации Луны. В 1907 г. инструмент был отправлен в Гамбург к Репсольду для исправления и по возвращении оттуда был передан в Энгельгардтовскую обсерваторию, где был установлен в специально выстроенном для него павильоне с вращающимся куполом.
     История же наблюдений на нём кратера Мёстинг А, являющегося основной базисной точкой на Луне, такова. В 1894 году приват-доцент А.В. Краснов только что вернулся из Геттингена, куда был послан по настоянию тогдашнего директора Казанской городской Астрономической обсерватории проф. Д.И. Дубяго для ознакомления с методикой изучения физической либрации Луны. Известно, что Луна вращается равномерно вокруг своей оси, и период ее вращения равен периоду обращения вокруг Земли. Однако в силу того, что наш спутник не является однородным круглым телом и находится в поле тяготения разных небесных тел, в его вращении возникают своего рода «дрожания» – периодические отклонения от равномерного вращения, которые и называются физической либрацией (ФЛЛ). Изучение этого явления дает очень широкий спектр данных не только о динамических характеристиках лунного тела, но и о его внутреннем строении.
     По прибытии из Германии А.В. Краснов приступил к систематическим наблюдениям на гелиометре Репсольда. За период 1895-1898 гг. он провел 112 измерений кратера Местинг А и 50 - кратеров Прокл и Аристарх относительно точек края Луны. Эти наблюдения положили начало казанским гелиометрическим рядам наблюдений Луны, в частности, и всесторонним селенодезическим исследованиям в Казани вообще. В связи с переходом в Варшавский университет на пост директора университетской обсерватории А.В. Краснов не успел обработать свои наблюдения. Это было выполнено только в 1955 году А.А. Нефедьевым.
     В 1900-1905 годах ассистент А.А. Михайловский выполнил 58 измерений кратера Местинг А, составивших второй казанский ряд. Он был обработан в 1907 г. ассистентом Бреславльской обсерватории М. Фолькелем и в 1935 году И.В. Бельковичем. В 1905 году гелиометр был отправлен фирме Репсольда в Гамбург для профилактического ремонта. После возвращения инструмента в Казань в 1908 году он был установлен в загородной Энгельгардтовской обсерватории.
     После ухода А.А. Михайловского на другую работу наблюдения Луны на гелиометре продолжил магистрант астрономии Варшавского университета Т.А. Банахевич. В 1910 -1915 годах он произвел 130 высокоточных измерений кратера Местинг А. Они составили третий казанский ряд, который был обработан А.А. Яковкиным в 1928 году. В 1915 году Т.А. Банахевич перешел на работу в Тартусскую астрономическую обсерваторию. Наблюдения Луны с 1916 г. продолжил А.А. Яковкин, положивший тем самым начало четвёртому казанскому ряду. За 15 лет наблюдений он произвел 251 измерение кратера Местинг А. А.А. Яковкин - первый казанский астроном, который сам обработал свои гелиометрические наблюдения Луны.
     В течение следующих 17 лет (1931-1948 гг.) гелиометрические наблюдения Луны проводил ученик А.А. Яковкина - И.В. Белькович. Им сделано 247 измерений кратера Местинг А. После его безвременной кончины в 1949 году лунные исследования были продолжены А.А. Нефедьевым. Активные наблюдения он начал еще будучи аспирантом. За 38 лет работы астрономом-наблюдателем им получены два ряда гелиометрических наблюдений Луны, включающих около 400 измерений кратера Местинг А. Таким образом, за период с 1895 по 1958 годы сотрудники Казанской городской Астрономической обсерватории и Астрономической обсерватории им. Энгельгардта получили на гелиометре Репсольда семь рядов гелиометрических измерений положений кратера Местинг А относительно точек лимба Луны.
     Обработка гелиометрических наблюдений, выполненных с целью изучения ФЛЛ, является одной из наиболее сложных в астрономической практике. Неудивительно, что первые гелиометрические ряды не были обработаны самими наблюдателями. К обработке привлекали немецких астрономов, которые значительно раньше начали изучать вращение и фигуру Луны.
     Только в 1928 году А.А. Яковкин сумел самостоятельно обработать ряд Банахевича. Трудами А.А. Яковкина и И.В. Бельковича метод редукции гелиометрических наблюдений Луны был усовершенствован и доведен до современного уровня. В частности, И.В. Белькович предложил принципиально новый способ определения параметра f, выявивший двойственность решения. По данным И.В. Бельковича параметр f может иметь одно из двух значений: около 0.62 и 0.71. Первое близко к значению f, полученному позднее по космическим наблюдениям.
     Не останавливаясь на подробностях, отметим, что, как писал Ш.Т. Хабибуллин, «если проф. Д.И. Дубяго своей более чем тридцатилетней деятельностью по организации гелиометрических наблюдений заложил фундамент казанской школы исследователей вращения Луны, то заслуга в возведении здания над этим фундаментом принадлежит проф. А.А. Яковкину, далеко продвинувшему теорию обработки гелиометрических наблюдений Луны». Заметим, что А.А. Яковкин впервые изложил на русском языке теорию физической либрации Луны. Созданная им методика редукции гелиометрических наблюдений во многом превосходила другие методы. Например, метод Науманна, опубликованный значительно позже, существенно уступает по точности методу А.А. Яковкина.
     Большой вклад в методику редукции гелиометрических наблюдений внес Ш.Т. Хабибуллин. В отличие от методов Бесселя-Вихмана и К. Козиела, дающих двойственные решения относительно параметра f, его метод, основанный на анализе наибольшей гармоники в разложении ФЛЛ по долготе, обеспечивает однозначное определение параметра f. В 1955-1957 годах Ш.Т. Хабибуллин этим методом переобработал шесть рядов гелиометрических наблюдений, полученных с 1895 по 1945 годы. В отличие от предыдущих авторов значения вычисленных им параметров ФЛЛ оказались близкими к результатам, полученным в 60-70-ые годы по космическим и лазерным наблюдениям Луны. В 1972-1978 годах сотрудником АОЭ Г.М. Столяровым была произведена новая редукция всех казанских гелиометрических рядов. Он рассмотрел 1112 измерений кратера Местинг А, выполненных шестью наблюдателями за 1895-1958 годы. Он использовал новые методы обработки: Ш.Т. Хабибуллина, К. Козиела, Шрутки-Рехтенштамма, новые динамические параметры Луны и эфемериду j=2.
     Ряд исследований по совершенствованию метода редукции гелиометрических измерений и переобработка некоторых рядов наблюдений была выполнена Ю.А. Нефедьевым. Ш.Т. Хабибуллин совместно с С.Г. Валеевым определили постоянные ФЛЛ по 36 гелиометрическим наблюдениям Гартвига в Тарту в 1884-1885 годах и по 157 гелиометрическим измерениям Гартвига в Бамберге в 1890-1915 годах. Поздее Ю.А. Нефедьев и В.М. Безменов применили к решению селенодезических задач современные методы вычислительной математики.



