| к оглавлению
назад < ^ > вперед
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Астрономический институт был образован в 1923 г. путем слияния двух родственных институтов: Государственного вычислительного института и Астрономо-геодезического, организованных в 1920 г. Идея организации Государственного вычислительного института и Астрономо-геодезического тесно связана с первым съездом Астрономического союза, созванного в 1917 г.
На съезде и после него работал ряд комиссий: теоретическая, гравитационная, радиодолготная, фотометрическая, меридианная, зодиакального света, которые наметили план дальнейшей деятельности в различных областях астрономии и геодезии, а также ряд кооперативных работ. Работа некоторых из упомянутых комиссий и была положена в основу при создании новых институтов. В задачи Государственного вычислительного института входили три основные проблемы: 1. Вычисление и издание Астрономического ежегодника и вспомогательных таблиц, необходимых для астрономо-геодезических работ. 2. Вопросы теоретической астрономии и небесной механики и в частности вычисление возмущенного движения малых планет. 3. Вопросы звездной статистики и изучение движения солнечной системы в пространстве на основе опубликованных материалов различных обсерваторий. Эти три больших проблемы целиком вошли в программу Астрономического института при слиянии в 1923 г.
В задачи Астрономо-геодезического института входили следующие проблемы: 1. Организация радиотелеграфной службы времени, подача радиосигналов времени и ритмических сигналов для точного сличения часов и хронометров. 2. Организация гравитационных наблюдений, методические работы и составление сводного каталога гравитационных определений. 3. Разработка методики астрономических и геодезических наблюдений и определение долгот первоклассных пунктов. В программу работ Астрономического института полностью вошла вторая проблема — определение силы тяжести и частично третья — методика астрономических наблюдений. Первая проблема — радиотелеграфная служба времени — была передана в Пулковскую обсерваторию, где имелись все предпосылки для продолжения этих работ. В дальнейшем основная программа работ института по существу осталась неизменной, и только лишь в 1929 г. явились новые задачи в области астрофизики, связанные с методикой астрофизических наблюдений, конструированием новых инструментов и организацией на юге СССР Горной астрономической обсерватории. Работа в институте в его современном виде протекает в следующих пяти разделах: в секторе вычислительном, теоретическом, гравитационном, астрофизическом и конструкторско-механическом. Кроме того институт был инициатором создания Горной астрофизической обсерватории в Абастумане в 1932 г. и с тех пор тесно связан со строительством новой обсерватории, имеющей всесоюзное значение.
СЕКТОР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ
В задачи сектора входит вычисление и издание вспомогательных таблиц, ежегодников, программ наблюдений для астрономо-геодезических работ, мореплавания и аэронавигации. Перед сектором стоит основная задача — обеспечить необходимыми вспомогательными средствами обработку астрономо-геодезических наблюдений, определений широты, долготы и азимута, вести разработку новых методов наблюдений и вычислений с целью рационализации тех грандиозных по размеру работ по определению астрономических пунктов, которые стоят еще и сейчас перед нашим Союзом.
Начиная с 1921 г. ежегодно издается Астрономический ежегодник, который главным образом, предназначен для удовлетворения работ астрономических обсерваторий, геодезических учреждений Союза, астрономо-геодезических экспедиций и вообще всех учреждений и лиц, ведущих астрономические определения пунктов. Вычисление Астрономического ежегодника на каждый год представляет большую и трудную задачу. Только кооперативными усилиями астрономов всех стран после Международного конгресса 1910 г. она несколько упростилась: работа по вычислениям была распределена между отдельными странами, и был установлен обмен материалами. Дореволюционная Россия не принимала участия в эфемеридной международной работе. Мы пользовались исключительно заграничными изданиями: немецким, французским, английским, американским и итальянским ежегодниками. Приходилось пользоваться несколькими ежегодниками, чтобы иметь положения всех звезд, входящих в программы метода Цингера и Певцова, которыми по преимуществу пользовались наши геодезисты при своих работах. С 1926 г. ежегодно издаются «Эфемериды пар Цингера». В эфемеридах даются через 10 дней на время видимости пар вспомогательные величины, значительно упрощающие обработку наблюдений для определения времени по способу Цингера. С 1930 г. издается «Морской астрономический ежегодник», для запросов мореплавания. В 1934 г. приступлено к изданию «Аэронавигационного ежегодника» для воздушного флота. Начиная с 1934 г. издаются ежегодно упрощенные Таблицы для определения азимута Полярной по звездному и местному времени. «Программа способа Талькотта для определения широты» была опубликована в 1927 г. Программа составлена на основании списка 1967 звезд северного полушария до 6-й величины и включает в себя около 20 000 подобранных пар для 240 широт от 30° до 70° через каждые 10'. Программа позволяет непосредственно производить отбор необходимых пар для наблюдения в любой широте. Готовится новое расширенное издание программы.
