Астрономиялық аспан денелерін зерттеу құралдары.

Мазмұны:

КІРІСПЕ..................................................................................................6

І. АСПАН ДЕНЕЛЕРІ ФИЗИКАЛЫҚ ТАБИҒАТЫН ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ.

1.1. Астрономиялық бақылаулар және телескоптар...............................7-12

1.2. «Хаббл» ғарыштық телескопы......................................................12-16

1.3. Радиоастрономия. Радиотелескоптар............................................16-19

ІІ. АСТРОНОМИЯНЫ ЗЕРТТЕУ ҚҰРАЛДАРЫ.

2.1. Астрономиялық құралдар...........................................................19-20

2.2.Телескоптар.Телескоптың түрлері................................................20-23

2.3. Астрономиялық сағаттар және оның түрлері...............................23-24

2.4. Астрограф...................................................................................24-25

2.5. Квадрант.....................................................................................25-26

2.6. Планетарий.....................................................................................26

ҚОРЫТЫНДЫ............................................................................................27

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР..........................................................28

Кіріспе.

Курстық жұмыста астрономияны зерттейтін құралдар туралы қарастырылған.

Курстық жұмыстың негізгі мақсаты -астрономиялық бақылауларға және оларды өңдеуге арналған құрал-жабдықтар туралы жалпы малімет беру.

Астрономия грекше астрон - жұлдыз, ал номос - заң деген ұғымды білдіреді. Астрономия да, физика сияқты - табиғат туралы көне ғылымдардың бірі. Оның дамуына ертедегі адамдардың тұрмыс тіршілігіне байланысты қажеттілік себеп болды. Ол кезде уақытты, бағыт-бағдарды дәл көрсететін құралдар мен жабдықтар болмаған. Сондықтан да адамдар Күн мен Айға, аспандағы жұлдыздарға қарап жыл мерзімі мен уақытты айыратын болған. Ал мұндай жұмыс аспан денелерінің қозғалысын үнемі бақылап отыруды талап етті. Аспан денелерінің қозғалысын бақылау қажеттігінен туындаған ежелгі құрылыстардың орны Қазақстанда көптеп кездеседі.

Сөйтіп практикалық қажеттілік астрономия ғылымының тууына ең басты түрткі болды.

Астрономиялық құралдар- астрономиялық бақылауларға және оларды өңдеуге арналған құрал-жабдықтар. Астрономиялық құбылыстарды бақылау аспаптарына (телескоптарға), бақылауға арналған көмекші құралдарға, жарық қабылдайтын және оны талдайтын аппаратураларға, уақыт құралдарына, лабораториялық құралдарға, көмекші есептеуіш машиналарға және демонстрациялық құралдарға топтап бөлуге болады.

1.1.Астрономиялық бақылаулар және телескоптар.

1609 жылы Италия ғалымы Галилей дүрбіні ойлап тапты. Бүгінгі таңда дүрбіні бинокль (французша bіnacle, латынша bіnі – жұп, екі және oculus – көз) деп те атайды. Ол оптикалық осьтері параллель болатындай етіп бір-бірімен жалғасқан екі көру түтігінен тұрады. Оптикалық сұлбасы объектив (желімделген екі линза жүйесі) пен окулярдан құралған. Дүрбі тапқырланған соң үздіксіз кемелдену, даму арқылы бізден бірнеше миллиард жарық жылы алыстағы шоқжұлдыздарды бақылауымызға мүмкіндік туылып, адамзаттың жаңа тіршілік ортасын және тіршілік етуге қажетті жаңа байлықты қарастырудағы маңызды құралына айналды.

1609 жылы Галилей нидерландық көзәйнек саудагері Ханс Персиннің ұзақтағы денені үлкейтіп көрсете алатын түтік формалы көзәйнек жасағанын, әрі, оны Нидерланд үкіметінің соғыс майданын бақылауына ұсынған хабарын естіген соң, өз қолымен екі линзадан құралған тұңғыш телескопты жасап шықты. Тынбай құлшынудың арқасында ол жасаған дүрбі денені үш есе үлкейтіп көрсете алатын дәрежеге жетті. Осыдан кейін, ол денені 1000 еседен жоғары үлкейтіп көрсете алатын дүрбі жасауға бел буады. Ол бірінен бірі жақсы дүрбілерді кеңістікке туралап, адамдар байқай алмаған көптеген аспан құбылыстарын байқайды. Галилей астрономия ғылымы үшін әлемді аспаппен бақылау жаңа дәуірін ашты.