2) Наземные и космические фотографии Луны

    В АОЭ фотографические наблюдения Луны проводились для решения трех задач: изучения вращения Луны, определения селенодезических координат лунных кратеров, установления равномерной шкалы эфемеридного времени.
     И.В. Бельковичем в 1949 г. был построен специальный горизонтальный астрограф с целостатом и дополнительным зеркалом. Объектив телескопа - двухлинзовый фотографический апланат диаметром 20 см и фокусным расстоянием 8 м. Преждевременная смерть помешала И.В. Бельковичу довести телескоп до рабочего состояния. Это было сделано Ш.Т. Хабибуллиным.
     На пластинках размером 13 х 18 см получались три изображения Луны. Для определения масштаба снимка на отдельные пластинки фотографировались звездные площадки. Для определения же ориентировки снимков использовались три изображения самой Луны. Для изучения ФЛЛ этого было достаточно.
     В 1949-1952 годах Ш.Т. Хабибуллин получил несколько десятков снимков Луны. Из них было выбрано для изучения ФЛЛ 40 снимков. Постоянные ФЛЛ вычислялись двумя методами: Бесселя-Вихмана и Козиела. Результаты редукции фотографических наблюдений Луны подтвердили пригодность этого способа для изучения вращения Луны.
     В середине XX столетия одной из актуальных задач астрономии и геодинамики стало изучение неравномерности вращения Земли и установления равномерной шкалы эфемеридного времени. Для решения этой задачи американский астроном В. Марковиц в 1953 году предложил специальную камеру для одновременного фотографирования Луны и фона окружающих ее звезд.
     В 1958 году такие наблюдения были начаты в АОЭ на рефракторе Цейсс с двухлинзовым фотовизуальным объективом (D=148 мм, f=2580 мм). Камера типа Марковица была изготовлена под руководством Н.Д. Калиненкова. В течение 1958-1961 годов сотрудником АОЭ Н.Г. Ризвановым было получено 435 снимков Луны со звездами. В результате их обработки получены поправки эфемеридного времени для ряда эпох.