В 1933 г. вышел в свет «Каталог склонений программы способа Талькотта и редукционные величины для приведения на видимое место». В каталоге даны положения 1967 звезд программы Талькотта в особой системе, построенной институтом, с возможностью перехода на систему Ауверса, Босса и Эйхельбергера.
«Сводный каталог фундаментальных сколонений 1631 звезды» для 1915, основанный на наблюдениях обсерваторий Пулково, Гринвича, Парижа, Бабельсберга, Вашингтона и др.
В 1934 г. институт закончил составление специальной программы совместного определения шпроты и времени по методу соответствующих высот, в основном следуя методу Щеткина. Новая программа составлена из ярких звезд до 3-й величины для северных широт от 60° до 80° и дает возможность производить наблюдения по звездам даже при незаходящем Солнце.
В области разработки методики астрономических определений институт опубликовал две руководящих работы, из которых «Теория универсального инструмента» ставит со всей строгостью вопрос о влиянии инструментальных ошибок на точные астрономические наблюдения, а работа «Методы приближенного определения широты, времени и азимута», опубликованная в 1927 г., заключает в себе изложение приближенных способов наблюдений невооруженным глазом, при помощи простейших инструментов и, наконец, с помощью мензулы и кипрегеля.
Особого внимания заслуживает в этой работе метод определения места меридиана с помощью кипрегеля на мензуле. Этот метод дает возможность топографу определить склонение магнитной стрелки и дает контрольные данные при проведении мензульного хода в закрытой местности.
Один из методов приближенного определения широты, времени и азимута с помощью отвеса получил особое развитие, и в 1928 г. были опубликованы: «Таблицы для приближенного определения широты, времени и азимута с помощью отвеса». С помощью этих таблиц можно почти без всяких вычислений, без специальных знаний по астрономии, с простейшим инструментом в виде отвеса, произвести наблюдения и получить широту и местное время с точностью до нескольких минут дуги. Для географических экспедиций эта работа имеет большое значение.
В 1934 г. было закончено составление таблиц для приближенного и быстрого определения широты и азимута по наблюдениями высоты Полярной и разности азимутов Полярной и одной из северных звезд.
В 1934 г. институт по заданию воздушного флота закончил составление графиков для быстрого определения широты и долготы по наблюдению высот ярких звезд. Необходимо сказать несколько слов относительно методики самих вычислений, принятых в институте. Мы уделяем большое внимание, главным образом, внедрению арифмометрических методов и считаем, что получим наибольшую экономию во времени и средствах, если большинство астрономо-геодезических вычислений будем производить с помощью арифмометра. Как пример такой рационализации мы издали в 1932 г. «Таблицы для перевода географических координат в прямоугольные Гаусса-Крюгера и обратно». Эти таблицы приспособлены исключительно для работы с арифмометром и позволяют почти с удвоенной скоростью, по сравнению с логарифмическими вычислениями, производить прямой и обратный переход от географических координат к прямоугольным. Сейчас это имеет важное значение, ибо мы стоим перед большой работой по переводу географических координат всех триангуляции в прямоугольные.
В 1933 г. был разработан метод и составлены таблицы для перевода координат Гаусса-Крюгера из трехградусной зоны в шестиградусную и обратно, не переходя к географическим координатам. В 1934 г. был разработан метод и составлены таблицы перевода координат Гаусса-Крюгера в систему Руссиля.
С методикой вычислений, естественно, связывается издание и опубликование вспомогательных и математических таблиц. В 1926 г. вторым изданием вышли вспомогательные таблицы для астрономических вычислений. «Таблицы для трехзначного вычисления» были изданы в 1923 г. Таблицы заменили логарифмическую линейку.
В 1934 г. закончено составление таблиц эллиптических функций и функций Матье. Наконец, следует упомянуть, что институт совместно с Технико-теоретическим издательством издал: пятизначные таблицы логарифмов, пятизначные таблицы натуральных тригонометрических функций и десятизначные логарифмы чисел. Этим мы заканчиваем изложение главнейших вычислительных работ института, имеющих, главным образом, практический характер, но основанных по существу на глубоких теоретических основаниях, знании методики и практики астрономо-геодезических наблюдений и вычислений.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СЕКТОР
Сектором был разработан новый метод определения орбит по трем наблюдениям и метод «экстраполирования», или метод численного построения возмущенного движения. Метод экстраполирования завоевал себе всеобщее признание и вошел во все современные заграничные курсы небесной механики. Все вопросы, связанные с практическим вычислением возмущенного движения малых планет, подверглись коренной переработке и значительному упрощению, что и позволило Астрономическому институту занять первое место после Германии в международной эфемеридной работе. Обратимся к перечислению основных задач, разрешенных или стоящих на очереди в теоретическом секторе.