Ғылымның өзіне тән нағыз қасиеттерінің бірі, оның дәлдігі. Галилей дүрбісінің «кескін айырмашылығын» (жарық линзадан өтіп шоғырланған соң

қалыптасқан кескіннің бұлдырлығын) жою дүрбіні жақсарту барысында ұшыраған жаңа мәселеге айналды. Германия ғалымы Кеплер екі линзалы, яғни жазық-дөңес линзалы дүрбіні жасайды. Ол белгішені нысаналық әйнек кескін қалыптастыратын жерге орнатып, тұрақты жұлдыздардың орнын біршама дәл бақылауға болатын дүрбіні жасады. Оның көру аясы кең еді, астрономиктердің аспан денелерін бақылауға қолданылды. Есекқырған, Жер шары, ай шары сияқты күн нұры арқылы жарық шығаратын аспан денелерін анық байқай алды. 1729 жылы англиялық адвокат, әрі, математик Честер Моер тұңғыш «рең айырмашылығын жойғыш» (дүрбідегі кескіннің айналасында күлгін жолақ пайда болады, бұл кескінді анық керсетпейтін-ді, бұл дүрбідегі басты кемшілік болған) нысаналық әйнек жасап шықты. Ол ұқсамаған әйнектерден қосылып, басты рөлі бір линза қалыптастырған рең айырмашылығын келесі линза жоятын болып, қоспа нысаналық әйнек деп аталды.

Сонымен бір уақытта, Ньютон дүрбінің анықтық дәрежесін жоғарылатудың амалы линзаны пайдалану емес қайта шағылыстырғыш айнаны пайдалану дегенді ортаға қойды. 1781 жылы Англия астрономы Гершель үлкен диаметрлі шағылыстырғыш айна жасай бастады. Ол барыста ол күн жүйесіндегі жетінші үлкен қыдырма жұлдыз – Уранды байқады. 1785 жылдың соңғы айларында, осы алып дүрбі ақыры жасалып бітіп, аспанға зеңбірек тәрізді оқталып қойылды. Осыдан кейін, дүрбінің ірі тұрпаттану үрдісі басталды. 1930 жылы сәуле сындырғыш дүрбінің артықшылықтарын қорытындылай отырып, Смит дүрбісі жасалды. Ол ірі тұрпатты дүрбінің қызметін таңқаларлықтай арттырып, дүрбіге орнатылған дүрбі фотоаппарат бір миллион жұлдыз және жүз мың жұлдыздар жүйесінің дара кескінін түсіре алды. Ал, радио толқынын таратқыш астрономиялық дүрбі он миллиард жарық жылы алыстағы әлемнен келген көрінбейтін сәулелердің сигналын қабылдай алды

Хоулдың рең айырмашылығын жойғыш нысаналы әйнегінен пайдалана отырып, Ресейдің Дорпат астрономия пунктінің бастығы Строви 2200-дей жаңа қосжұлдыз байқады. Сәуле шағылыстырғыш астрономиялық дүрбіден пайдалана отырып, Германия астрономия орталығының бастығы Галлер Нептон жұлдызын байқады. Кейін келе суретке алу технологиясы арқылы сақтауға болатын астрономия суретін тартумен бірге, нақты көзбен және астрономиялық дүрбімен көре алмайтын күңгірт аспан денелерін де суретке түсіретін болды

Галилейдің дүрбіні астрономиялық бақылауға пайдалануы тапқырлықтың түбірлі беталысын белгілеп, астрономия ғылымы теориясының дамуын зор дәрежеде ілгерілетті. Адамдар дүрбінің фокус аралығын арттыру арқылы дүрбінің үлкейту еселігін жоғарылатуда қиыншылыққа жолыққанда, Хук линзаның диаметрін арттыру дүрбінің үлкейту еселігінің белгілеуіш факторы екенін дәлелдеді. Ньютонның үш қырлы әйнек арқылы ақ сәулені сындырып алты түрлі түс белдеуін қалыптастыруы ақ сәуленің шындығында ұқсамаған реңді сәулелердің бірікпесі екенін дәлелдеп, рең айырмашылығы құбылысын теориялық тұрғыдан түсіндіріп берді.

