Астрономических инструменты
С древнейших времен у человека, исследовавшего и познававшего природу, было два основных способа действия — наблюдение и эксперимент. Однако астрономы на протяжении тысячелетий не могли и мечтать об экспериментах — ведь те объекты, которые их интересовали, находились невероятно далеко и были недостижимы.
Волей-неволей исследователям Вселенной приходилось создавать и совершенствовать все новые средства «дистанционного познания» — различные инструменты, которые позволяли не просто вести наблюдение за небесным телом или явлением, но и определять расстояние, положение на небосклоне, фиксировать размеры объекта, его цвет, силу испускаемого им света и многие другие параметры. Но и этого недостаточно — для того чтобы наблюдения имели научную ценность, они должны быть обработаны и приведены в систему. Поэтому астрономия еще в древности была тесно связана с математикой и физикой, а в наши дни — с теорией относительности и квантовой механикой.
Лицом к лицу с беспредельностью
С началом космической эры астрономия впервые смогла вплотную приблизиться к предмету своей науки — космосу. Исследования околоземного пространства, ближайших тел Солнечной системы и межпланетного пространства, разных явлений за пределами Солнечной системы, поиски внеземных форм жизни — все это стало доступно с помощью пилотируемых космических кораблей, беспилотных космических аппаратов и зондов-роботов. Постоянные наблюдения за Вселенной ведут с околоземных орбит десятки научных спутников, космических телескопов и обсерваторий.
Особенно широкое распространение получили космические зонды — автоматические космические аппараты, предназначенные для прямого изучения самых далеких объектов Солнечной системы и пространства между ними. Они способны пролетать на близком расстоянии от планет, астероидов и комет, фотографировать их поверхность с близкого расстояния, брать пробы атмосферы и грунта, измерять электромагнитные поля, вести сейсмические исследования.
За несколько тысячелетий был пройден путь от простейших угломерных инструментов до космических телескопов и приборов, способных на Земле уловить излучение от спички, зажженной на Луне. Современные астрономы научились наблюдать процессы, происходящие на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Солнечной системы, в недрах звезд и галактик.
«Глаза земли»
Современные оптические телескопы и другие приборы на их основе — спектрографы, солнечные телескопы, астрографы — изменились до неузнаваемости по сравнению с инструментами Галилея и Ньютона.
Зеркальные телескопы нового поколения имеют главные зеркала диаметром 8—10 м и способны самостоятельно устранять помехи, возникающие в атмосфере. Рекордсмены среди этих гигантов по разрешающей способности — 10 метровые телескопы Кек I и Кек II (США), 9,2-метровый телескоп Хобби-Эберли и 8-метровые телескопы Джемини и Субару, телескоп VLT Европейской южной обсерватории, а также находящийся в стадии постройки Большой бинокулярный телескоп LBT в штате Аризона (США).
С помощью современных радиотелескопов можно принимать большинство видов космических излучений, которые возникают в результате различных процессов, происходящих в веществе Вселенной при определенных условиях. Многие из них можно использовать не только в качестве «приемников», но и «передатчиков» мощных сигналов. Посылая импульсы излучения, телескоп улавливает их отражение от небесных тел, что позволяет получать изображения поверхности планет, скрытых плотной атмосферой, и изучать глубины таких «газовых гигантов», как Сатурн и Юпитер. Антенны радиотелескопов используются также для осуществления связи с космическими аппаратами, отправленными в странствия к границам Солнечной системы. С помощью радиотелескопов были открыты такие неизвестные в недалеком прошлом объекты, как нейтронные звезды, квазары, реликтовое излучение Вселенной.
Еще более необычные инструменты познания — инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-телескопы — настолько чувствительны и сложны, что просто не могут работать в земных условиях. Чтобы защитить их от «земных помех» и получить новую важную информацию о глубинах мироздания, эти приборы устанавливают на борту орбитальных астрономических обсерваторий-автоматов.
Крупнейшие астрономические обсерватории мира соревнуются между собой, создавая все более крупные инструменты и наращивая размеры их зеркал. Современный телескоп-рефлектор занимает целое здание, им управляет множество компьютеров. Самый мощный телескоп в Евразии построен в России — он находится на Северном Кавказе близ станицы Зеленчукской. Диаметр его главного зеркала — 6 м. Зеркало имеет массу около 70 т, а процесс его изготовления занял более двух лет. Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на Земле, сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых Мексики, Испании и США. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м, он способен различать в межзвездном пространстве объекты в миллиард раз более слабые, чем человеческий глаз.
Измеряем космос
Для изучения и измерения космоса человек давно придумал мощнейшие телескопы, некоторые из них он даже вывел в космос, чтобы быть ближе к изучаемым объектам. Однако для измерения космоса у людей есть намного более простые «приборы», которые всегда с собой, — это наши руки. Стоящий в любой точке планеты человек может представить небо в виде сферы с окружностью размером 360 градусов, центром которой является он сам. Если полностью вытянуть руку и расположить пальцы определенным образом, можно измерить в градусах угловое расстояние между двумя небесными объектами: планетами, звездами и пр.