1. Первой основной работой по применению метода экстраполирования является ежегодное вычисление возмущенных эфемерид для 80 малых планет. В программу института входят планеты, по преимуществу близкие к Юпитеру, испытывающие наиболее сильные возмущения и потому совершенно неподдающиеся вычислениям абсолютными методами. В частности, в программу входят так называемые «Троянцы», т. е. группа из 10 малых планет, орбиты которых весьма близко подходят к орбите Юпитера, и замечательные тем, что образуют с Юпитером и Солнцем почти равносторонний треугольник при своем движении. В программу также входят первые три яркие планеты: Церера (1), Паллада (2) и Юнона (3), для которых вычисляются точные эфемериды и опубликовываются в Ежегоднике Британской астрономической ассоциации. Приближенные Эфемериды всех планет публикуются в специальном издании Берлинского вычислительного института, на котором лежит в настоящее время общее планирование вычислений эфемерид малых планет.
Какова основная задача и значение вычисленных возмущенных эфемерид? Каждый год открывается в среднем до 30 новых малых планет. Таким образом число открытых малых планет превысило уже 1200. Для того, чтобы можно было их отождествлять, необходимо иметь заранее вычисленные эфемериды, по возможности с учетом возмущений, ибо в некоторых случаях возмущения достигают столь большой величины, что можно смешать одну планету с другой. Однако вопрос о вычислении возмущений представляет столь большие трудности, что приблизительно для 75% всех планет даются пока невозмущенные эфемериды и только для 25% с учетом возмущений, при чем на долю института из этих последних приходится около трети. К сожалению, громадное число малых планет слабы и доступны только светосильным инструментам, что затрудняет получение достаточного числа наблюдений, необходимых для вывода хороших исходных элементов. Имея это в виду, институт вошел в кооперацию с 10 заграничными и советскими обсерваториями для организации наблюдений тех планет, которые входят в программу института. 2. Второй работой сектора по применению метода экстраполирования является предвычисление движения VIII спутника Юпитера. Эта работа была предпринята в 1930 г. после возвращения проф. Нумерова из Америки, где выяснилось, что с 1923 г. спутник утерян, и его не могут найти в самые могущественные инструменты. VIII спутник Юпитера, открытый на Гринвической обсерватории в 1909 г., представляет собой слабую звездочку 18-й величины, обращающуюся вокруг Юпитера приблизительно в течение двух лет, в угловом расстоянии от Юпитера около 1°. Спутник испытывает весьма сильные возмущения со стороны Солнца. В данном случае Солнце является третьим возмущающим телом и, благодаря своей колоссальной массе, производит весьма сильные возмущения в движении спутника, в несколько раз большие тех возмущений, которые мы можем наблюдать в движении малых планет. Вследствие слабой величины найти спутника без предварительного учета возмущений совершенно невозможно. В первые годы английские астрономы (так как спутник открыт был в Гринвиче) следили за его движением и вычисляли его возмущения. Это продолжалось до 1916 г. Затем вычисления были прекращены, и спутник был последний раз случайно наблюдаем в 1923 г. С этого времени все попытки астрономов оказывались безрезультатными, и спутника не могли найти. Возмущения были настолько велики, что спутник не попадал в поле зрения фотографической пластинки больших американских рефлекторов.
К вычислению возмущенного движения спутника мы применили метод экстраполирования и построили возмущенное движение с 1916 по 1930 гг.; результаты вычислений сообщили главнейшим астрономическим обсерваториям, имеющим светосильные инструменты, которые могли бы произвести наблюдения по нашим указаниям. 30 ноября 1930 г. спутник был вновь найден по эфемериде института на обсерватории Моунт-Вилсон в Калифорнии в 100" рефлектор. Одновременно его увидели на Ликской обсерватории в Калифорнии и обсерватории Иеркса близ Чикаго. Предвычисления института блестяще оправдались, и спутник всего на несколько минут дуги находился в стороне от предвычисленного положения. Таким образом, метод экстраполирования оправдал себя не только в применении к вычислению возмущенных эфемерид малых планет, но и спутников. Теперь нам остается применить его к движению кометы, и мы хотим изучать движение кометы Энке за период с 1924 до 1934 гг. с целью выяснить причину существующих расхождений между современной теорией кометы Энке и наблюдениями.
