Уловить световые лучи, идущие из космоса и несу­щие с собой информацию о космических процессах,— это только половина дела. Пойманные лучи надо зафик­сировать.

На протяжении длительного времени астрономы де­лали это довольно примитивным способом: они просто наблюдали в окуляр телескопа интересующие их объ­екты, а результаты своих наблюдений записывали или зарисовывали.

Но глаз устает. После нескольких часов непрерывных наблюдений острота зрения заметно притупляется, а точность восприятия снижается. Ограничены и многие другие возможности человеческого зрения. И на смену глазу астронома-наблюдателя пришла фотография.

Уже не говоря о том, что фотографическая техника позволяет в значительной степени автоматизировать про­цесс астрономических наблюдений и освободить ученых от утомительных визуальных исследований — фотогра­фия обладает целым рядом существенных преимуществ перед глазом человека.

Прежде всего, — это документальность. Если несколь­ко даже самых квалифицированных художников возь­мутся писать портрет одного и того же лица, их рисунки никогда не будут абсолютно идентичными и во всех без исключения деталях сходными с оригиналом. Но если в искусстве это вполне допустимо и даже закономерно, то в научных исследованиях подобное субъективное вос­приятие объекта исследований, разумеется, нежелатель­но. Оно может привести к ошибочным заключениям. Известен целый ряд случаев, когда многие рисунки ко­мет, туманностей и других небесных тел оказывались совершенно не соответствующими действительности. Фотографические пластинки свободны от этого недостатка. Они дают документальные изображения изучаемых объ­ектов. Эти изображения могут храниться многие годы в специальных «стеклянных библиотеках», которые име­ются во всех крупных обсерваториях. Сравнение фото­графий одних и тех же участков звездного неба, сделан­ных в различное время, позволяет астрономам обнару­живать изменения в состоянии космических тел.

Второе замечательное свойство фотопластинки — де­тальность. Светочувствительная эмульсия фиксирует такие подробности, которые неизбежно ускользают даже от самого внимательного наблюдателя. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на фотографию одного из участков поверхности Луны или снимок какой-нибудь космической туманности. Мы увидим множество мельчайших деталей, которые с такой точностью не смог бы передать ни один художник.

Особенно ощутимо преимущество фотографической пластинки в тех случаях, когда приходится регистриро­вать явления, длительность которых чрезвычайно мала и которые по этой причине человеческий глаз либо не успевает как следует рассмотреть либо вовсе не заме­чает.

Но, пожалуй, самое важное свойство фотоэмульсии, делающее фотографический метод незаменимым в астро­номии, это так называемая интегральность. Глаз воспри­нимает источник света таким, каким он виден в данный момент. От того, что мы будем смотреть на звезду не­сколько часов подряд, она не станет для нас более яркой. А если звезда так слаба, что мы ее вообще не заме­чаем, то мы не увидим ее и после многочасового наблю­дения. Фотографическая же эмульсия обладает замеча­тельной способностью накапливать свет. Это позволяет с помощью длительных экспозиций получать изображе­ния весьма слабых и далеких объектов, в сотни раз более слабых, чем те, которые можно увидеть в самые мощные телескопы глазом.

Но преимущества фотографии всем этим не ограни­чиваются. Человеческий глаз способен воспринимать лишь сравнительно небольшую область электромагнит­ных волн длиной от 0,00004 до 0,00008 см, т. е. от крас­ных до фиолетовых лучей. И пока глаз был единст­венным  прибором  для  астрономических  наблюдений, основные сведения о Вселенной поступали к нам только через «узкое» оптическое окно. Между тем можно из­готовить фотографические пластинки, чувствительные к электромагнитным волнам, лежащим за пределами ви­димого света, например, к ультрафиолетовым, рентге­новским или инфракрасным лучам.

В последние годы все более широкое применение в астрономии, особенно в наблюдениях Солнца, получает и кинематографический метод. Но если в физике, где ученые имеют дело главным образом с кратковремен­ными процессами, приходится применять скоростные ки­нокамеры, позволяющие снимать сотни тысяч и даже миллионы кадров в секунду, то для регистрации астро­номических явлений более пригодна замедленная съемка. Поэтому астрономы пользуются так называемым цейтраферным методом. Например, изображение какого-либо участка солнечной поверхности снимается раздельными кадрами через определенные промежутки времени, а де­монстрируется фильм с нормальной скоростью. Благо­даря этому все явления можно наблюдать на экране в ускоренном темпе. Подобный способ позволяет изучать солнечные процессы в их динамике, в развитии.

На помощь фотографической астрономической тех­нике пришло и телевидение. Еще несколько лет назад советский астроном Н. Ф. Купревич сконструировал на Нулковской обсерватории оригинальный инструмент для изучения небесных тел — так называемый телевизионный телескоп. Изображение космических объектов, создавае­мое обычным телескопом, улавливалось с помощью чув­ствительной приемной телевизионной трубки и переда­валось на специальный телевизионный экран, установ­ленный в соседнем помещении.

Впоследствии ученый создал усовершенствованный вариант своего необычного инструмента. Новая уста­новка позволяет получать на экране изображения небес­ных тел одновременно в различных лучах спектра, на­пример в синем и красном.

Как известно, самым злейшим врагом астрономов яв­ляется земная атмосфера. Постоянное движение воз­душных масс, которое происходит в воздушной оболочке нашей планеты, существенно сказывается на качестве изображения. Поскольку подавляющее большинство космических объектов находится от нас на огромных расстояниях, количество света, приходящее от этих объ­ектов на Землю, весьма незначительно. Это заставляет астрономов при фотографировании различных небесных тел прибегать к длительным экспозициям. Но за то вре­мя, пока экспонируется фотоэмульсия, воздушные по­мехи успеют многократно исказить изображение.

Как сократить время экспозиции и тем самым значи­тельно улучшить качество изображения? Можно было бы применять фотоматериалы высокой чувствительности. Однако фотолюбители знают, что чем выше чувстви­тельность фотоэмульсии, тем более крупным зерном ока обладает. Следовательно, четкость изображения и, в осо­бенности, его отдельных деталей при использовании вы­сокочувствительных фотоматериалов существенно сни­жается. Получается своеобразный заколдованный крут.

Выход из этого круга и может дать телевизионный телескоп. Изображение небесного тела, которое создаст­ся в этом инструменте на телевизионном экране, обла­дает яркостью в тысячи раз более высокой, чем изобра­жения, которые удается получить с помощью обычного телескопа. Благодаря этому время экспозиции при фо­тографировании с экрана намного сокращается. А это в свою очередь дает возможность получать гораздо бо­лее четкие изображения различных космических объ­ектов.

У телевизионного телескопа есть еще одно важное преимущество. Улавливая свет, собранный инструментом с помощью приемных трубок, чувствительных к невиди­мым лучам спектра, например, к ультрафиолетовым или инфракрасным, можно получить на экране и фотогра­фировать на обычные пластинки видимые изображения изучаемых объектов в тех или иных лучах.

Можно ожидать, что дальнейшее совершенствование телевизионно-телескопической техники позволит решать и многие другие задачи, связанные с астрономическими наблюдениями. Во всяком случае, применение телевизи­онной техники в астрономии имеет большое будущее.

 

Приглашаем Вас обсудить данную публикацию на нашем форуме о космосе.

Комаров В. Н. «Увлекательная астрономия» 1968 год. «Наука»