Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

АСТРОНОМІЯ - Золота колекція рефератів - 2018

АСТРОМЕТРІЯ

Джерела астрометрії губляться в глибині століть, коли людина вперше осмислено подивилася на зоряне небо, тобто усвідомила, що там є багато рухливих об'єктів. Її визначення як науки варіюється у широкому діапазоні: від амбіційно-філософського — «наука про простір і час», до практично-приземленого — «наука про взаємне розташування небесних тіл, про їхній руху просторі й установленні системи координат». Саме астрометрія дає астрономії підставу називатися точною наукою: тільки знаючи координати досліджуваних об’єктів, можна обчислювати їхній шлях на небесній сфері й у результаті шукати планети біля далеких зірок або стежити за астероїдами, які зближаються із Землею. Астрометрія нерозривно пов’язана з небесною механікою — тією частиною астрономії, яка на основі астронометричних спостережень створює теорії руху небесних тіл і дозволяє проводити точні обчислення положень планет, їх супутників, комет і астероїдів.

Є в астрометристів також важливе прикладне завдання: спостереження й розрахунок орбіт малих тіл Сонячної системи. До них, крім традиційних астрономічних об’єктів, входять космічне сміття й штучні супутники Землі (ШСЗ), зокрема й оборонного призначення. Саме зі спостережень за першими радянськими ШСЗ і почалося в середині минулого століття створення світової мережі оптичних спостережень.

Астрономи, спостерігаючи зірки й інші небесні тіла, завжди думали, як підвищити точність інструментів і поліпшити системи координат настільки, щоб урахувати всі рухи спостерігача: адже астроном зазвичай знаходиться на поверхні Землі, що обертається навколо своєї осі, обертається навколо Сонця й разом з усією Сонячною системою бере участь у галактичному обертанні. Побудова інерційної системи координат (тобто такої, котра якщо й рухається, то рівномірно й прямолінійно),її відтворення для виконання різних обчислень завжди було основним завданням астрометрії, а спостереження небесних тіл слугувало вихідним матеріалом для її вирішення. Результатом цієї діяльності стало створення таблиць координат зірок і рухливих небесних об'єктів.

В античну епоху й у середні віки ці координати визначали візуально за допомогою оригінальних, але примітивних астрономічних приладів, таких, наприклад, як стінний квадрант. Після винаходу зорових труб точність спостереження значно зросла, а коли в XIX ст. з’явилася фотографія, то фотографічна пластинка, встановлена у фокальній площині телескопа, стала протягом усього XX ст. основним приймачем випромінювання. І тоді точність визначення координат небесних тіл підійшла до своєї теоретичної межі, обумовленої впливом повітря на хід електромагнітних променів — десята частка кутової секунди.

Три кити фотографічної астрономії — моментальність, інтегральність і документальність, тобто миттєва фіксація області небесної сфери, можливість накопичувати випромінювання, що надходить за рахунок розумного збільшення експозиції її тривале зберігання зафіксованих зображень на фотографічних пластинках — здавалося, назавжди забезпечили вирішення всіх завдань в астрометрії, особливо якщо до цього додати ще можливості астрометричних телескопів, виведених до кінця століття на навколоземні орбіти.

Вийшло так, що в сучасній астрономії панівне положення посіла астрофізика. Нові потужні наземні телескопи останніх десятиліть із дзеркалами діаметром 8-10 м, космічні телескопи імені Хаббла (США) і HIPPARCOS (Європейське космічне агентство) представили величезну кількість інформації про Всесвіт астрофізичного й космологічного характеру. Тому, незважаючи на великі успіхи, астрометрія виглядає не занадто привабливо: на Заході подекуди її вже не розглядають як самостійну науку, а вважають якимсь обчислювальним додатком до астрофізики. Натомість небесну механіку найчастіше трактують як балістику: чий не дивина — розрахувати траєкторію ракети або космічного апарата. Але цей погляд несправедливий: і та, і інша науки зберегли своє самостійне значення.

Наприкінці минулого століття технологічна революція стрімко ввірвалася у світ астрономів: на зміну фотопластинкам прийшли ПЗС-матриці. ПЗС-матриця — це набір напівпровідникових чарунок, кожна з яких здатна перетворювати на цифровий сигнал яскравість світлового потоку, що потрапив на неї. Усе, що «бачить» телескоп, на якому встановлена така матриця, астроном відразу одержує у свій комп’ютер і може легко й швидко вимірювати й аналізувати зображення небесних тіл на дисплеї. Саме ці матриці зробили революцію у фото- і відеогалузях, замінивши традиційну плівку або магнітну стрічку на електронну карту пам’яті, фотопапір — на папір для принтера, а величезні масиви спостережень — на диски з гігабайтами зафіксованої інформації.

У нормальному випадку, у полі зору телескопа повинна знаходитися професійна ПЗС-матриця, тобто така, розмір якої дозволяє взяти всю видиму у цьому полі зору ділянку зоряного неба, а розмір кожного її елемента — маленький, у кілька мікрон, щоб точніше можна було визначати координати джерел світла. Така спеціальна астрономічна ПЗС-матриця коштує не один десяток тисяч доларів і доступна не кожній обсерваторії, тим більше вітчизняній.

Звернемося тепер до важливого прикладного завдання астрометрії, пов’язаного з проблемою астероїдної небезпеки й космічного сміття. Фахівці з космічного сміття в навколоземному просторі вже давно попереджають: насиченість цього простору дрібними фрагментами ракет і супутників за 47 років космічної діяльності зросла настільки, що якщо людство буде й надалі «смітити» так само безоглядно й такими темпами, то безаварійний запуск космічних кораблів у цьому столітті стане неможливим. Тому треба знати розподіл і щільність цього сміття в навколоземному просторі, що знов-таки вимагає ПЗС-спостережень за слабкими об’єктами, складання каталогів таких об’єктів, їхньої ідентифікації й визначення орбіт. Світове астрономічне співтовариство вже намагається це робити. Притому у зв’язку з традиційною закритістю цієї тематики міжнародного співробітництва за спостереженнями космічного сміття зараз немає.

У справі запобігання астероїдній небезпеці роботи в нашій країні практично не ведуться. А, наприклад, Європейський союз ще 20 березня 1996 р. прийняв Декларацію Ради Європи щодо виявлення астероїдів і комет, потенційно небезпечних для людства. У цій декларації містяться прямі рекомендації урядам країн ЄС щодо організації національних систем спостереження й контролю. Уявімо собі, що американські вчені своїми потужними оптичними засобами зафіксували об’єкт, що небезпечно зближається із Землею, і точно визначили, що він упаде на територію СНД. Поставимо собі питання: хто може поручитися, що їхній потенціал зі знищення небезпечного прибульця використовуватиметься з метою нашого порятунку? Їм, якщо розрахунки надійні (а це прямо залежить від часу й точності ПЗС-спостережень, які в них поставлені дуже добре, а в нас практично відсутні), нічого загрожувати не буде. А «добродійність» може дорого обійтися: ступінь ризику при такій операції велика. Що, якщо ядерний заряд пролетить повз астероїд, який несеться до землі, або на старті трапиться аварія й відбудеться ядерний вибух? Та й взагалі, виведення у космос ядерних боєприпасів заборонене міжнародними угодами. Так що може виявитися, що порятунок потопаючих буде справою рук самих потопаючих.









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.