Повидимому, причина расхождений между теорией и наблюдениями лежит в взрывах, происходящих в комете Энке. Эти взрывы изменяют все элементы кометы. 3. Перейдем теперь к третьему применению метода экстраполирования, к задаче использования точного движения малых планет для определения систематических ошибок склонений фундаментальных звезд. До сих пор вопрос о наилучшей системе координат звезд и в частности склонений, т. е. угловых расстояний звезд от небесного экватора, окончательно не разрешен, и в разных астрономических ежегодниках даются координаты звезд, друг от друга отличающиеся. Эти расхождения, как было указано выше, между системами доходят до 0,"5, И все попытки найти причину этих расхождений и установить истинную систему до сих пор оказались тщетными. Пулковская обсерватория предлагает для этой цели послать специальную экспедицию в Новую Зеландию, где должен быть установлен на два года Пулковский вертикальный круг. Проверка системы склонений, исходя из теоретических расчетов движения малых планет, следуя идее Ньюкомба, представляет сейчас значительный теоретический и практический интерес. Имея это в виду, институт выдвинул план решения задачи об установлении фундаментальной системы склонений путем использования наблюдений и точного изучения движения ряда мелких планет, следуя методу экстраполирования, и поставил этот вопрос перед Международным астрономическим союзом. Эта идея получила в самое последнее время поддержку среди американских астрономов, и на международном съезде 1935 г. в Париже будет поставлен вопрос о проведении всей намеченной программы с 1936 по 1946 гг. Как методическую работу мы ведем сейчас изучение движения Юноны с 1926 по 1934 гг. Намеченная работа, к которой институт уже приступил, кроме решения вопроса о систематических ошибках звездных положений, позволит также сделать целый ряд заключений по теории экстраполирования, достаточности закона тяготения при объяснении движения малых планет и ряду других вопросов, имеющих большое принципиальное значение.
4. Метод экстраполирования или численного интегрирования диференциальных уравнений в особых координатах был применен не только к уравнениям возмущенного движения; пользуясь основной идеей, был разработан метод численного интегрирования линейных диференциальных уравнений второго порядка с переменными коэфициентами, которые часто встречаются в вопросах техники, прикладной механики и физики (функции Бесселя, Матье, Гилла и др.). 5. Наконец, начиная с 1930 г. мы с большим вниманием относились к задачам внешней баллистики и разработали ряд методов, используя известную уже нам методику вычисления возмущенного движения небесных тел, ибо расчет движения снаряда и расчет движения планеты являются задачами, весьма близкими друг к другу. Подробное изложение методики численного интегрирования уравнений внешней баллистики опубликовано в изданиях Артиллерийского научно-исследовательского института. Для этого же института мы произвели большую работу по составлению баллистических таблиц, пользуясь вновь разработанным методом. 6. В области методов абсолютных возмущений в Астрономическом институте разрабатывается идея введения новой независимой переменной вместо времени. Ряды, которыми представляются возмущения, имеют плохую сходимость, т. е. необходимо очень большое число членов, чтобы можно было с заданной точностью вычислить возмущения. Путем введения новой переменной удалось получить ряды, лучше сходящиеся. Продолжение работ в этом направлении, мы надеемся, позволит нам найти более практичный метод абсолютных возмущений, чем известные классические методы, которыми до сих пор приходится пользоваться. 7. Институт приступил также к построению теории абсолютных возмущений в полярных координатах, ставя задачей получить общие формулы, позволяющие вычислять непосредственно в разложении члены любого порядка. Вместе с вспомогательными таблицами эта работа будет служить для быстрого вычисления абсолютных возмущений планет с суточным движением около 800".
8. В результате сравнительного изучения существующих методов абсолютных возмущений институт в последние годы уделил особенное внимание методу Болина. После успешного применения названного метода к отдельным планетам было составлено практическое руководство и специальные таблицы для определения возмущений обширной группы планет. Заканчивая изложение работ Теоретического сектора, следует особо отметить рационализацию методов вычислений, максимальное использование арифмометра, выработку стандартных схем вычислений, составление специальных таблиц, которые в значительной мере ускорили и упростили процессы вычислений возмущенного движения.
ГРАВИТАЦИОННЫЙ СЕКТОР
Гравитационные наблюдения, кроме теоретического значения для определения фигуры Земли и общих геофизических проблем, за последние годы получили большое практическое значение для геологической разведки. Этому в значительной мере в Союзе содействовал Астрономический институт, составив в 1922 г. сводный каталог всех определений сил тяжести, разработав методику и интерпретацию маятниковых и вариометрических наблюдений, способствуя организации гравитационной службы в бывшем Геологическом комитете, тресте Эмбанефть, Грознефть, ведя подготовку кадров специалистов, конструируя и изготовляя гравитационные приборы и участвуя в организации общей гравитационной съемки Союза. Перейдем к изложению работ института в области гравитации. 1. В 1922 г. был впервые в Союзе составлен каталог определений силы тяжести, произведенных в России до 1920 г. Из сопоставления аномалий в силе тяжести с геологическими данными выяснилось, что аномалии прежде всего связаны с неправильностями строения верхних слоев Земли. Отсюда вытекало, что план дальнейших наблюдений силы тяжести должен быть тесно связан с планом геологических разведок в Союзе, что наблюдения имеют наибольшее практическое значение в равнинных местностях, а не в горных районах.