     Для освоения Луны ракетно-космической техникой необходимо было подготовить картографическое обеспечение поверхности ее видимой стороны, поэтому задача определения селенодезических координат лунных объектов стала в 60-70 годы одной из важнейших в лунной астрометрии.
     Её решению наиболее соответствовали крупномасштабные снимки Луны на фоне звезд. После модернизации горизонтального телескопа впервые в практике астрофотографии Н.Г. Ризвановым были получены в 1964 г. крупномасштабные снимки Луны на фоне звезд методом мгновенных экспозиций на высокочувствительных крупнозернистых фотопластинках. Этот успешный эксперимент вдохновил пулковского астронома Н.Ф. Быстрова на разработку и изготовление специальной кассетной камеры для фотографирования Луны на фоне звезд в фокусе горизонтального телескопа на две фотопластинки: звезд на высокочуствительных сортах фотопластинок форматом 30х30 см., Луны - на мелкозернистых высококонтрастных сортах размером 9х9 см. Специальным способом эти две фотопластинки привязывались друг к другу с высокой точностью. В дальнейшем наблюдения Луны со звездами на горизонтальном телескопе производились с камерой Н.Ф. Быстрова. В 60-ые годы фотографические лунные исследования казанские учёные проводили совместно с пулковскими астрономами из отдела академика А.А. Михайлова: Х.И. Поттером, Н.Ф. Быстровым и др. Они наблюдали Луну на длиннофокусном телескопе системы Максутова, казанцы - на горизонтальном телескопе.
     В 1970 году телескоп был перенесен на высокогорную станцию на Кавказ в район Зангезурского хребта. Местом для станции был выбран армянский посёлок Ордубатского района Нахичеванской АССР. Выбор места был не случаен. Во-первых, Луну необходимо наблюдать в районе, расположенном как можно южнее, где летние ночи темнее и продолжительнее, чем в средних широтах. Во-вторых, место наблюдения должно быть расположено высоко в горах, что необходимо для повышения проницающей способности телескопа.
     В течение 1970 - 1975 гг. было получено свыше 1000 пар астрофотографий с камерой Н.Ф. Быстрова на агдаринской высокогорной станции. На основе этих наблюдений решен ряд селенодезических задач. Впервые в селенодезии был создан каталог селеноцентрических координат 264 кратеров путем привязки к звездам, то есть "абсолютным методом", предложенным Ш.Т. Хабибуллиным, построен каталог селенодезических положений 120 кратеров на основе координат 10 кратеров, определенных по измерениям на гелиометре относительно звезд, выполнен цикл работ по изучению фигуры краевой (либрационной) зоны Луны, определены параметры ФЛЛ, построены карты краевой зоны Луны, приведенные к центру ее масс, произведено определение ориентировки эллипсоида инерции Луны.
     Несколько работ по определению эфемеридного времени и его применению для анализа селенодезических опорных систем координат выполнено по снимкам Луны, полученным на 16" рефракторе.
     В 70 – 80-ые годы селенодезические исследования по космическим снимкам Луны выполнялись совместно с Институтом Космических Исследований АН СССР (ИКИ). Определение топографических характеристик рельефа поверхности обратной стороны и краевой зоны Луны производилось по фотографическим наблюдениям с космических аппаратов "Зонд-6, -8", переданных для этой цели ИКИ в АОЭ. Наибольшее внимание было уделено изучению района моря Восточного.
     На основе наземных и космических фотографий Луны был выполнен С.Г. Валеевым цикл селенодезических исследований. Им развиты методы регрессионного анализа для оптимизаций решения задач фотографической астрометрии и селенодезии.