Гершель 1781 жылы Уран жұлдызын байқауымен атағы шыққандықтан, музыкалық өмірін тастап, кәсіпқой астрономия ғалымына айналды. Гершель аспан денелерін бақылау барысында 1500-ден астам жұлдыздар тұманын байқады. Бұл тұмандықтардың кейбірі тұрақты жұлдыздардан, кейбірі қызған газдардан құралған тұмандық екенін байқаған. Осы тұрақты жұлдыздардың тұмандығы құс жолы жүйесінен тысқары жатқан кейбір дербес жұлдыздар тұманы еді. Гершельдің бақылауы адамзаттың астрономиялық зерттеуі саласында тұңғыш рет құс жолы жүйесінен тысқары жұлдыздар жүйесіне кеңейгендігін түсіндірді. Гершельдің ең үлкен үлесі тұңғыш рет құс жолы жүйесінің модулін ортаға қойды. Құс жолы жүйесі көптеген тұрақты жұлдыздардан құралады, формасы табақшаға ұқсайды, диаметрі 700 жарық жылы, қалыңдығы 1300 жарық жылы. Бұл модульді Гершель статистика нәтижесінде алған. Кейін бұл теорияның дұрыстығы дәлелденді. 1783 жылы Гершель бақылау арқылы тұрақты жұлдыздардың өз өсінде айналуын байқап, күннің қозғалысын межелеп шығып, күн және күн сияқты тұрақты жұлдыздар тыныштықта болады деген көне көзқарасты талқандаған. Осы зор еңбегі үшін Гершель «Тұрақты жұлдыздар астрономиясы ғылымының атасы» деген құрметті атаққа ие болды.

1.2. «Хаббл» ғарыштық телескопы..

«Хаббл» ғарыштық телескопы (ағыл.ш. Hubble Space Telescope, HST, КТХ, обсерватория коды «250») — Жерді айналып орбитамен ұшатын автоматты обсерваториясы, Эдвин Хаббл құрметіне аталған. «Хаббл» телескопы — НАСА мен Еуропа ғарыш агенттігі бірлескен жобасы[8]; НАСА үлкен обсерваториялары тізіміне кіреді .

Телескоптың ғарышта орналасуы жер атмосферасы мөлдір емес диапазондарда электромагниттік сәулелерді тіркеуге мүмкіндік береді; ең алдымен — инфрақызыл диапазонын. Атмосфера әсерінің жоқтығынан телескоптың айыру қабілеттілігі дәл сондай жер бетіндегі телескоптікінен 7—10 есе үлкен.

Эдвин Хаббл

Орбиталды телескоп ұғымы алғашқы рет 1923-жылы шыққан Герман Оберттың «Ғаламшараралық кеңістіктегі зымыран» (нем. «Die Rakete zu den Planetenraumen») атты кітабында айтылады.

1946 жылы америкалық астрофизик Лайман Спитцер «Жерден тыс орналасқан обсерватория ерекшеліктері» атты мақала жариялайды (ағылш. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory). Мақалада осындай телескоптың екі негізгі ерекшелігі көрсетіледі. Біріншіден, оның бұрыштық ажыратуы, атмосферадағы турбуленттік ағынмен емес, тек қана дифракциямен шектеледі; сол кезде жердегі телескоптардың ажыратулары 0,5 тен 1,0 бұрыштық секундты құрайтын, ал ажыратудың теоретикалық шегі дифракция бойынша айнасы 2,5 метр болатын телескоп үшін шамамен 0,1 секунд болды. Екіншіден, ғарыштық телескоп бақылауды инфрақызыл және ультракүлгін диапазондарда жүргізе алатын еді, ол жағдайда жер атмосферасының сәулелерді жұтуы әжептәуір .

Спитцер өзінің ғылыми мансабының басым бөлігінде осы жобаны іске асыруға тырысып бақты. 1962 жылы АҚШ ұлттық ғылым академиясы жариялаған докладта (баяндамада) орбиталды телескопты жасауды ғарыштық бағдарламаға қосуға кеңес береді, осылайша 1965 жылы Спитцер ірі ғарыштық телескоптың ғылыми тапсырмалары мен орнын анықтайтын комитет басшысы болып тағайындалады.

