Как с виду сложное становится простым

Был конец весны, заканчивался май месяц. Погода была тёплая, но не жаркая. Мы по предварительному звонку встретились в городе Ессентуки с тем же сотрудником Специальной астрономической обсерватории, что и в рассказе: «Рационализация дилетантов» помещённом на сайте «proza.ru». Он приехал, чтобы пройти курс лечения, а вернее профилактики бывшего у него заболевания. Мы встретились на той же скамеечке что и в прошлый раз. Я пригласил его к себе домой, но он отказался от моего приглашения, мотивируя это тем, что погода прекрасная и лучше пообщаться на свежем воздухе и без всяких разносолов. Ему же через два часа идти на обследование, при котором желудок должен быть пустой. О записи его рассказа на диктофон мы договорились заранее, и я дал ему список фамилий, которые он использовал для рассказа прошлый раз. Он явно спешил, но запись на диктофоне всё же более или менее понятна. Но об этом судить вам - читающим написанное ниже.

Прошлый раз я вам рассказывал о «стакане» телескопа БТА. «Стакан» это кабина главного фокуса Большого азимутального телескопа. В этой кабине размещается принимающая свет аппаратура и наблюдатель. На этот раз я вам расскажу о том же «стакане», и о его поворотном столе, который поворачивался почему-то, на ограниченное чем-то или кем-то, количество угловых градусов, значительно меньшее 360, которые недостаточны для проведения некоторых наблюдений в течение всей ночи. А такие наблюдения зимой могут проводиться в течение 16 часов, но это уже экзотика, а вот 12 - 14 часов - это вполне реально. На этот поворотный стол устанавливается светоприёмная аппаратура. Вращение стола необходимо при наблюдениях галактик и прочих протяжённых объектов. Да, кстати, вращающийся стол необходим только для азимутальной монтировки. В экваториальной монтировке вращение наблюдаемого объекта компенсируется вращением «трубы» телескопа вокруг часовой оси, но об этом ниже по тексту.

При экваториальной монтировке телескопа её часовая ось смотрит почти на Полярную звезду. Вблизи неё расположена ось вращения планеты Земля, которая проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Обратите внимание - её часовая ось! Ведь планета Земля вращается вокруг своей оси и делает один оборот за одни сутки. А одни сутки это 24 часа. И полярную ось телескопа тоже нужно вращать со скоростью движения часовой стрелки часов по их циферблату. При этом «труба» телескопа вращается вокруг «часовой» оси, а протяжённый объект на фотографической пластинке вращается тоже с этой же скоростью, то есть изображение его не «замывается» при вращении, не «размазывается» на ней. Фотографическая пластинка ведь тоже вращается с «трубой» телескопа. А ось склонений (вторую ось телескопа) нужно разместить перпендикулярно «часовой» оси и вращать её совместно с «часовой» осью. «Труба» же телескопа с оптикой в ней, вращаться вместе с этой осью склонений. «Труба» (в свою очередь тоже) установлена перпендикулярно оси склонений и жёстко закреплена на этой оси. Для проведения наблюдений необходимо направить «трубу» (поворачивая её вместе с осями - часовой и склонений) на наблюдаемую звезду или иной объект и практически только слегка «подправлять» её по обеим осям, для компенсации рефракции при движении звезды к горизонту. Поворот «трубы» телескопа по часовой оси (без учёта рефракции) осуществляется обычным часовым механизмом. Рефракция возникает за счёт того, что планета Земля это шар, и её атмосфера тоже шаровое образование над ней и вокруг неё. А потому если мы смотрим не вверх, в зенит, а ближе к горизонту, то слой атмосферы будет утолщаться, - чем дальше от зенита, тем больше, и будет «работать», как призма. Она-то атмосфера, наклонена к направлению луча света от звезды. И поэтому атмосфера будет преломлять лучи света идущие от звезды, и чем ближе к горизонту, тем сильнее. А значит, как бы опускать, удалять звёзды друг от друга. То есть увеличивать, искажать расстояние между звёздами, - поэтому надо периодически «подправлять» звезду в окуляре телескопа. Это осуществляется специальными «подвижками», точными механизмами, слегка перемещающими «трубу» телескопа, при приближении её к горизонту, где начинает всё более и более проявлять себя дифференциальная рефракция. А при близости к горизонту и больших увеличениях телескопа, может быть заметен и короткий атмосферный спектр, расположенный вертикально. Что-то типа радуги. Рукоятки «подвижек» находятся вблизи окуляра телескопа, поэтому ими можно пользоваться, глядя в окуляр на звезду.