Конечно, измерение руками весьма приблизительно. И вообще, градусы — довольно большая величина для небесных тел. Говоря об их размерах и расстояниях между ними, часто используют минуты и секунды. В одном градусе — 60 минут, а в одной минуте — 60 секунд. К примеру, диаметры самых больших видимых с Земли космических объектов — Луны и Солнца — составляют по половине градуса (30 минут), а диаметр планеты Венера — всего 1 минуту.
Астролябия
Такое название носит один из старейших астрономических инструментов. Его основой служит «тарелка» с подвесным кольцом. Также имеется ось с двумя диоптрическими отверстиями. Установив центральную линию автролябии на уровне горизонта и «прицелившись» через диоптрические отверстия на выбранный объект (Луну, Солнце и др.), можно определить собственные координаты.
Высота над горизонтом
Секстант (от латинского — «шестой») — измерительный инструмент, с помощью которого определяют высоту космических тел над горизонтом. Через подзорную трубу «ловится» линия горизонта. Потом рычаг регулируется до тех пор, пока в эту трубу не «ловится» через систему линз изображение Солнца. Тем самым мы установим рычаг в определенном положении на дугообразной шкале. Цифра этой шкалы, на которой установился рычаг, будет использоваться в дальнейшем для вычисления координат.
Источник
Несколько способов исследовать космос своими силами
Чтобы впустить космос не только в свое сердце, но и в квартиру, не так уж много и нужно. Сегодня мы расскажем, какие возможности в исследовании универсума открываются, если есть компьютер и интернет.
Снято!
Наблюдать рассвет или закат каждые 45 минут, вникать в особенности работы астронавта и любоваться огнями городов с орбиты теперь может каждый. Для этого достаточно включить трансляцию с одной из самых популярных веб-камер в мире, которая установлена на Международной космической станции.
Сегодня космические агентства вовсю популяризируют космонавтику: показывают на своих телеканалах интересные моменты запуска ракет и научно-популярные передачи, выкладывают на Youtube познавательные ролики а-ля «Как мыть голову в невесомости?» или «Что будет, если выжать мокрое полотенце на МКС?». НАСА, Роскосмос, ККА и другие уже давно завели сообщества в соцсетях. И нет ничего проще, чем подписаться на них.
Одним глазком
Если у вас нет телескопа или просто не очень хочется рассматривать засвеченное уличным освещением небо, воспользуйтесь большим телескопом в горах. Это отличный вариант для любителей астрофотографии. Нужно всего лишь зайти на сайт, предоставляющий удаленный доступ к аппарату, например iTelescope.net, зарегистрироваться, оплатить время работы – и все. Можно глядеть во все глаза, попутно снимая туманности глубокого космоса, галактики и прочую красоту. А на самые маленькие «подзорные трубы» (которые все еще лучше того, чем владеют большинство городских любителей) кое-где пускают бесплатно.
Есть еще такая штука, как астрохостинг. Это когда вы свой собственный телескоп передаете на хранение в загородную обсерваторию, а потом следите через него за небом по интернету. Зачем так заморачиваться? Опять же, за городом всегда лучше видно.
Всем миром
Один из способов помочь науке – поучаствовать в распределенных вычислениях. Есть задачи, с которыми один компьютер не справится, потому что для решения нужны большие вычислительные мощности. Суть этих вычислений – объединить оборудование добровольцев по всему миру в своеобразный суперкомпьютер. Чтобы внести свою лепту, достаточно установить на комп специальную программу, которая будет использовать исключительно незадействованный ресурс процессора, а потом отсылать результаты куда надо.
Проектов, работающих по такому принципу десятки, причем в самых разных областях знаний, в том числе астрономии.
Одним из первых был SETI@home, который на основе расшифровки данных радиотелескопов пытается найти внеземной разум.
– Когда-то на этом проекте отрабатывали технологию распределенных вычислений. Теперь его многие всерьез не воспринимают, – пожимает плечами астроном-любитель Алексей Ткаченко. – Зато другие программы вполне успешны. Например, Universe@Home, Milkyway@Home, Einstein@Home, Asteroids@Home. Я и сам в них участвую. Часто добровольцы объединяются в команды и соревнуются, кто больше данных обработает. Для этого нужно собрать больше людей и технику помощнее.
Приложения в помощь
Модель планетария, которая показывает реалистичное небо в 3D. Опция «Промотка времени» позволяет планировать наблюдения заранее. Есть функция демонстрации границ и названий созвездий, а также их мифических прототипов (например, очертаний Геркулеса или Лебедя). Можно посмотреть, какие созвездия были в культурах древних Китая, Египта, индейцев навахо, маори и ацтеков.