Ғарыштық астрономия екінші дүниежүзілік соғыстан кейін қарқынды дами түсті. 1946-жылы күннің ультракүлгін спектрі алғашқы рет алынды. Орбиталды телескопты «Ариэль» бағдарламасы аясында Күнді зерттеу мақсатында Ұлыбритания 1962-жылы ұшырған, 1966-жылы НАСА алғашқы орбиталды OAO-1 обсерваториясын жіберген (ағылш. Orbiting Astronomical Observatory). Бірақ бұл миссия электрлік аккумулятордың старттан кейін үш күннен соң істен шыққандықтан сәтсіздікке ұшырайды. 1968 жылы OAO-2 ұшырылды, ол 1972|-жылға дейін, есептелген жарамды мерзімінен бір жыл артық қызмет істеп, жұлдыздар мен галактикалардың ультракүлгін сәулелерін бақылады.

OAO миссиялары айқын түрде орбиталды телескоптор маңызын көрсетіп берді, сондықтан 1968 жылы НАСА 3 м диматерлі рефлектор-телескопының құру жоспарын мақұлдады. Жобаны шартты түрде LST (ағылш. Large Space Telescope) деп атады. Ұшыру 1972-жылы жоспарланды. Бағдарлама қымбат құрылғының ұзақ мерзім жұмыс істеуін қамтамыз ету үшін телескопқа қызмет көрсету мақсатында тұрақты түрде пилотты экспедициялар жіберіліп тұруына екпін жасады. Сонымен қатар дамытылып жатқан «Спейс шаттл» бағдарламасы сәйкес мүмкіндіктер қамтамасыз етуге үміт берді [

Ғарыштық аппаратты жасау басқы кезеңдері,1980. Келесі күрделі инженерлік жұмыс телескоп пен басқа құрылғыларын ғарыштық кеме жасау болды. Құрылғыларды күннің тікелей жарығындағы ыстықтан және жердің көлеңкесіндегі суық салдарынан тұрақты түрде температураның құбылуынан қорғау және телескопты ерекше дәл бағыттау негізгі талаптарды құрады. Телескоп жеңіл алюминий капсулына орнатылды, бұл капсула тұрақты температура қамтасыз ететіндей көп қабатты термоизоляциямен қапталды. Көмірпластиктен тұратын ішкі кеңістіктік рама капсула қаттылығы мен құралдардың нық орнатылуын қамтамасыз етті.

Ғарыштық аппарат дайындау оптикалық жүйеге қарағанда сәттірек өткенімен «Локхид» та кестеден ауытқып, бюджеттен де асып кетуге мәжбүр болды. 1985 жылы мамырда алғашқы бюджеттік межеден 30 % асып кетті, ал жоспарлық мерзімнен кешігу — 3 ай. Маршалл ғарыш орталығы мәлімдемесінде компания жұмыс істеу барысында өзі бастама жасамай, НАСА кеңесіне ғана құлақ асатын деп атап көрсетті

Жетістіктері

Жаратылыс тіректері —телескоп түсірген әйгілі суреттердің бірі. Бүркіт тұмандығындағы жаңа жұлдыздардың пайда болуы. 15 жыл бойғы жұмысы барысында жер маңы орбитасындағы «Хаббл» 22 мың аспан денелерінің — жұлдыздар, тұмандықтар, галактикалар мен ғаламшарлардың 1 млн суреттерін түсірген. Бақылау барысындағы күн сайынғы ақпарат ағыны 15 ГБ құрайды. Телескоптың жалпы жұмысы кезіндегі барлық ақпарат көлемі 20 терабайттан асып жығылады. 3900-дан астам астрономдар оны зерттеуге падалануға мүмкіндік алды, 4000 мақала ғылыми журналдарда жарық көрді. Орташа алғанда, астрономиялық мақалардың цитаттау индексі басқа деректерге негізделгендердікінен екі есе артық екені анықталған. Жыл сайынғы ең көп дәйектелетін 200 мақалалардың кемінде 10 %-і Хаббл мағлұматына негізделіп жасалған мақалалар. Нөлдік цитаттау индексі бар астрономиядағы 30 % еңбектерінің тек қана 2 % ғарыштық телескоп ақпаратына негізделіп жарық көрген еңбектер.

Әйтсе де, «Хаббл» жетістіктері үшін төлетін құны орасан зор: әр түрлі телескоптардың астрономия дамуына әсерін зерттеу көрсеткендей ғарыштық телескоп негізіндегі еңбектер цитаттау индексі жердегі 4 метрлі айнасы бар рефлектордікінен 15 есе көбірек болғанымен ғарыштық телескопты ұстауға 100 еседен де артық қаражат керек екен.