А вот при азимутальной монтировке телескопа, чем ближе к вертикали его установки, то есть, по-другому, ближе его зениту, тем звёзды проходят поле телескопа быстрее. Или по-другому, зенит, это точка небесной сферы, куда направлена «труба» азимутального телескопа стоящая вертикально. А поэтому и телескоп с вертикальной осью (азимутальный) нужно вращать по азимуту тем быстрее, чем ближе «труба» к его зениту, то есть к вертикальному её положению. Положение зенита (азимутального телескопа) на небесной сфере определяется широтой места его установки. Нулевая широта на экваторе земного шара, а на полюсах земного шара она приближается к 90 угловым градусам. Кстати, на Северном и Южном полюсах азимутальная и экваториальная монтировки телескопов равноценны. Часовая ось экваториальной монтировки и вертикальная ось азимутальной монтировки направлены в зенит, через который проходит ось вращения планеты Земля. А теперь более подробно, то есть некоторое пояснение: при одинаковой угловой скорости вращения земного шара - один оборот за 24 часа. Линейная скорость его частей, находящихся на поверхности шара растёт, при увеличении радиуса - радиус становится длиннее при удалении от полюса. Ведь планета Земля это шар и ось вращения его, как уже говорилось, проходит через его полюса Северный и Южный. Подробнее: расстояние проходимое «точкой» на земном шаре начинает, с удлинением радиуса от оси вращения увеличиваться (рассмотрим ряд сплошных «колёс», вырезанных из планеты Земля, - чем больше радиус «колеса», тем больше скорость поверхности его обода). Скорость ведь это пройденное расстояние, делённое на время прохождения этого расстояния, - а угловая скорость для всех «слоёв» земного шара одна и постоянна. А ведь азимутальный телескоп БТА установлен на широте близкой к 46 угловым градусам, то есть при значительном наклоне его азимутальной оси, к оси вращения планеты Земля, а это угол (90 - 46) равный 44 угловым градусам. А потому скорость движения звёзд, при вращении земного шара, будет расти при приближении к зениту, в который «смотрит» вертикальная ось азимутального телескопа. «Трубу» азимутального телескопа при приближении её к точке зенита нужно поворачивать всё быстрее и быстрее. В точке зенита «трубу» телескопа нужно мгновенно «перебросить», то есть повернуть на 180 угловых градусов. В этой точке (зенита азимутального телескопа) скорость его вращающихся механизмов будет «бесконечно большой». А вот в 5 угловых градусах от зенита скорость вращения будет уже допустимой для вращающихся механизмов азимутального телескопа. Ещё одно пояснение, возможно, оно лишне, и может не разъяснить, а только запутать нормальное понимание. Но я его на всякий случай приведу. В месте установки телескопа БТА (как уже говорилось) наклон оси вращения Земли к горизонту приблизительно равен 46 угловым градусам. Ось вращения телескопа БТА по азимуту «смотрит» в зенит (строго вверх), а ось вращения его «трубы» параллельна горизонтальной плоскости и перпендикулярна азимутальному направлению «смотрящему» в зенит. Повторяю: для любой широты установки телескопа, точка зенита своя. Это направление, в которое «смотрит» вертикально стоящая «труба» телескопа. Следовательно, через зенит телескопа БТА будет проходить незаходящая за горизонт звезда, которая при вращении планеты Земля движется как бы по основанию конуса, вершина которого находится на оси вращения этой планеты - в её центре. Этот центр равноудалён от всех точек её поверхности. Высота этого конуса совпадает с осью вращения нашей планеты, а угол между образующей конуса и его высотой равен 44 угловым градусам. Об этом угле уже говорилось - он для данной установки телескопа БТА критический.