3) Теория вращения Луны и планет

    В развитие аналитического подхода к изучению резонансного вращения небесных тел и, в частности, Луны существенный вклад внёс Ш.Т. Хабибуллин. Принципиально изменив существовавший до него метод редукции гелиометрических наблюдений, Ш.Т. Хабибуллин впервые получает существенно отличающееся от прежних значение параметра либрации f (отношение моментов инерции Луны), которое оказалось близким к результатам, полученным позднее из лазерных наблюдений Луны. В 1966 году практически одновременно с американским ученым Д. Экхардтом и независимо от него Шаукат Таипович разрабатывает нелинейную теорию физической либрации Луны. Задачу о нелинейных колебаниях во вращении Луны автор исследует методами Н.М. Крылова, Н.Н. Боголюбова и Н.Г. Малкина. В отличие от линейной нелинейная теория в случае резонанса (f=0.622) дает устойчивое решение. В областях, далеких от резонанса, нелинейная теория не выявляет существенных уточнений по сравнению с линейной, но более достоверно описывает так называемую "свободную либрацию". Ш.Т.Хабибуллин оценил верхнее значение «свободной либрации» Луны менее 0.3 угловой секунды. Получив первые результаты по нелинейной теории ФЛЛ, Шаукат Таипович продолжает разработку высокоточной теории вращения Луны. Этого требуют задачи, связанные с посадкой космических аппаратов на лунную поверхность, планируемое создание долговременных лунных баз, а также возросшие точность и объем радио- и светолокационных наблюдений, которые стали существенно превышать уровень аналитического описания и понимания основных закономерностей физической либрации Луны.
     Чтобы решить поставленную задачу на должном уровне, Хабибуллин настойчиво изучает новые методы в теории нелинейных колебаний. Он углубляет и расширяет свои знания в области изучения гравитационного поля Луны, уточняет формулировку закона Кассини, совершенствует принципы построения селеноцентрических систем координат. Шаукат Таипович детально прорабатывает современные методы в решении дифференциальных уравнений, в частности, метод Депри, и анализирует его компьютерное применение в виде алгоритма Ахмеда-Камеля. Следует отметить, что компьютерная революция застала Ш.Т. Хабибуллина уже в возрасте 65 лет. Тем не менее он с интересом включается в изучение возможностей применения компьютерных методов для решения проблем вращения планет. При этом нельзя не сказать, что сам Шаукат Таипович обладал уникальными аналитическими способностями и при выводе сложнейших и громоздких математических выражений вполне мог конкурировать со знаменитыми аналитическими программами типа «Reduce» или «Пуассоновский процессор».
     В ходе этих исследований у Ш.Т. Хабибуллина и его ученика Р.А. Кащеева появляется серия работ, связанных с изучением гравитационных потенциалов Луны и Марса по результатам траекторных измерений с космических аппаратов. Аспирант Ш.Т. Хабибуллина Ю.А. Чиканов развил новую теорию ФЛЛ и на ее основе построил таблицы коэффициентов разложения в тригонометрические ряды компонент ФЛЛ. При этом он положил, что составляющие ФЛЛ зависят не только от параметра f, но и от наклонности I. Аналогичные исследования были выполнены Д. Экхардом, А. Мигусом и М. Мунс, но значительно позже. Таким образом, казанская "лунная школа" вновь подтвердила свою значимость в мировом масштабе.
     Ш.Т. Хабибуллин дал анализ систем селенографических координат и развил теорию прецессии и нутации оси вращения Луны, выполнил фундаментальные исследования движения спутника относительно центра масс в центральном ньютоновском поле сил. Совместно с Чикановым он подробно рассмотрел вопрос о произвольной либрации и эйлеровском движении полюсов Луны, то есть свободной либрации.
     Другой ученик Ш.Т. Хабибуллина К.С. Шакиров, научный сотрудник АОЭ, изучил вопрос о влиянии внутреннего строения Луны на ее вращение, то есть рассмотрел модель, отличающуюся от абсолютно твердого тела.
     В последние годы жизни Шаукат Таипович упорно продолжает поиск и разработку методов повышения точности теории ФЛЛ. Он, наконец, находит удачные переменные для описания ФЛЛ – самолетные углы, в которых уравнения вращения легко алгоритмизируются, и нелинейная задача становится доступной для решения на компьютере, что и выполнила его ученица Н.К. Петрова – научный сотрудник Лунно- планетной лаборатории. В результате в 1993 - 1995гг. появляется в свет новая теория ФЛЛ, точность которой – сотая доля угловой секунды. Теория, построенная Н.К. Петровой, дает аналитическую зависимость углов либрации не только от времени, но и от параметров, характеризующих динамическую фигуру Луны.
     Интересная работа была выполнена С.С. Перуанским по физической либрации Луны с отказом от твёрдотельном строении Луны. Им была предложена широко обсуждаемая сегодня модель Луны с вязким ядром и абсолютно твёрдой оболочкой.
     Накопленный опыт в изучении вращения Луны Шаукат Таипович применил для изучения вращения других планет, имеющих резонансное вращение. В предположении справедливости законов Кассини для вращения Меркурия, он определяет либрационное значение f=0.6 и вероятное значение величины наклона экватора Меркурия к эклиптике I* 2.3o. Им также показано, что амплитуды либрационных колебаний во вращении Меркурия очень малы и только 4 гармоники в разложении углов физической либрации Меркурия имеют амплитуды порядка нескольких сотых угловой секунды. При построении теории физической либрации твердотельной Венеры Шаукат Таипович изящно применяет метод Депри, строит обобщающую функцию для решения гамильтоновых уравнений, находит оригинальное каноническое преобразование для переменных либрации. Полученные результаты показали, что современные радиолокационные наблюдения Венеры не могут обнаружить значительных либраций во вращении планеты. В разложении либрационных углов Ш.Т. Хабибуллин получил амплитуды, не превышающие 0.5 угловой секунды, и объяснил это явление тем, что Венера является почти сферическим небесным телом: параметр ее сжатия *10-8, орбита ее почти круговая с эксцентриситетом е *10-3, а наклон экватора Венеры к орбите также мал. Последний год жизни Ш.Т. посвятил исследованию вращения Марса. К сожалению, завершить эту работу он не успел. В возрасте 81 года Шаукат Таипович скончался. Остались многочисленные его записи, выкладки, касающиеся расчетов теории либрации красной планеты. Хочется надеяться, что эти научные материалы найдут достойное применение.
     Тем не менее, исследования физической либрации Луны продолжают развиваться. Дальнейшее усовершенствование теории ее вращения пошло по пути отказа от модели абсолютно твердого тела и рассмотрения сложной внутренней стратиграфии лунного тела. В работах Петровой Н.К. и Гусева А.В. сделано первое приближение к построению теории свободного вращения двухслойной Луны, имеющей твердую мантию и жидкое ядро. В результате показано, что полярное вращение такого тела испытывает два типа либраций: известные (и обнаруженные уже при лазерной локации) Чандлеровы колебания и свободную нутацию ядра, вызванную несовпадением осей вращения ядра и мантии. Период свободных нутаций оценивается величиной порядка 144 лет и слабо зависит от геометрических и динамических характеристик ядра. Если бы удалось обнаружить в наблюдаемом вращении гармоники с таким периодом, то это могло бы служить прямым доказательством существования у Луны ядра. К сожалению, амплитуда этой гармоники очень мала (менее тысячной доли угловой секунды) и пока недоступна для измерения. Моделирование диссипативных процессов на границе ядро-мантия может иметь весьма интересные следствия в плане объяснения многих непонятных на сегодняшний день явлений во вращении Луны. Во-первых, эти процессы могли способствовать конвективному движению вещества на ранних этапах лунной эволюции. На основе опыта исследованияконвективных плюмов на толстых платформах Земли Гусев и Петрова выдвинули гипотезу, что обнаруженные космическими аппаратами «Клементина» и «Лунар Проспектор» крупные положительные аномалии на толстой континентальной коре обратной стороны Луны являются следами этих древних плюмов.
     Во-вторых, дифференциальное вращение ядра и мантии может служить причиной сильной диссипации лунного вращения, обнаруженной из лазерных наблюдений. И, наконец, термодинамическая нестабильность в пограничной зоне ядро-мантия может поддерживать наблюдаемые свободные либрации, которые, казалось бы, должны были затухнуть при столь большой диссипативности вращательного движения. Все эти проблемы требуют детального рассмотрения, дальнейшего развития теории ФЛЛ с учетом самых тонких эффектов, оказывающих влияние на вращение нашего спутника.