Ең маңызды бақылаулар.

Бикеш шоғырындағы Цефеидке дейінгі қашықтықты өлшеу арқылы Хаббл тұрақтысының мәні айқындалды. Орбиталдық телескоп бақылауына дейін бұл тұрақтының мәнінің дәлсіздігі 50 % деп есептелсе, бақылаудан кейінгі дәлсіздігі 10 % болды.

«Хаббл» жоғары сапалы Шумейкеров — Леви 9 кометасы мен Юпитер ғаламшарымен соқтығысуының суретін 1994 жылы түсіріп берді.

Алғашқы рет Плутон және Эрида бетінің картасы жасалды.

Алғашқы рет Сатурндағы, Юпитер мен Ганимедтегі полярлық шұғыла ультракүлгін сәулесі бақыланды.

Күн жүйесінен тыс ғаламшарлар жайлы қосымша деректер алынды, соның ішінде спектрометриялық мағлұматтар да.

Ориона тұмандығындағы жұлдыздар айналасынан көптеген проғаламшарлық дисктер табылды. Біздің галактикадағы жұлдыздардың басым бөлігінде ғаламшарлар түзілу процесі жүріп жатқандығы дәлелденді.

Жоғарымассивті галактикалардың орталықтарындағы қара тесіктер жайлы теория жартылай құпталды, осы бақылаулар негізінде қара тесіктер массасы мен галактикалар қасиеттерін байланыстыратын гипотеза ұсынылды[85][86].

Квазарларды бақылау нәтижесінде қазіргі үдеумен кеңейетін, қара энергиямен толы ғаламның космологиялық моделі алынды, әрі ғаламның жасы дәлірек анықталды — 13,7 млрд жыл.

Гамма-жарқылдың оптикалық диапазондағы эквиваленті бар екендігі табылды.

1995 жылы «Хаббл» бірнеше мың көмескі галактикасы бар аспанның өлшемі аспанның 30 миллионнан бірі болатын (Hubble Deep Field) бөлігін бақылады. Осыны аспанның басқа жеріндегі бөлікпен (Hubble Deep Field South) салыстырғанда ғаламның изотроптығы жорамалы қуатталды[90][91].

2004 жылы эффективті үзіндісі шамамен 106 секунд (11,3 тәулік) болатын аспанның (Hubble Ultra Deep Field) бөлігі түсірілді, бұл өз кезегінде алыс галактикаларды алғашқы жұлдыз пайда болған дәуірге дейін одар әрі зерттеуге мүмкіндік берді. Алғашқы рет протогалактикалардың, Үлкен жаралыстан кейін миллиард жылдан аз уақытта пайда болған алғашқы материя ұйытқылары бейнелері түсірілді.

1.3.Радиоастрономия. Радиотелескоптар.

Әлемнің әртүрлі объектілерінен жерге келетін әртүрлі ұзындықтардағы электромагниттік толқындар: жарык толқындары, инфрақызыл, ультракүлгін сәулелері, рентген жэне гамма сәулелер, ұзын толқынды радиотолқындар.Бұл электромагниттік толқындар жер бетіне келіп жетуіне қалыңдығы 3000 км-дей Жерді қоршаған атмосфера кедергі жасайды. Жер атмосферасының әсерінен спектрлерде сапалық өзгерістер болады. Мысалы теллуриялық сызықтар пайда болады. Жер атмосферасынан бөгетсіз өтетін толкын ұзындықтары: 10-5 және 3x10 см бұл жарық, инфрақызыл сәулелеріне жақын сәулелер. Бұл әлемге қарайғы «Оптикалық терезе». Бұдан басқа жер атмосферасының 0,5 метрінен 30 метрге дейін бөгетсіз өтетін қысқа радиотолқындар. Бұл әлемге қарайғы «радиотерезе».

Аспан денелерінен келетін радиосәулелерді зерттейтін асрономияның бөлімі- радиоастрономия тұңғыш рет 1931 жылы пайда болды. Бұл жылы америка радиоинженері Карл Янский 1905-1950жж Құсжолынан радиотолкындарды қабылдаған болатын. Радиоастрономия- радиоэлектроника деген жаңа ғылымға негізделген. Космостык радиотолқындар радиотелескоптар арқылы қабылданады. Радиотелескоптар екі типті болады, бірақ екеуінің де негізгі бөліктері антенна мен қабылдағыштан тұрады.

