ЛЮБИТЕЛЬСКАЯ АСТРОНОМИЯ

Солнечный телескоп «Веги»

Земля и Вселенная №3/2008

В г. Железнодорожном (микрорайон Кучино) находится филиал ГАИШа (Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга), на территории которого работает астрофизическая лаборатория и павильон горизонтального солнечного телескопа (к сожалению, 2 года назад павильон солнечного телескопа сгорел). С конца 80-х гг. «Вега» успешно сотрудничала с отделом ГАИШ «Физика Солнца», сотрудники которого Л.М. Козлова и В.И. Ковшов проводили регулярные наблюдения Солнца на этом телескопе. Сначала кружковцы и их руководители участвовали в наблюдениях. В дальнейшем наше сотрудничество проводилось в рамках ежегодно перезаключаемых договоров, в которых определялись права и обязанности сторон. В результате старшие кружковцы и педагоги «Веги» разработали, изготовили и отладили систему ввода информации со спектрографа солнечного телескопа в ЭВМ и создали программное обеспечение для ее компьютерной обработки.

Итоги этой работы опубликованы в «Известиях РАН» (Козлова Л.М., Сомов Б.В., Татарников М.П., Татарников А.М., Ященко Д.А., (серия «Физика», 1996, том 60, № 8, стр. 136–144) и в «Трудах Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга» (Козлова Л.М., Ковшов В.И., Ситник Г.Ф., Татарников А.М., Татарников М.П. "Исследование структуры активных и спокойных образований на Солнце в линии He I 10830 ангстрем»; 1999, том 66".

В рамках договоров доступ к солнечному телескопу имело ограниченное число кружковцев и руководителей, к тому же нам выделялось время, остававшееся от наблюдений научными сотрудниками. Все это, а также тот факт, что обсерватория «Вега» находится в центре города и, следовательно, Солнце – наиболее благоприятный для нас объект наблюдений, постоянно подталкивало нас к мысли о необходимости строительства собственного солнечного телескопа.

Мы рассмотрели разные варианты строительства. Конечно, место для расположения отдельного павильона для солнечного телескопа нам не дали, и финансировать его строительство никто не стал. Поэтому мы решили расположить телескоп в здании самой обсерватории. Для этого пришлось сделать небольшую пристройку к зданию во дворе обсерватории, оборудовать ее откатывающейся металлической крышей, сделать внутри пристройки фундаменты для установки зеркал целостата, пробить во всех стенах и перегородках здания обсерватории световой канал и укрепить главное зеркало солнечного телескопа изнутри, на дальней от пристройки стене обсерватории.

Главная часть солнечного телескопа – его оптика. Целостат телескопа вместе с его зеркалами (диаметр 350 мм) нам обещал выделить ГАИШ. За помощью в изготовлении главного зеркала телескопа (диаметр 400 мм, фокусное расстояние 15 м) мы обратились к оптикам Лыткаринского завода оптического стекла. Они обещали нам сделать такое зеркало, причем безвозмездно.

Оптическая схема нашего солнечного телескопа.

Оптическая схема нашего солнечного телескопа: 1 – главное зеркало целостата, 2 – вторичное зеркало целостата, 3 – главное зеркало телескопа, 4 – поворотное зеркало, 5 – входная часть спектрометра (фокальная плоскость телескопа).

Летом 2003 г. началось строительство пристройки. Ее размеры определялись теплотрассой глубокого залегания (трубы на глубине 1.5 м), проходящей по двору обсерватории недалеко от стены, и необходимостью придать откатывающейся крыше требуемую жесткость (при дефиците металла). В результате длина кирпичной пристройки оказалась равна 3 м, ширина – 3.75 м. Так как теплотрассу почти каждый год раскапывают для ремонта, пришлось фундамент пристройки закладывать на глубину теплотрассы.

Общий вид пристройки для солнечного телескопа.

Общий вид пристройки для солнечного телескопа.

Бюджетного финансирования строительства телескопа не было. Весь необходимый строительный материал нам пришлось добывать, а строить силами нынешних и бывших кружковцев и руководителей «Веги».

Строительная фирма «Дионикс» выделила безвозмездно бетонные блоки для фундамента и кирпич для стен. Необходимый металл помогли достать бывшие кружковцы. Работа закипела. К концу лета 2003 г. пристройка с фундаментами для целостата и металлической откатывающейся крышей была готова. Оставалось пробить световой канал в стенах и перегородках здания обсерватории. Всю эту работу мы провели в течение зимы, и к весне строительная часть солнечного телескопа была готова.

М.П. Татарников готовит солнечный телескоп к работе.

М.П. Татарников готовит солнечный телескоп к работе.

Самое активное участие в этих работах приняли бывшие кружковцы «Веги» А.С. Галкин, Г.Р. Васильев, М.Н. Щевьев, А.Ю. Соловьев, Д.А. Зарецкий, А.В. Ларионов, В.В. Костромин, Д.А. Ященко, О.А. Ивлев, С.Е. Романов; кружковцы «Веги» Евгений Бутусов, Максим Силантьев, Андрей Соловьев, Денис Мотыльков, Павел Тульский; педагоги «Веги» А.М. Татарников, А.Ю. Лазарев, А.Н. Юдин, Д.В. Коваль.

Весной привезли из ГАИШ целостат, установили и отъюстировали его. О.А. Ивлев помог решить проблему изготовления главного зеркала. Зеркало привезли из Лыткарино, укрепили на стене обсерватории, а затем испытали уже готовый телескоп. Качество изображения оказалось замечательным!