4) Селенодезические системы координат и геометрическая фигура Луны

    Эта тематика разрабатывалась, в основном, сотрудниками АОЭ. Ими были выполнены оригинальные исследования фигуры Луны по гелиометрическим и фотографическим наблюдениям. Из анализа гелиометрических измерений кратера Местинг А А.А. Яковкин открыл зависимость между радиусом диска Луны и оптической либрацией по широте, так называемый "эффект Яковкина". Основываясь на этих данных, он высказал гипотезу о том, что на шарообразной Луне, около ее южного полюса, имеется добавочный слой, видимая толщина которого изменяется в зависимости от того, насколько открывается ее южное полушарие.
     И.В. Белькович изучил фигуру Луны, рассматривая раздельно радиусы, выведенные из гелиометрических наблюдений восточного и западного краев лунного диска. Он установил, что радиус восточного края Луны на 0.14" больше западного, а также, что радиусы восточного и западного краев лунного диска по-разному зависят от оптической либрации по широте, то есть лимб Луны при разных значениях оптической либрации имеет разную форму.
     Ш.Т. Хабибуллин дал теоретическое обоснование лунной картографии. На основе 5630 высот в краевой зоне, определенных по гелиометрическим измерениям, А.А. Нефедьев построил карты краевой зоны Луны с учетом либрационного эффекта в радиусе Луны и определил нулевую поверхность, от которой должны отсчитываться высоты на Луне, в то время как Ф. Гайн, Т. Веймер и Уотс при решении аналогичной задачи этот вопрос оставили открытым. Ю.А. Нефедьев произвел уточнение этих карт рельефа краевой зоны с учётом макрорельефа Луны по модели Яковкина. Позднее по данным измерений свыше 40000 точек лимба на 127 крупномасштабных снимках Луны со звездами Л.И. Рахимов впервые в практике селенодезии построил карты краевой зоны Луны, приведенные к центру масс. Эти карты следует считать наиболее достоверными среди всех других карт высот в краевой зоне Луны.
     Ю.А. Нефедьев произвел исследование точности всех современных карт краевой зоны Луны на основе фотоэлектрических наблюдений покрытий звезд Луной, выполненных в АОЭ Р.Р. Шаймухаметовым. В итоге было установлено, что наиболее точными являются карты Уоттса с поправками Л.В. Моррисона и Л.И. Рахимова. Кроме того, Ю.А. Нефедьев представил карты Л.И. Рахимова в цифровом, машинно-читаемом виде.
     Кроме измерений кратера Местинг А, с целью изучения ФЛЛ на гелиометре Репсольда АОЭ проводились наблюдения ряда кратеров для определения их селенодезических координат. В 1970-1975 годах А.С. Мамаковым было выполнено 468 измерений 32 кратеров относительно кратера Местинг А. , был разработан метод измерений позиционных углов и угловых расстояний "Местинг А - кратер". В итоге, впервые по гелиометрическим измерениям была построена независимая по масштабу и ориентировке селенодезическая система координат 32 кратеров.
     В 1975-1985 годы Ю.А. Нефедьев произвел 1500 измерений с целью определения селеноцентрических координат 10 кратеров путем привязки к звездам. Таким образом, впервые по гелиометрическим измерениям построена полностью независимая селеноцентрическая система координат 10 кратеров.
     Н.Г. Ризванов исследовал геометрическую фигуру видимой стороны Луны по крупномасштабным снимкам Луны со звездами. Оказалось, что рельеф поверхности Луны к северу от параллели +10 градусов до 2 км ниже общепринятого уровня, определенного по другим наземным наблюдениям Луны. Этот эффект был подтвержден анализом снимков Луны с КА "Зонд -6, -8" и другими космическими экспериментами. Ш.Т. Хабибуллиным и Ю.А. Чикановым был исследован рельеф поверхности видимой стороны Луны по данным шести селенодезических каталогов и построен усредненный аппроксимирующий эллипсоид Луны.
     М.И. Шпекин на основе анализа снимков Луны с КА "Зонд -6, -8" дал количественное описание района моря Восточного. Для этого им были определены селенодезические координаты 72 кратеров и измерены 17 профилей лимба. Показано, что перепад высот в исследуемом районе составляет около 10 км, высоты гор достигают 4.6 км, глубины морских участков - 4.8 км.
     Отдельно можно выделить работу К.С. Шакирова по определению постоянных ФЛЛ и координат кратера Местинг А по отношению к центру масс Луны. Им были обработаны 89 меридианных наблюдений кратера Местинг А, выполненных в Гринвиче с 1952 г по 1954 г, и наряду с параметрами ФЛЛ получены пространственные координаты кратера Местинг А относительно центра фигуры Луны. К.С. Шакиров впервые в мире показал, что центр масс Луны расположен на 3.3 км ближе к Земле относительно центра ее фигуры.