Тек біреуінде антенна ретінде ойыс айна болады да оның фокусында қабылдағыш орнатылады, ол күшейткішке қосылады, әрі қарай жазып алатын аппараттармен қосылады. Айнаны металл тор көздер ретінде жасауға болады, айна остен керекті бағытқа қарай айналып қозғалады.

Антеннаның екінші типінде цемент тиянаққа бекітілген қаз-қатар металл стержіндер зор кергіш түрінде болады. Космостық радиотолқындар антеннаның бір-біріне параллель орналасқан стержіндерінде (дипольдерінде) тербелмелі процесс қоздырады, сөйтіп параллель стержіндердің бір жазықтыктарында қоздырылған толқындар қосылады, сонда антеннаның қуаты осы стержіндер орналасқан жазықтықтардың ауданына тәуелді болады.

Радиотелескоптың айнасының диаметрі 10-даған метр, ал козғалмайтын радиотелескопта 100-деген метр болып келеді. Мысалы, Москва жанындағы ССРО Ғылым Академиясында жасалған радиотелескоптың диметрі 1000 метр. Ең үлкен параболалық радиотелескоп көп жылдар бойы Англияда Джодрелл Бэнк обсерваториясында болды. Оның айнасының диаметрі 76 метр, салмағы 750 тонна, оның ең аз дегенде қабылдайтын радиотолқынының ұзындығы 50 см, тек ортаңғы бөлігі ғана 21 см қабылдайды.

Екінші орында Австралияда Сидий обсерваториясында орналасқан диаметрі 65 метрлік радиотелескоп тұр. ФРГ-да диаметрі 100 метр радиотелескоп бар. Осы сияқты телескоп Швецияда да бар. Қозғалмалы параболалық диаметрі метрлік радиотелескоп АҚШ-та бар. Қозгалмайтын параболалық радиотелескоп АКШ-та Пуэрто-Рико аралында (сөнген вулкан атқылаған шұңқырда) орнатылған, оның айнасының диаметрі 305 метр, ауданы 7.4 гектар, айнасыны фокус аралығы 135 метр биіктікте.

ССРО-ның Ғылым Академиясының жанында солтүстік Кавказда Зеленчук станциясында жақын жерде 1700 мет|р биіктікте РАТАН-600 деп аталатын радиотелескоп 1975 жыи іске қосылған. Ол 895 бөлек-бөлек айнадан тұрады, айнаның әрбіреуінің мөлшері 2м х 7.5м. Қабылдайтын айнаның радиусы 600 метрлік дөңгелек (10000 шаршы метр ауданды алып жатыр). Радиотелескоп электрондык есептеу машинасы арқылы басқарылады, қабылдайтын радиотолқында ұзындығының шекарасы 8мм-ден 30 см-ге дейін болып келеді. Қырымда диаметрі 22 метрлік қозғалмал радиотелескоп орнатылған. Мұндай радиотелескопты ажыратқыш қабілеті 1 доғалық минуттан артпайды.Радиотелескоптардың ажыратқыш қабілеті бірнеше радиотелескопты өзара біріктіріп жұмыс істету аркылы жүзеге асады, ондай құралды радиоинтерферометрлер деп атайды.

2.1. Астрономиялық құралдар.