Для звёзд попадающих в 5 градусную зону в области зенита наблюдения на телескопе БТА приостанавливаются, а после прохождения её возобновляются автоматически.

Все звёзды движутся за счёт вращения Земли с равной угловой скоростью. Здесь не учитывается вращение планеты Земля вокруг звезды - Солнце. И собственное движение звёзд, да и Солнца тоже со скоростью 250 километров в секунду вокруг центра нашей Галактики. А один оборот вокруг центра Галактики Солнце совершает за 180 миллионов лет. Кстати, возраст планеты Земля 4.5 миллиарда лет. А галактик-то много, но не о них рассказ.

Но есть ещё одна основная причина, из-за которой необходимо вращение поворотного стола в «стакане» азимутального телескопа, это вращение в поле телескопа протяжённых, наблюдаемых на нём, объектов, например, галактик. И для примера в, частности, Луны. Если Вы в течение всей ночи будите следить за положением Луны на небе, то Вы (как и азимутальный телескоп) заметите, что её «рога» при восходе повёрнуты почти вверх, с наклоном в сторону её движения по небосводу, из-за вращения планеты Земля вокруг своей оси. Потом при подъёме Луны в верхнюю точку юга (меридиан) «рога» её будут находиться строго друг под другом, то есть вертикально относительно друг друга. А при дальнейшем движении Луны по небосводу верхний «рог» её будут опускаться вниз, а нижний «рог» смещаться назад и слегка подниматься. Но это при «стареющей» Луне, - то есть после полнолуния. Всё здесь сказанное о движении Луны по небосводу, то есть наклону её «рог», в общем-то, условно - без учёта положений Луны относительно звезды, Солнце, и планеты Земля. Ведь планета Земля вращается вокруг Солнца, а Луна, спутник планеты Земля вращается вокруг Земли. Такое «искусственное» вращение поля азимутального телескопа, такое же, как и вращение Луны, происходит и при наблюдениях галактик. А галактики есть и в области Полярной звезды, то есть в области оси вращения земного шара, наблюдать их в этой области всю ночь, без перевода поворотного стола в начальное его положение невозможно. Поворот стола, на котором расположена наблюдательная аппаратура, значительно меньше 360 угловых градусов. Но это только в районе «полярной области». В районах небосвода удалённых от «полярных областей», поворота стола вполне достаточно.

Меня протяжённые объекты мало интересовали, в моих наблюдениях были только звёзды. Панарин занимался внегалактикой и в его наблюдениях были только галактики. И естественно он не раз «поднимал» этот вопрос, об ограниченном повороте поворотного стола в «стакане», на учёном совете, но положительного решения этой проблемы никто не находил. Было много предложений различных инженеров и конструкторов, но они требовали значительных изменений в конструкции поворотного стола, и никто из руководства обсерватории на проведение таких работ не решался. Я понимал, что «сия чаша» меня не обойдёт и начал разбираться с этой проблемой, пока только на уровне документации. Мне в первую очередь удалось выяснить, что дополнительный груз, устраняющий люфт поворотного стола «висит» на длинном тросе. Длина этого троса обеспечивала поворот стола около 500 угловых градусов, как и поворот купола телескопа. А это говорило о том, что поворотный стол тоже должен поворачиваться на такое же количество угловых градусов, как и купол телескопа, - а для чего тогда такой длинный натяжной трос?! Я «подключил» к этой работе главного механика телескопа, но попросил его пока не говорить никому ничего, пока мы сами до конца в этом не разберёмся. В одну из технических ночей мы с ним сняли кожух, закрывающий механизм поворотного стола, и увидели, что ограничитель поворота стола перемещён, с его стандартного места. Новое место установки этого ограничителя значительно сокращало пределы поворота стола. Почему это сделано предстояло выяснить мне с механиком - и пока не «афишировать» эту проблему. Чем меньше в этом участвует «специалистов» (а это слово специально взято в кавычки), тем спокойнее в этом во всём можно разобраться. Для выяснения этого вопроса я «подключил» к нашей работе одного из инженеров АСУ (Автоматическая система управления). Этот специалист познакомил, мня с необходимой документацией, и вместе с ним - уже втроём мы (то есть я механик и он) пришли к выводу, что в датчике поворота не работает один из его элементов. Заменить этот датчик невозможно, но «закоротить» его элемент можно, а затем в двоичном коде исправить всю систему считывания данных, и эта работа заняли у нас почти три месяца. Эти расчёты можно было провести только «вручную» - они ведь были в двоичном коде и довольно непростыми. По-видимому, этой рутинной работой никто из «специалистов» ЛОМО (а специалистов ли, Ленинградского оптико-механического объединения) заниматься не стал, а просто уменьшили диапазон поворота стола первичного фокуса телескопа, то есть «стакана». На ЛОМО эти «специалисты» уже не работали, и поэтому нам пришлось самим выполнять эти кропотливые расчёты. По окончанию этих расчётов мы написали рационализаторское предложение и получили, вроде бы, сейчас уже плохо помню, около тысячи рублей. Нас в этом горячо поддержал Панарин, он-то был один из тех, кто после внедрения этого предложения начал, полноценно наблюдать галактики. Он к тому же на учёном совете настоял на том, чтобы нам дополнительно выдали премии, то ли по сто, а может и по дести рублей, сейчас уже точно не помню сколько - старший инженер тогда получал в месяц около двухсот рублей вместе с квартальной премией…