5) Интерпретация космических экспериментов, наблюдений с поверхности Луны

    Эти теоретические работы были выполнены, в основном, на кафедре астрономии. Так, Ш.Т. Хабибуллин и Ю.А. Чиканов выполнили цикл работ по интерпретации траекторных измерений гравитационного поля Луны с космических аппаратов: определили параметры ФЛЛ g', f, определили фигуру селеноида, построили карты гравитационных аномалий и вывели уравнения поверхности Луны.
     Цикл работ по определению параметров селенопотенциала по данным слежения за низкими искусственными спутниками Луны выполнен Р.А. Кащеевым. Им изучены гравитационные потенциалы Луны и Марса, проблемы межспутникового слежения в задачах планетной гравиметрии.
     С.С. Перуанский занимался вопросами определения координат точки наблюдения на поверхности Луны методом близких высот.



6) Наблюдения покрытий звезд Луной

    Регистрация моментов покрытий звезд Луной является традиционной темой АОЭ и кафедры. До 1982 года наблюдения проводились визуально. Сотрудниками АОЭ были получены значительные ряды наблюдений. Небезынтересно отметить, что А.А. Яковкиным в 20-х годах ХХ столетия была изобретена механическая машина для предвычисления покрытий звёзд Луною.
     С 1982 года регистрация моментов покрытий звезд Луной стала производиться фотоэлектрическим методом. В.Б. Капковым и Р.Р. Шаймухаметовым получено 63 регистрограммы моментов покрытий звезд Луной и одного покрытия звезды астероидом Паллада. На основе этих наблюдений для 12 звезд определены их диаметры. В результате обработки 8562 наблюдений покрытий звезд Луной были построены карты краевой зоны Луны.
     По лунной тематике в разные годы было защищено шесть докторских и 11 кандидатских диссертаций. Докторами наук стали А.А. Яковкин, И.В. Белькович, А.А. Нефедьев, Ш.Т. Хабибуллин, Н.Г. Ризванов, С.Г. Валеев. Именами ряда казанских астрономов названы лунные кратеры.