За 15 лет в Союзе произведено более 2000 новых наблюдений, т. е. в четыре раза больше, чем это было сделано за все предыдущее время. Наблюдения велись не только научными, но и производственными учреждениями: геолого-разведочными управлениями, трестами. Однако большинство наблюдений до сих пор не опубликовано. Имея в виду все усиливающийся темп гравитационных работ, особенно становится ощутительной необходимость своевременною опубликования результатов наблюдений и составление сводного каталога. В 1933 г. институт закончил составление нового сводного каталога, опубликованного в 1934 г. Институтом основных геодезических работ при Главном гидро-геолого-геодезическом управлении. 2. За все время своего существования институт организовал 35 экспедиций и определил 550 маятниковых пунктов. Большинство из этих экспедиций производились на средства Наркомпроса, и целью их была общая гравитационная съемка в различных районах, по преимуществу в Северо-западной области, на Севере и Урале. Наблюдения по побережью Северного Ледовитого океана и на Северных островах производились институтом совместно с Главным гидрографическим управлением и, наконец, в последние два года по плану общей гравитационной съемки Союза. Первая экспедиция, имеющая специальное геологическое назначение, была организована в 1924 г. для обследования платиноносного района близ Нижнего Тагила по заданию Уралплатины. Наблюдения имели своей целью исследование мощно-ности дунитового массива. Наблюдения не подтвердили первоначальных предположений геологов и указали на большую мощность дунитового массива. Результаты этой работы показали, что маятниковые наблюдения имеют значение не только для общегеологического изучения больших районов, но могут помочь решению частных проблем, выдвигаемых геологической разведкой.
Весьма важные заключения были получены из маятниковых наблюдений, произведенных в 1928, 1929 и 1930 гг. в Затеречной области и Калмыцких степях в районе большой депрессии, большого погружения кристаллического массива, вблизи последних предгорий Кавказа. В области нефтяных месторождений Грознефти, у Хасав-Юрта, мы имеем большой минимум в силе тяжести, и эта полоса минимума тянется от Кубани к Махач-Кала, далее вдоль берега Каспийского моря через Дербент в Баку и переходит на восточный берег Каспийского моря к Красноводску. Все нефтяные районы совпадают с районом депрессии и одновременно минимума силы тяжести. Эти исследования показали нефтяным геологам, что общая гравитационная съемка всех нефтяных районов представляет значительный интерес и имеет большое значение при освоении новых нефтяных районов.
Наконец, мы должны указать на гравитационное обследование Урало-Кузбасса и прежде всего выявления погруженной уральской складчатости к востоку от главного Уральского хребта. Успех этой работы в значительной мере способствовал повышению интереса к маятниковым наблюдениям в 1931 г. со стороны геолого-разведочных учреждений и в частности УГРУ и Нефтяного института. Астрономический институт в 1931 г. взял на себя задачу определить силу тяжести в 235 точках в районе восточных и западных склонов Урала. К этой работе институт привлек Пулковскую обсерваторию, астрономические обсерватории Ленинградского и Казанского университетов, Астрономическую обсерваторию в Ташкенте и Астрономический институт имени Штернберга в Москве. Работа выполнена с превышением плана в количестве 250 точек. 3. Одновременно с организацией экспедиционных работ и выполнением производственных заданий институт и его сотрудники принимали большое участие в организации специальных гравитационных служб в целом ряде промышленных предприятий. В 1926 г. была организована гравитационная служба в тресте Эмбанефть. Здесь впервые были одновременно использованы оба гравитационные метода — маятниковый и вариометрический. В 1929—1930 гг. для подготовки полевых гравитационных работников для треста Эмбанефть институтом были организованы специальные курсы.
В 1928 г. сотрудники института принимали ближайшее участие в организации гравитационной службы, в тресте Грознефть, который к тому времени приобрел вариометры новейшей системы Бамберга. В 1929 г. институт подготовил группу лиц, прикомандированных институтом геодезии и картографии ВСНХ, для производства маятниковых наблюдений. В 1932 г. институт оказал техническую помощь и организовал две маятниковые партии для Геофизического института в Свердловске, который получил из-за границы два прибора, но не имел специалистов для производства наблюдений. В 1933 г. институт организовал экспедицию для Арктического института для работ в районе Хатанги. Кроме того институт оказывал помощь целому ряду учреждений: Нефтяному институту в Ленинграде, Геофизическому институту, Казанскому университету, Ташкентской обсерватории, Пермскому педагогическому институту и др., предоставляя гравитационную лабораторию для определения и исследования инструментов, ведя подготовку кадров, принимая участие в повышении квалификации, изготовляя аппаратуру и т. п. Переходим к методическим вопросам. 4. В методике маятниковых наблюдений в 1920 и 1921 гг. мы впервые применили радиосигналы для определения хода хронометра. С тех пор этот метод приема радиосигналов совершенно вытеснил астрономические наблюдения для определения поправки часов и дал значительный сдвиг в темпе маятниковых работ. В 1924 г. мы разработали идею, а в дальнейшем сконструировали новый прибор — хронометр-счетчик для более точного наблюдения маятников. Этот прибор позволяет увеличить в несколько раз точность наблюдения маятников. В 1928 г. мы сконструировали новый маятниковый прибор с ¼-секундными маятниками, более легкий, чем обычный ½-секундный маятниковый прибор, особенно пригодный для работы на северных окраинах и в горных районах, где вопросы транспорта имеют часто решающее значение. Это был первый маятниковый прибор, построенный в СССР. В 1932 г. этим прибором велись успешно наблюдения на Памире.