Вид целостата солнечного телескопа с крыши обсерватории.

Вид целостата солнечного телескопа с крыши обсерватории.


Вторичное зеркало целостата.

Вторичное зеркало целостата.


Главное (следящее) зеркало целостата.

Главное (следящее) зеркало целостата.

15 мая 2004 г. участники конференции «Веговские чтения-12» присутствовали на торжественной церемонии открытия горизонтального солнечного телескопа Межшкольного астрономического центра «Вега». Доцент МГУ Э.В. Кононович и директор «Веги» М.П. Татарников разрезали красную ленточку, и металлическая крыша пристройки к зданию обсерватории плавно отъехала в сторону, обнажив установленные на бетонных основаниях зеркала целостата.

За прошедшее с тех пор время с помощью солнечного телескопа проведены массовые наблюдения редких астрономических явлений. Например, 8 июня 2004 г. наблюдали прохождение Венеры по диску Солнца. Цифровые фотографии этого явления сразу же размещались на сайте www.astronet.ru. Осенью 2006 г. проводились наблюдения частного солнечного затмения. Телескоп использовался также для демонстрационных показов Солнца учащимся образовательных учреждений, посещающих целыми классами астрономический лекторий «Веги».

Венера во время прохождения по диску Солнца 8 июня 2004 г.

Венера во время прохождения по диску Солнца 8 июня 2004 г. Фотография получена А.М. Татарниковым с помощью цифрового фотоаппарата «Praktica DCZ-3.4», экспозиция 1/240 c.


Максимальная фаза частного солнечного затмения 3 октября 2005 г.

Максимальная фаза частного солнечного затмения 3 октября 2005 г. Снимок сделал Д.В. Коваль. Фотоаппарат «Canon Power Shot A520», выдержка 1/200 с.

Кружковцы «Веги» в настоящее время активно изготавливают различную аппаратуру и приспособления для получения цифровых фотографий фотосферы и солнечных пятен.

В течение уже двух лет кружковцы и их руководители работают над изготовлением спектрометра к нашему солнечному телескопу. Спектрометр построен по стандартной для приборов такого рода схеме Черны – Тёрнера. Свет, пройдя входную щель, попадает на зеркало-коллиматор, затем получившийся параллельный пучок света падает на дифракционную решетку. Разложенный в спектр, свет собирается камерным зеркалом на ПЗС-линейку. Фокусные расстояния коллиматорного и камерного зеркал равны 3.5 м. Это задает размер корпуса спектрометра, который имеет длину 4 м (для его размещения пришлось пробить еще одно отверстие во внутренней стене здания обсерватории). В приборе используются сменные дифракционные решетки 300–1200 штрихов/мм. В качестве приемника используется высокочувствительная ПЗС-линейка длиной 30 мм с 3700 чувствительными элементами. Размер пиксела линейки – 8х200 мкм. Благодаря большой площади пиксела достигнута высокая чувствительность при малом уровне шумов.

Узел вращения дифракционной решетки строящегося спектрометра солнечного телескопа.

Узел вращения дифракционной решетки строящегося спектрометра солнечного телескопа.

С помощью спектрометра высокого разрешения мы планируем наблюдать Солнце, чтобы изучить зависимость формы спектра (в разных диапазонах глубин и ширин линий различных химических элементов) от фазы солнечной активности в различных образованиях на Солнце – пятнах, факельных полях, корональных дырах и т.п. Помимо этого, большое поле деятельности открывается в области наблюдения спектральных линий, возникающих в спектре Солнца при прохождении излучения через земную атмосферу. Такие наблюдения позволят проводить мониторинг состояния атмосферы в нашем городе.

Кроме того, мы планируем использовать спектрометр и как спектрогелиограф – прибор для получения изображений Солнца в любой длине волны. При этом линейка устанавливается перпендикулярно спектру, вдоль выбранной спектральной линии. Изображение Солнца будет двигаться по входной щели спектрометра, а компьютер – производить серию записей сигнала с ПЗС-линейки. После составления полученных изображений в одно целое мы получим снимок выбранной области Солнца (размером около 5 угловых минут) в выбранной длине волны (например, в линии водорода H-альфа). Высота линейки (200 мкм) задает в этом случае размер выходной щели и определяет спектральное разрешение прибора, которое зависит также от параметров используемой дифракционной решетки и достигает величины 0.1 ангстрем.

Сейчас группа веговцев осваивает методику записи спектров в память компьютера, используя спектрограф ИСП-51 и монохроматор МДР-23, и готовятся к работе на большом спектрометре.

Монохроматор МДР-23.

Монохроматор МДР-23.

Наш солнечный телескоп в комплекте с описанным спектрометром представляет собой инструмент, который может заинтересовать и астрономов-профессионалов. Мы будем рады сотрудничеству с учеными, и ждем от них помощь в организации и проведении наших научно-исследовательских работ. В рамках проводимого нами астрономического практикума для учащихся образовательных учреждений области, мы уже сейчас обучаем работе с телескопом интересующихся старшеклассников из Электрогорска, Лыткарино, Электростали, Раменского и поселка Заря Балашихинского района.

М.П. Татарников,
директор Межшкольного
астрономического центра «Вега»


Рубрики журнала «Земля и Вселенная»
Любительская астрономия
Журнал "Земля и Вселенная" № 3 2008 год
На главную страницу

Hosted by uCoz