Но это, в общем-то, всё мелочи жизни, о которых и говорить-то может быть, не следовало. По-видимому, на этом можно и закончить мой сегодняшний непродолжительный монолог. Приближается время моих последних малоинтересных и не менее нудных и утомительных процедур. Но избежать их нет никакой возможности. Мне ведь необходимо отчитаться в местной поликлинике о пройденном мной лечении. Ведь в этой поликлинике мне оформляли эту путёвку. Да и потом отчитаться по месту работы в обсерватории…

Да! Кстати, вопрос времени, а точнее его промежутков, остаётся «открытым». На философский вопрос, что такое время? Можно ответить и так: это один оборот планеты Земля вокруг своей оси, то есть чередование дня и ночи. Но и эти промежутки времени - день и ночь, тоже меняются по продолжительности. Но их сумма всё же почти равна одним суткам - одному обороту планеты вокруг собственной оси. На полюсах планеты Земля нам может показаться, что одни сутки это полгода, - но это на планете Земля. А планет-то много. Их в нашей солнечной системе надёжно открыто девять. Это: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. А сколько у них спутников? Их-то и пересчитать, вообще-то, невозможно - у Сатурна в его кольцах их несчётное множество. А сейчас начинают открывать спутники, то есть планеты, и у других звёзд. А вокруг Веги, относительно молодой звезды, пылевое кольцо. Из этого пылевого кольца возможно со временем образуются то же планеты - опять со временем! А что же такое время? Возможно это некоторый эволюционный процесс, изучая который мы поймем, что времени, как токового нет, а есть некоторые процессы, определяющие эволюцию окружающей нас материи или можно сказать по-другому природы. А что такое природа?.. И таких вопросов несчётное множество! Вот этими всеми вопросами и занимается философия. А, вообще-то, философ стремится осознать окружающий мир во всем многообразии процессов происходящих в нем. И в конце своего исследования придти к заключению, что мир не познаваем из-за своего необъяснимого многообразия. А учёный в пределе стремится понять всё ни о чём! Но это опять философия…, и, вообще, нос втащишь - хвост воткнёшь. Извините! Мне уже пора идти на последние процедуры…, до свидания, до следующей встречи.

На этом закончил свой короткий рассказ мой знакомый из Специальной астрофизической обсерватории и «убежал» на свои последние процедуры. А я, к несчастью, вынужден был срочно уехать в командировку. И мы с моим знакомым из САО, в этот его последний приезд в город Ессентуки, больше не встречались - хотя потом, и не раз, созванивались по телефону.


12 февраля 2017 года.