В 1929 г. мы построили первый ½-секундный маятниковый прибор, использовав для него существующие во многих учреждениях старые маятники Штернека. В дальнейшем, в 1933 г., мы начали изготовлять и самые маятники. В 1932—1933 гг. мы приступили к конструированию нового маятникового прибора с ½-секундными маятниками типа Штернека и в виде стержней. В 1934 г. мы изготовили 9 маятниковых приборов новой конструкции вместе с маятниками и счетчиками для нефтяной промышленности. В 1934 г. был построен новый облегченный маятниковый прибор со стержневыми маятниками. Одновременно велись опыты по изготовлению гравитационных вариометров — приборов, еще более важных для геологической разведки. В 1929 г. нами был сконструирован трехрычажный гравитационный вариометр, совершенно оригинальный по своей идее. В 1932 г. вариометр уже работал на общей гравитационной съемке в Эмбенском районе и действительно полностью оправдал все наши предположения. Основная идея нового вариометра заключается в максимальном ускорении наблюдений и контроле работы отдельных рычагов. Достаточно произвести визуальные наблюдения в двух азимутах, т. е. в течение часа, чтобы закончить наблюдения в данном пункте. В 1934 г. мы закончили изготовление прибора с упругими маятниками и приступили к конструкции облегченного типа быстродействующего вариометра, поставив предварительно целый род лабораторных испытаний новых принципов конструкции. 5. В области теоретических работ и работ по интерпретации, или использованию гравитационных наблюдений, следует отметить целый ряд работ института. Прежде всего мы полностью разработали все практические формулы для обработки наблюдений гравитационного вариометра, ввели метод вычисления комбинированных азимутов при обработке неполных наблюдений вариометра, дали новые формулы и таблицы нормального действия земного элипсоида, разработали два аналитических метода учета топографического влияния, которыми пользуются почти все гравитационные партии, работающие в Союзе, разработали графические методы учета топографического влияния на гравитационные наблюдения, а также для вычисления влияния подземных масс различной формы. В области теории и практики вариометрических наблюдений институт действительно проделал большую работу и в значительной мере способствовал развитию применения этого метода в Союзе.
Особое значение в практическом применении гравитационных методов имеет интерпретация гравитационных наблюдений, т. е. решение задачи о форме и размерах возмущающих масс, расположенных под поверхностью земли и скрытых от глаз наблюдателя. Первый метод, или метод аналогий, дает точное решение обратной задачи, т. е. позволяет для всевозможных возмущающих масс, для различных геологических структур вычислить аномалии в силе тяжести, вычислить возмущения. Второй метод интерпретации относится к случаю одной контактной поверхности. Мы детально разработали теоретические обоснования методики интерпретации в случае одной контактной поверхности. В вопросе общей геофизики и теории фигуры Земли перед нами стоит громадная задача обработки маятниковых наблюдений с целью вывода наиболее близкого элипсоида для СССР, выявления районов существования изостатичсской компенсации и, наконец, геологическая интерпретация наблюдаемых аномалий.
АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ СЕКТОР
Первоначально в задачи Астрофизического сектора института входили работы по звездной статистике. В 1926 г. был опубликован каталог 1488 звезд, для которых были даны пространственные координаты, пространственные скорости, абсолютные величины, спектры и другие характеристики. На основании этого каталога был проведен целый ряд исследований. Методом Бравэ было изучено движение Солнца в пространстве, отдельно изучены движения звезд-гигантов и карликов, показавшие динамическую однородность системы Звезд-гигантов, и закон распределения звездных скоростей.
Помимо этих работ, относящихся к динамической астрономии, было проведено исследование геттингентской актинометрии, показавшее, что существует эффект покраснения звезд с уменьшением галактической широты, что подтверждает существование космического поглощения в плоскости Млечного пути. При этих статистических работах мы находились в полной зависимости от материалов, собранных и опубликованных различными обсерваториями. Начиная с 1928 г. мы выдвинули новую проблему создания своей наблюдательной базы. Мы стали меньше уделять внимания звездной статистике, а больше — методическим и конструктивным работам. Имея уже некоторый опыт в конструкции и изготовлении гравитационных приборов, мы могли теперь обратиться к конструкции астрофизических инструментов, тем более, что ни одно учреждение в Союзе в то время не ставило себе подобной задачи. Первые методические работы в значительной мере зависели от индивидуальных стремлений отдельных сотрудников. К этому периоду относятся следующие исследования: определение фотографического поглощения в атмосфере, разработка метода двухэтажной кассеты в применении к внефокальной фотометрии туманностей, вычисления таблиц интенсивности излучения черного тела, точная теория фотометрического клина и т. д. Только начиная с 1930 г., когда конкретно был поставлен вопрос о создании современной Горной астрономической обсерватории на юге СССР, направление работ Астрофизического сектора получило большую целеустремленность. Почти все существующие астрономические обсерватории в СССР расположены в местах, неблагоприятных в климатическом отношении по числу ясных дней, прозрачности и спокойствию атмосферы. Лучшая, в этом отношении Симеизская обсерватория в Крыму в смысле выбора места оставляет желать много лучшего. Наши северные обсерватории страдают в осеннее и зимнее время отсутствием ясных дней, летом белые ночи не позволяют вести фотографические наблюдения. Поэтому почти ни одна систематическая работа, ни одно планомерное исследование не могут быть выполнены или затягиваются на многие годы.