7) Фотографическая астрометрия

    Последние десятилетия ознаменовались активным внедрением новых технологий в астрометрию. Появились радиоастрометрия, космическая астрометрия. Вместо фотографических пластинок стали использовать ПЗС - камеры. В итоге классические направления стали терять былую значимость. Возникло мнение, будто фотографическая астрометрия изжила себя. Но это не так. Во-первых, остались задачи, которые пока решаются фотографическим методом. Во-вторых, за сто с лишним лет астрономы накопили огромный массив фотографических наблюдений, информативность которых неисчерпаема. С течением времени их ценность будет только возрастать. Поэтому, на наш взгляд, изложение истории развития фотографической астрометрии в АОЭ представит интерес для специалистов. Правда, фотографическая астрометрия как инструмент исследования вселенной сравнительно поздно нашла применение в АОЭ.
     Первый астрограф, изготовленный фирмой Heyde в Дрездене, появился в АОЭ только в 1914 г.. Ведущая труба имела объектив диаметром 110 мм, у камеры объективной системы Петцваля - диаметр 120 мм и фокусное расстояние 53 см. Объектив оказался плохого качества, поэтому камера была заменена на другую с объективом системы Астротриплет тех же размеров. Этот астрограф изредка использовал К.К. Дубровский для отыскания какой-либо малой планеты с плохой эфемеридой для ее дальнейшего наблюдения на 12" рефракторе Грубба. В 1940 г. обсерватория приобрела 6" астрограф фирмы Цейсс с фокусным расстоянием объектива 225 см. Эти два астрографа, в основном, использовались для изучения переменных звезд и для звездно-астрономических целей. В общей сложности было получено около 2500 снимков 9 звездных площадок.
     Можно утверждать, что становление фотографической астрометрии началось с установкой первого в стране телескопа системы Шмидта Д.Я. Мартыновым. Диаметр асферической линзы телескопа - 381.5 мм, сферического зеркала - 517.7 мм, фокусное расстояние зеркала - 950 мм, светосила системы - 1:2.5, диаметр невиньетированного поля - 4 градуса. За 5-минутную экспозицию уверенно получались изображения малых планет 15 звёздной величины. Предельная звёздная величина инструмента - около 18 звёздной величины за часовую экспозицию. Регулярные наблюдения на телескопе Д.Я. Мартынов начал в 1943 г.. Наряду с другими на телескопе решаются и астрометрические задачи: фотографирование малых планет, комет и планеты Плутон. В 1943-1948 гг. наш телескоп системы Шмидта был самым мощным действующим астрографом в стране. Поэтому на нем велись поиски периодических и фотографирование новооткрытых комет. За первые 8 лет было опубликовано в Астрономическом циркуляре (АЦ) 189 положений комет.
     Так как 12" рефрактор Грубба перешел на электрофотометрические наблюдения переменных звезд, на телескопе Шмидта для продолжения традиции были начаты наблюдения малых планет. Часто выполнялись просьбы ИТА АН СССР отыскать особенно интересные слабые кометы. В результате, к 1950 г. в АЦ было опубликовано около 100 положений малых планет.
     Что касается методов редукций наблюдений, они, по разным причинам, были далеки от совершенства. Поэтому точность результатов сравнительно с современными требованиями была низкой. Например, точность определения положений точечных объектов была около 1". Наибольшим препятствием для достижения высокой точности было отсутствие измерительной машины, позволяющей измерять большие поля, поэтому Д.Я. Мартынов использовал всего 2-3 опорные звезды.
     Следующим этапом в развитии фотографической астрометрии в АОЭ можно считать работу Ш.Т. Хабибуллина по исследованию физической либрации Луны по фотографическим наблюдениям на восьмиметровом горизонтальном телескопе конструкции И.В. Бельковича. Он показал пригодность фотографического метода для решения этой задачи. Его определения параметров вращения Луны близки к современным, полученным по космическим и лазерным измерениям. Однако полностью признать его метод относящимся к фотографической астрометрии нельзя. Основное свойство фотографической астрометрии - привязка положения исследуемого объекта к опорным звездам с известными координатами. Этот этап в работах Шауката Таиповича отсутствовал.
     В 1957-1958 гг. Н.Д. Калиненков разработал, сконструровал и изготовил в мастерской АОЭ совместно с механиком А.И. Урматским камеру типа Марковица для одновременного фотографирования Луны на фоне звезд при определении ее координат с целью установления равномерной шкалы эфемеридного времени. Камера была установлена на рефракторе Цейсса. При этом объектив был заменен на другой, более длиннофокусный фотовизуальный (D = 148 мм, F = 260 мм). Позднее на оптическом заводе были изготовлены две камеры: одна - для рефрактора Цейсса, вторая - для горизонтального телескопа им. Бельковича.
     Наблюдения Луны на фоне звезд на панхроматических пластинках размером 9 х 12 см., что составляет поле 1.98 х 2.64 градусов, были начаты в 1958 г. сначала А.А. Нефедьевым, а затем продолжены Н.Г. Ризвановым.
     Так как к тому времени АОЭ получила современную измерительную машину КИМ-3 производства ЛОМО, проблем с измерением снимков не было. Были проблемы с опорным каталогом. Поэтому Н.Г. Ризванов построил свой, сводный каталог, основанный на Йельских зонных каталогах. В дальнейшем все снимки Луны на фоне звезд измерялись на приборе "Аскорекорд" и специальной измерительной машине, сконструированной и изготовленной Н.Ф. Быстровым в Пулковской обсерватории, где и производилась редукция измерений на счетно-аналитических машинах по методу Поттера-Быстрова. В начале 60-ых годов Ш.Т. Хабибуллин начинает читать курс лекций для студентов "Фотографическая астрометрия". До этого Д.Я. Мартыновым читался спецкурс "Научная фотография". С 1974 по 1991 гг. курс "Фотографическая астрометрия" студентам кафедры астрономии продолжил читать Н.Г. Ризванов.
     В 1965 г. Н.Г. Ризванов впервые в мире получает крупномасштабные снимки Луны на фоне звезд на 8-метровом горизонтальном телескопе на пластинках форматом 30 х 30 см с камерой Марковица и методом мгновенных экспозиций. Для этого он существенно модернизировал телескоп и павильон. На снимках диаметром 30 х 30 см диаметр Луны получался около 8 см. По нескольким таким снимкам С.Г. Валеев определил эфемеридное время и исследовал точность ряда селенодезических контрольных систем.