Астрономиялық құралдар- астрономиялық бақылауларға және оларды өңдеуге арнлаған құрал-жабдықтар. Астрономиялық құралдарды бақылау аспаптарына (телескоптарға), бақылауға арналған көмекші құралдарға, жарық қабылдайтын және оны талдайтын аппаратураларға, уақыт құралдарына, лабораториялық құралдарға, көмекші есептеуіш машиналарға және көрнекті құралдарға топтап бөлуге болады. Оптикалық телескоптар зерттелетін аспан шырақтарының жарығын жинауға және олардың кескіндерін түсіруге арналған. Олар оптикалық схемалары бойынша айналық жүйе (рефлекторлар), линзалық жүйе (рефракторлар) және аралас айналы-линзалы жүйе (Шмидт телескопы, Максутов телескопы т.б.) болып ажыратылады. Телескоптар қолданылуына қарай бірнеше түрге бөлінеді (қ. Телескоп). ХХ ғасырдыңдың орта кезінде жасалған дүние жүзіндегі ең үлкен оптикалық телескоп — Маунт-Паломар обсерваториясындағы (АҚШ) айнасының диаметрі 5 м-лік рефлектор. 1970 жылдары КСРО-да Солтүстік Кавказда диаметрі 6 м-лік рефлектор құрастырылды. Аспан объектілерінің координаттарын анықтау және уақыт қызметін жүргізу үшін меридиан дөңгелегі, пассаждық аспаптар, вертикаль дөңгелектер, зенит-телескоптар, зениттік көру түтіктері, призмалық астролябия т.б. аспаптар қолданылады. Астрономиялық-геодезиялық экспедицияларда пассаждық типтес аспаптар, зенит-телескоптар, теодолиттер пайдаланылады. Күнді бақылайтын ірі телескоптар мұнаралық және горизонтальдық телескоптарға бөлінеді. Олардағы жарық бір немесе екі жылжымалы жазық айналармен бағытталып жіберіледі. Күн тәжі мен хромосфераны бақылау үшін коронограф, атмосфералық және фотосфералық телескоптар қолданылады. Тез қозғалатын Жердің жасанды серіктері арнаулы фотокамерамен суретке түсіріледі. Аспан объектілерін бақылағанда кейбір көмекші құралдар да (окулярлық микрометрлер, кассетелар т.б.), сондай-ақ жарықты қабылдайтын және оны талдайтын аппаратуралар да (астроспектрографтар, объективтік призмалар) пайдаланылады. Ежелгі дәуірлерде уақыт құралдары күн сағаты, гномон болды, сонан соң Күннің не жұлдыздың аспан меридианымен қиылысу мезеті қабырғалық квадрантпен анықталды. Қазіргі астрономияда бұл мақсат үшін пассаждық аспаптар қолданылады. Уақытты анықтайтын дәл маятникті приборлар ретінде Шорт сағаты, Федченко сағаты ұзақ уақыт бойы пайдаланылып келді. Қазір олардың орнын кварц сағаты және молекулалық (немесе атомдық) сағат ауыстыра бастады. Бақылау нәтижесінде алынған фотосуреттерді өңдеу үшін лабораториялық құралдар — аспанның бір учаскесінің екі фотосуретін салыстыру үшін блинк-компараторлар, спектрограммадағы спектрлік сызықтардың толқын ұзындығын өлшеу үшін компараторлар, спектрограммадағы спектр қарқындылығының таралуын өлшеу үшін микрофотометрлер, жұлдыз жарықтылығын оның фотографиясы бойынша анықтау үшін жұлдыздық микрометрлер т.б. қолданылады. Бақылаунәтижелерін өңдеуге байланысты есептеулер жүргізуге арналған есептеуіш машиналар пайдаланылады. Көрнекті құралдар қатарына Күн жүйесінің моделі теллурий және строн. құбылыстарды сфералық күмбездің ішкі бетінен көрсетуге мүмкіндік беретін планетарий жатады.

2.2.Телескоп және оның түрлері.

Телескоп, сыңардүрбі (теле және грекше skopeo – қараймын) – аспан шырақтарын электр-магниттік сәуле арқылы бақылауға арналған астрономиялық құрал. Телескоп гаммалық телескоп, рентген, ультракүлгін, оптикалық, инфрақызыл және радиотелескоп; оптикалық сұлбасы бойынша айналы (рефлектор), линзалы (рефрактор) және айналы-линзалы телескоп болып бөлінеді. Телескоптардың көмегімен фотографиялық, теледидарлық, электронды-оптикалық, т.б. сәуле қабылдағыштарды пайдалану арқылы фотографиялық, спектрлік, т.б. бақылаулар жүргізіледі. Телескоптар пайдалану ретіне қарай: астрофизикалық (жұлдыздарды, планеталарды, тұмандықтарды зерттейтін) телескоп, Күн телескопы, астрометрикалық телескоп, серіктік фотокамералар (Жердің жасанды серіктерін бақылайтын), сондай-ақ метеорларды бақылайтын метеор патрульдері мен кометаларды бақылайтын телескоп, т.б. болып бөлінеді. Телескоптың (оптикалық рефрактордың) көмегімен алғашқы астрономиялық бақылауды Г.Галилей жүргізді. Түрлері радиотелескоп – жер атмосферасының мөлдірлік терезесі диапазонында космостық обьектілердің радиосәулеленуін кабылдауға және тіркеуге арналған кұрылғы.