Вот почему, начиная с 1930 г., вопросу создания Горной астрономической обсерватории и конструированию астрономических инструментов институт стал уделять такое большое внимание в своей работе. В 1931 и 1932 гг. были обследованы наилучшие по климатическим данным районы Крыма, Армении, Грузии, Средней Азии и Северного Кавказа. В этих работах, кроме Астрономического института, под его руководством принимали участие обсерватории в Симеизе, в Ташкенте, геофизические институты Средней Азии, Грузии и другие учреждения. Наблюдения велись по специально составленной инструкции и заключались в количественной оценке прозрачности и спокойствия атмосферы в дневное и ночное время. Произведенные наблюдения показали, что наиболее пригодным районом для организации обсерватории является район Абастумана в Грузии. Осенью 1931 г. Астрономический институт возбудил вопрос об организации Горной астрономической обсерватории в курорте Абастуман. имея в виду в дальнейшем изучить окружающие высоты вблизи курорта и выбрать наилучшее место для постройки большой обсерватории. 28 февраля 1932 г. Совнарком Грузии постановил организовать астрофизическую обсерваторию в Абастумане в системе Наркомпроса Грузии. На долю Астрономического института отошла первоначальная, забота об оборудовании обсерватории и организация научной работы. Осенью 1932 г. в Абастумане был установлен новый 13" рефлектор, впервые изготовленный институтом в Союзе. В первоначальный план Абастуманской обсерватории вошли работы по фотографической фотометрии на рефлекторе переменных звезд типа W Ursae Majoris, определение цвета звезд, электрофотометрия ярких звезд с помощью электрофотометра Гутника и, наконец, актинометрические наблюдения и изучение ультрафиолетовых радиации солнечной энергии, имеющей не только научное, но и практическое значение для геофизики и в особенности для курортологии.
Двухгодичный опыт работы обсерватории показал, что число часов, годных для фотографических наблюдений, в Абастумане почти в десять раз больше, чем в Пулкове, что подтверждает колоссальные преимущества использования оборудования в Абастумане по сравнению с нашими северными обсерваториями.
Одновременно с организацией научной работы Абастуманской обсерватории производилось сравнительное изучение прозрачности и спокойствия атмосферы в самом курорте на площадке проф. Глазенаппа и соседних возвышенностях. В результате оказалось, что наилучшим местом для астрономических наблюдений является плато Канобили, на 300 метров выше самого курорта и с абсолютной высотой около 1700 метров над уровнем моря. Абастуманская астрофизическая обсерватория является пока единственной горной обсерваторией в Союзе. Это всесоюзное значение обсерватории нашло отражение в специальном постановлении ВЦИК в марте 1934 г. при передаче Абастуманской обсерватории нового импортного 16" рефрактора Цейсса. Передача рефрактора явилась стимулом дальнейшего развития обсерватории в большую Горную астрономическую обсерваторию, оборудованную современными инструментами. Весной 1934 г. был составлен генеральный план строительства обсерватории. По этому плану обсерватория развивается на двух площадках: 1) на площадке Канобили на высоте 1700 метров сосредоточиваются все астрономические приборы и организуется их техническое обслуживание; 2) на площадке курорта Абастуман на высоте около 1300 метров организуется сама обсерватория с лабораториями и кабинетами для занятий. Общая стоимость всего оборудования и постройки здания оценивается приблизительно в сумме 12 000 000 руб. Этот проект организации большой Горной астрономической обсерватории нашел полную поддержку в правительстве Грузии, и есть полная уверенность, что удастся его осуществить. В первую очередь в 1934—1935 гг. осваивается площадка Канобили и устанавливаются 16" рефлектор, зонный астрограф и 13" рефлектор. Возможность осуществления Абастуманской обсерватории в настоящее время зависит от изготовления в Союзе своими силами больших астрономических инструментов, которые до сих пор исключительно ввозились из-за границы.
