Вопрос 4 Внемеридианные методы Астрометрии

Астролябии (астролябия Донжона на службах времени – наблюдение момента прохождения звезд через заданный альмукантарат)

Астрометрические спутники – HIPPARCOS…

Оптические фазовые интерферометры

Радиоинтерферометры со сверхдлинной базой

Основными способы – способы равных высот.

Астролябия – инструмент, регистрирующий момент похождения звезды через малый круг, расположенный на зенитном расстоянии z. Возможны наблюдения только звезд со склонениями в интервале +z и -z, где  - широта инструмента. С появление космической астрометрии и эффективного использования меридианных кругов астролябии стали использовать только при измерении видимого диаметра Солнца.

*Альмукантарат

Малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта. Является, одновременно, кругом равных высот.

Призменная астролябия, астрономо-геодезический инструмент для определения широты места и поправки часов по наблюдаемым моментам прохождения звёзд в различных азимутах через некоторый альмукантарат, П. а. может быть использована также для определения экваториальных координат звёзд и планет. П. а. изобретена в начале 20 в. Наибольшее распространение получила высокоточная модификация П. а., предложенная в 1951—53 французским астрономом А. Данжоном (призменная астролябия Данжона); она применяется в службах времени и широты. Перед объективом 3 (рис.) горизонтально расположенной астрономической трубы (для компактности оптическая ось трубы изломана с помощью двух зеркал 4 и 5) помещается равносторонняя стеклянная призма 1 с ребрами, параллельными горизонту, и одной гранью — перпендикулярной оптической оси трубы. Под призмой устанавливается ртутный горизонт 2. Свет от наблюдаемой звезды, падая на верхнюю грань призмы и преломляясь, даёт её изображение в фокальной плоскости объектива; второе изображение этой же звезды получается от её света, проходящего через нижнюю грань призмы после отражения от ртутного горизонта. Вследствие видимого суточного движения звезды оба изображения приближаются друг к другу и совпадают; в момент прохождения звезды через альмукантарат с зенитным расстоянием, близким к 30, изображения рассматриваются в окуляр 6. Для регистрации момента микрометр инструмента имеет специальную призму Волластона 7, перемещая которую микрометрическим винтом, снабженным контактным барабаном, записывают на хронографе серию моментов, что позволяет повысить точность окончательного результата. Точность определений на П. а. сопоставима с точностью, получаемой на классических меридианных инструментах служб времени и широты.

Зенит-телескоп, призменная астролябия, фотографическая зенитная труба

Кроме основных инструментов, описанных в предыдущих параграфах, на современных обсерваториях для некоторых наблюдений используются специальные инструменты. Так, например, зенит-телескоп служит для точного измерения малых разностей зенитных расстояний звезд вблизи зенита. Систематические наблюдения на зенит-телескопах ведутся главным образом для определения точных значений географической широты места наблюдения, с целью изучения движений полюсов Земли. Призменная астролябия служит исключительно для наблюдения звезд на некоторой постоянной высоте h0 , обычно близкой к 60ё. Схема призменной астролябии дана на 77. Свет от звезды падает на верхнюю грань равносторонней треугольной призмы и на «ртутный горизонт» (поверхность ртути в плоском сосуде). Пройдя через верхнюю грань призмы и отразившись от ее нижней грани, лучи света от звезды попадают на объектив и, пройдя его и отразившись от двух зеркал, дают в фокальной плоскости объектива изображение звезды, движущееся вверх при увеличении высоты звезды. Лучи, отраженные от ртутного горизонта, падают на нижнюю грань призмы и, пройдя ее и отразившись от ее верхней грани, попадают в объектив и дают в его фокальной плоскости второе изображение звезды, движущееся вниз при увеличении высоты звезды. Наблюдение на призменной астролябии заключается в отметке момента, когда эти изображения совпадут. Это случится при достижении звездой альмукантарата h0 . Отмеченный момент времени и известная высота h0 позволяют вычислить географическую широту места наблюдения и точное местное время. Для увеличения точности наблюдений астролябия имеет специальную призму (призму Волластона), перемещая которую с помощью микрометрического винта, можно удерживать оба изображения звезды на постоянном расстоянии друг от друга. По записанным моментам от контактов барабана момент прохождения звездой альмукантарата h0 получается точнее. Для наблюдений в различных азимутах астролябия может вращаться около вертикальной оси. Фотографическая зенитная труба (ФЗТ) используется также для определения географической широты места наблюдения и точного времени. Устройство ФЗТ и наблюдения на ней принципиально отличаются от устройства и наблюдений на ранее описанных инструментах. Фотографическая зенитная труба состоит из неподвижной вертикальной трубы ( 78), оптическая ось которой располагается строго вертикально, и ртутного горизонта, помещенного под объективом, на расстоянии, несколько большем половины его фокусного расстояния. Тогда лучи звезд, находящихся близко к зениту, пройдя объектив и отразившись от поверхности ртути, идут вверх и образуют изображения звезд немного ниже объектива. В этом месте, перпендикулярно к оптической оси, помещается фотопластинка, которая плавно передвигается часовым механизмом перпендикулярно к плоскости небесного меридиана. Наблюдения на ФЗТ состоят в том, что незадолго до кульминации избранной звезды открывают фотопластинку и, то двигая ее часовым механизмом со скоростью изображения звезды, то останавливая на некоторое время, получают несколько изображений звезды до меридиана ( 79, а, точки 1, 2, 3). Около момента кульминации объектив вместе с пластинкой поворачивают вокруг вертикальной оси точно на 180ё и получают несколько изображений звезды после прохождения меридиана ( 79, б, точки 4, 5, 6). Из измерений расстояний между рядами а и б и между изображениями звезды, и по отметкам времени, которые автоматически впечатываются на эту же пластинку, вычисляется время кульминации звезды и ее зенитное расстояние в этот момент. По этим данным, зная склонение и прямое восхождение звезды, определяют географическую широту места наблюдения и точное время.