Есть версии для компьютера и мобильных устройств.
SkySafari
Может отображать карту неба из любой точки и показывает, как положение небесных тел изменяется до одного миллиона лет в прошлое или будущее. А чтобы показать основные планеты и луны в Солнечной системе, используются изображения, собранные с космического аппарата НАСА и космического телескопа Хаббла.
Здесь появляется подробная информация о последних космических исследовательских экспедициях. Приложение дает доступ к множеству впечатляющих фотографий НАСА и информацию о небесных телах.
Satellite AR / Skyview
Следите за тысячами спутников, что ежеминутно летают над головой, Международной космической станцией и даже космическим мусором.
Вам когда-нибудь хотелось поговорить с астронавтами МКС? А это реально! На борту установлена и активно используется аппаратура для любительской радиосвязи в диапазоне 144–146 МГц.
Чтобы появилась возможность поймать сигнал, орбитальная станция должна находиться в видимой части неба. Гораздо проще, конечно, просто слушать, но и перекинуться словечком тоже можно. Космонавты периодически устраивают сеансы любительской радиосвязи со школьниками и студентами, а иногда и с обычными людьми.
Но знайте, в любой стране, в том числе и нашей, чтобы слушать радиочастоты и передавать сигнал, необходимо зарегистрироваться, сдать экзамен, получить категорию радиолюбителя и позывной. Этим занимается Государственная инспекция по электросвязи (БелГИЭ). На связь с космосом можно также выходить через радиоклубы ДОСААФ.
Позывные русской части обитателей МКС RS0ISS, американской – NA1SS.
Источник
Межпланетные космические аппараты
Межпланетные космические аппараты – это разработки, используемые человечеством для исследования планет, пространства Солнечной системы с выходом за пределы орбиты Земли. Такие корабли появились достаточно давно, по сей день применяются для изучения вселенной. Единственное отличие – в конструктивных особенностях и возможностях. Современные космические аппараты принципиально отличаются от своих давних аналогов, открывают перед исследователями больше возможностей. Безусловно, все корабли, которые когда-либо запускали в космос, рассматривать долго. Поэтому остановимся на самых известных разработках человечества.
МКС – международная космическая станция
МКС или международная космическая станция – пилотируемый многоцелевой исследовательский комплекс. Впервые его запустили в космос в 1998 году, применяют до сегодняшнего дня. МКС является совместным проектом ряда государств. Всего их 14, поэтому отметим только часть стран:
Страны заключили соглашение о совместной эксплуатации МКС до 2024 года. Всего в составе станции предусмотрено 15 основных модулей, производителями которых являются Россия, Америка, Япония, европейские государства. Можно только представить, насколько огромным и многофункциональным получился корабль. Данный космический аппарат – это огромный комплекс, с помощью которого удается проводить информативные и точные исследования.
Межпланетная транспортная система от компании SpaceX
Пока это только проект. SpaceX трудится над созданием многоразового космического летательного аппарата, с помощью которого удавалось бы доставлять людей на Марс. Комплекс предположительно будет иметь следующие составляющие:
- ракета-носитель для запуска с Земли;
- межпланетный корабль со всеми приборами, доставляющий людей и грузы;
- танкерная модификация для дозаправки на орбите.
Первый полет, предположительно, должен состояться в 2022 году. Во время его проведения на Марс планируют доставлять груз. С экипажем система может полететь в 2024 г.
Продолжая говорить про межпланетные космические аппараты, используемые для исследования планет, отметим, что осенью 2019 компания SpaceX презентовала вниманию публики прототип ракеты Starship. Презентация прошла в Техасе в конце сентября. Starship, как запланировано, сможет транспортировать около сотни пассажиров, доставив их на Марс или на Луну. Руководитель проекта пока называет только предположительную дату полета, указывая, что это событие может состояться уже весной 2020.
Первый космический аппарат
Если говорить про первый аппарат, то это поднявший в космос известного космонавта Юрия Гагарина в 1961 году корабль под названием «Восток-1». Именно на этом агрегате был совершен первый в мире полет за пределы Земли. Данное событие стало гордостью для СССР, и о нем быстро узнали в разных странах мира.
Аппараты для изучения космоса
Рассмотрим ряд агрегатов, которые человечество использовало для изучения объектов Солнечной системы:
- Пионер 5-9 моделей – исследовал Солнце и окружающее пространство;
- Маринер-10, Маринер-2, Венера 4-16 моделей и Мессенджер – использовались для изучения Меркурия и Венеры;
- Луна 24, Хитэн, Клементина – модификации, исследовавшие Луну;
- Спирит, Феникс – летали на Марс.
Это автоматические устройства для исследования объектов космоса. В списке представлена лишь малая часть агрегатов в качестве примера.
Источник