Параллельно с работами по организации горной обсерватории институт с 1929 г. начал в плановом порядке разворачивать работы по методике астрофизических наблюдений и конструкции новых приборов. Перечислим некоторые из методических работ. Была проведена совместно с Институтом аэросъемки большая работа по изучению спектральной чувствительности эмульсии пластинок и пленок. Освоена методика лабораторной и звездной электрофотометрии. Электрофотометр Гутника был испытан осенью 1933 г. на 15" пулковском рефракторе и летом 1934 г. на Абастумане на 13" рефлекторе. Были разработаны три новых типа микрофотометров: визуальный микрофотометр нового типа, совмещающий в себе все преимущества известных микрофотометров Гартмана и Фабри; затем объективный фотоэлектрический микрофотометр с вентильным селеновым фотоэлементом, предназначенный для фокальной фотографической фотометрии и денситометрии средних плотностей, и, наконец, фотоэлектрический микрофотометр с визуальным отсчетом, специально предназначенный для спектрофотометрических работ. Первые два прибора были всесторонне испытаны на макетах и показали прекрасное качество своей работы. В настоящее время закончено изготовление нескольких образцов объективного микрофотометра для ряда обсерваторий в Пулкове, Ташкенте и др.; все приборы могут быть изготовлены исключительно из советских материалов. Дальнейшая разработка методики и необходимость использования для этого специальных физических лабораторий естественно выдвинула мысль о теснейшей кооперации с физическими институтами СССР. Эта кооперация настойчиво диктовалась и другими проблемами астрофизики, стоящими на стыке между физикой и астрофизикой, разрешение которых невозможно без совместных усилий представителей обеих отраслей науки. Все это побудило нас привлечь внимание Государственного оптического института к этим новым проблемам. В 1933 г. Оптический институт организовал у себя специальную астрофизическую группу, задачей которой является разработка вопросов физики, необходимых для успешного развития астрофизики. Этой группе от Астрономического института был передан ряд работ, который требует для своей разработки особо сложных условий физического эксперимента. В частности, к Оптическому институту отошли проблемы разработки новых методов звездной электрофотометрии.
Говоря о работе Астрономического института по конструированию приборов, мы считаем необходимым отметить их исключительное значение как для технического перевооружения советской астрономии, так и освобождения Союза от импорта. С 1928 г. после организации небольшой опытной мастерской Астрономический институт поставил себе целью производство опытных работ и изготовление новых инструментов оригинальной конструкции, опираясь на работы Астрофизического сектора института. Институтом были проведены следующие конструктивные работы в области астрофизики (об изготовлении гравитационных приборов мы уже говорили выше): 1) Конструкция и изготовление в 1932 г. меридианного колориметра для Астрофизического института в Москве. 2) Конструктивные чертежи спектрогелиоскопа Хэля для Харьковской астрономической обсерватории в 1931 г. 3) Изготовление 13" рефлектора, первого большого инструмента, построенного в Союзе, установленного в Абастумане. 4) Конструктивные чертежи шлифовальной машины, предназначенной для изготовления больших зеркал и объективов (до 1 метра диаметром). Машина уже установлена и работает в Государственном оптическом институте. 5) Конструктивные чертежи короткофокусного спектрографа. 6) Новая конструкция рефлектора, в которой главное зеркало и пучок остаются неподвижными, что имеет известные преимущества для фотоэлектрических и радиометрических работ. 7) Конструктивные чертежи визуального микрофотометра. 8) Конструкция и изготовление объективного фотоэлектрического микрофотометра. 9) Конструкция большого солнечного телескопа для Пулкова, несколько отличающегося по своей идее от американских инструментов.
10) Конструкция малого астрографа. 11) Конструкция измерительной машины для фотопластинок. 12) Конструкция большого рефлектора диаметром в 2½ м. В связи с конструкцией большого рефлектора институтом совместно с заводом Оптического стекла были поставлены опыты по изготовлению легких пустотных зеркал. В 1934 г. были получены первые диски диаметром 33 см, по весу в 4—5 раз меньше, чем сплошные диски. Испытание в Оптическом институте должно подтвердить пригодность конструкции.
В 1931 г. институтом впервые был поставлен вопрос о привлечении внимания Государственного оптического института, заводов и Всесоюзного объединения оптико-механической промышленности (ВООМП) к задаче изготовления больших астрономических инструментов и большой оптики. В 1931 г. при ВООМП была создана специальная Комиссия астрономических приборов. Начиная с 1932 г. Оптический институт приступил к организации специальной лаборатории большой астрономической оптики. В 1934 г. завод ГОМЗ в Ленинграде приступил к организации производства больших астрономических инструментов, в частности инструментов для солнечного затмения 1936 г., солнечного телескопа и большого астрографа. Астрономический институт дал ГОМЗ одного из лучших сотрудников в деле конструирования приборов. Успешное развитие тяжелой индустрии Союза обеспечивает возможность изготовления больших частей приборов и металлических конструкций. Горная астрофизическая обсерватория, конструкция и изготовление больших оригинальных астрономических инструментов, разработка новых методов наблюдений, связь физики и астрофизики — вот основные задачи второй пятилетки в области развития астрофизических исследований. Астрономический институт совместно с другими учреждениями ставит своей основной задачей проведение этого плана в жизнь.
к оглавлению
назад < ^ > вперед |