     В 1963 г. шмидтовский астрограф по инициативе и под руководством Л.А. Урасина при поддержке Ш.Т. Хабибуллина был перенесен из АОЭ на высокогорную станцию ГАИШ, расположенную в горах Заилийского Ала-Тау вблизи большого Алма-Атинского озера на высоте 3000 м над уровнем моря. Он, в основном, использовался для выполнения наблюдений по звездно-астрономической тематике, но наряду с этим на нем наблюдались кометы и малые планеты для определения их положений. В 1965 г. 9-тидюймовый рефрактор Грубба реконструируется в 16-тидюймовый астрограф. Визуальный объектив был заменен на другой, фотографический (D=400 см, F=3780 мм), сменена труба и усовершенствован часовой механизм. Механические работы производились в мастерской АОЭ механиком А.И. Урматским и в мастерских Авиационного института.
     Изготовление этого астрографа несколько активизировало работы по фотографической астрометрии. Н.Г. Ризванов совместно с Е.М. Щукиным фотографирует Марс с Деймосом с шестиугольной диафрагмой, которая образует изображения Марса в виде маленького ядра с шестью лучами, изображение спутника получается между лучами. С.Г. Валеев получает с оригинальной камерой методом мгновенных экспозиций снимки Луны на фоне звезд для селенодезических исследований. И. Чугунов много времени посвящает фотографированию спутников Юпитера и Сатурна.
     В 1970-1975 гг. под руководством и при участии Н.Г. Ризванова на высокогорной Ордубадской станции был получен уникальный ряд 1000 крупномасштабных снимков Луны на фоне звезд с камерой, сконструированной пулковским астрономом Н.Ф. Быстровым. Это единственный в мире ряд. На его основе были решены некоторые селенодезические задачи "абсолютным", принципиально новым, более объективным сравнительно с классическими, методом.
     С 1976 г. начала функционировать Зеленчукская астрономическая станция КГУ (СКАС). На ней были установлены широкоугольный астрограф ША 400/2000 производства фирмы Карл Цейсс, телескоп системы Шмидта, перенесенный из Казахстана, и электрофотометр. ША Цейсс 400/2000 был приобретен по инициативе заведующего кафедрой астрономии и в то время проректора Казанского университета Ш.Т. Хабибуллина, в основном, для обучения студентов методам фотографирования небесных объектов. Этот инструмент также активно использовался сотрудниками лунного отдела АОЭ (с 1988 г. переименованного в отдел фотографической астрометрии) и сотрудниками лунно- планетной лаборатории Казанского университета для выполнения работ по фотографической астрометрии.
     Следует отметить, что в 60-70-ые годы XIX столетия многие астрономические обсерватории СССР приобрели аналогичные астрографы. Поэтому в 70-80-ые годы на этих астрографах выполняется ряд международных и отечественных научных программ (IHW -наблюдения комет Кроммелина и Галлея, FOBOS - наблюдения Марса и его спутников во время последнего великого противостояния, ФОН - фотографирование северного полушария неба с четырёхкратным перекрытием, ФОНКАТ - фотографирование южного неба, доступного для обсерваторий СССР, с целью построения астрометрического каталога звезд южного неба, подобного AGK-3 для северного неба, программы ЮПИТЕР и ЦЕРЕРА).
     Таким образом, после строительства Зеленчукской высокогорной станции и установки там широкоугольного астрографа активизируются исследования по фотографической астрометрии.
     АОЭ и КГУ принимают участие в ряде международных и всесоюзных программ. В итоге их выполнения были получены большие ряды фотографических позиционных наблюдений больших и малых тел Солнечной системы, а также спутников планет, в частности, Марса. Активное участие в выполнении этих наблюдений и их обработке принимали сотрудники АОЭ и лунно-планетной лаборатории (ЛПЛ): В.Н. Киткин, Ю.А. Нефедьев, Н.Г. Ризванов, Л.А. Урасин, Р.Р. Шаймухаметов.
     Результаты фотографических наблюдений кометы Галлея в ее последнем появлении, выполненные в АОЭ и на Зеленчукской станции, были признаны как одни из наиболее точных и больших по количеству среди остальных рядов в мировом масштабе. Они способствовали успешному полету к комете Галлея космических аппаратов.
     По программам ФОН и ФОНКАТ было получено около 2000 снимков северного и южного неба для построения каталогов положений звезд (И.А. Даутов, М.И. Кибардина Н.Г. Ризванов, И.Е. Целищев). По снимкам южного неба с четырехкратным перекрытием был построен каталог положений около 26000 звезд. Он предназначался для уточнения каталога ФОКАТ-Ю. Снимки по программам ФОН и ФОКАТ использовались для определения координат 113 Галактических радиоисточников по плану, предложенному В.В. Витязевым.
     Помимо наблюдений, был выполнен цикл теоретических и методических исследований по фотографической астрометрии. Н.Г. Ризванов издал учебную монографию "Фотографическая астрометрия". В 1978 г. в «Трудах городской АО» им была опубликована статья "Определение положений небесных тел по фотографическим наблюдениям". По методу, изложенному в этой работе, редуцировались большинство фотографических позиционных наблюдений небесных тел, выполненных сотрудниками АОЭ и ЛПЛ. Активное участие в этих наблюдениях принимали и сотрудники астрофизического отдела, которые использовали анаберрационный 35 сантиметровый менисковый телескоп.
     В 1988 г. на основе широкоугольного анаберрационного шестилинзового фотовизуального объектива диаметром 200 мм и фокусным расстоянием 2000 мм в механической мастерской АОЭ механиком О.А. Мироновым под руководством Н.Г. Ризванова был изготовлен широкоугольный астрограф АФР-18 с полезным полем диаметром 6 градусов. Объектив и труба к нему были поставлены ЛОМО, штатив приобретен в АФИ АН Казахской ССР.
     По фотографической астрометрии защищено несколько кандидатских диссертаций, а докторская диссертация С.Г. Валеева (ныне заведующего кафедрой прикладной математики и информатики в Ульяновском технологическом университете), защищённая в 1991 г., выполнена на стыке селенодезии, фотографической астрометрии и современных методов вычислительной математики.



1 2 3 4 5                                                                                   Наверх

Мосолов Григорий   гр.600а 2004