Оптикалық телескоптар

Оптикалық телескоптардың негізінен екі түрі қолданылады. Олар- линзалы немесе рефракторлы, айналы немесе рефлектролы телескоптар. Рефрактордың жарық сәулелерін жинақтайтын обьективті шыны линзалардан жасалады, ал рефлектор объективінің орнында ойыс айна болады. Астрономиялық обсерваториялардағы ірі телескопты көргенде экскурсияға барғандар әдетте ол неше есе үлкейтеді деп сұрайды. Ал телескоптың негізгі қасиеті үлкейту емес, аспан денесінен жеткен жарық энергиясын неғұрлым көбірек жинақтау деген жауапты естігенде олардың таң қалатындары бар. Аспан денелерінен Жерге параллель жарық сәулелері келіп жетеді, ал көзге оның түкке тұрмайтын үлесі ғана түседі, өйткені қарашықтың диаметрі өте кішкентай және ол 6-7 мм- ден

аспайды. Әжептәуір үлкен телескоп объективі мол жарық ағынын қабылдайды да, оны жинақтап, жай, көзге көрінбейтін көмескі аспан объектілерін байқауға мүмкіндік береді.

Оптикалық телескоптар зерттелетін аспан шырақтарының жарығын жинауға және олардың кескіндерін түсіруге арналған. Олар оптикалық сұлбалар бойынша айналық жүйе (рефлекторлар), линзалық жүйе және аралас айналы-линзалы жүйелері болып ажыратылады. Телескоптар қолданылуына қарай бірнеше түрге бөлінеді. 20 ғасырдың орта кезінде жасалған дүние жүзіндегі ең үлкен оптикалық телескоп (АҚШ-тағы Маунт-Паломар абсерваториясында) айнасының (рефлекторының) диаметрі 5м болды. Аспан объектілерінің координаттарын анықтау және уақыт қызметін жүргізу үшін меридиан дөңгелегі, зенит-телескоптар, зениттік көру түтіктері, призмалық астролябия т.б. аспаптар қолданылады. Күн тәжімен хромосфераны бақылау үшін коронограф, атмосф және фотосфералық телескоптар қолданылады.

2.3. Астрономиялық сағаттар

Сағат - тәуліктiң ағымдағы уақытын анықтайтын және бір тәуліктен кіші уақыт аралықтарының ұзақтығын бірліктермен өлшейтін құрал.

Жүректің соғуы, теңіз суының көтерілуі мен қайтуы, күннің шығуы мен батуы, жыл мезгілдерінің алмасуы.... Осылардың бәріне ортақ не деп ойлайсыңдар?! Ол - бұлардың белгілі бір уақыт аралығында үздіксіз қайталанып отыруы, Күн мен түннің алмасуын, Күн мен Айдың қозғалысын бақылай отырып, адам баласы жылды айларға, айды күндерге, ал күнді бұдан анағұрлым қысқа уақыт бөліктері сағаттарға бөле бастаған.

Ал уақытты қалай анықтауға болады? Уақытты санаудың ең қарапайым құралы - күн сағаты болған. Оны жасап алудың еш қиындығы жоқ еді: жазық алаңқайдың ортасына қазықша қағылады; күн ашықта әлгі қазық қазіргі сағаттардың уақыт көрсететін бөліктеріне сәйкес сызылып қойылған алаңқайға өзінің көлеңкесін түсіріп тұрады. Күн бойы көлеңке үздіксіз жылжып отырады, сөйтіп оның жылжу қалпына қарап, адамдар күн мезгілін анықтаған. Бірақ мұндай сағаттар бұлтты күндері немесе түнде уақыт көрсете алмайтын еді. Сондықтан да адамдар уақыт анықтаудың басқа жолдарын қарастыра бастайды. Сөйтіп су сағаты ойластырылып табылған болатын.

Кварцтық сағаттар ( орыс. кварцевые часы ) — уақытты дәл өлшеуге арналған аспап. Онда уақытты есептеу үшін кварцтық резонатордың тербелістері қолданылады. Уақытты санау дәлдігі кварцтық резонатордың тербелістер жиілігінің тұрақтылығымен және оның құндылығымен анықталады. Резонатор тербелістерін қоздыру үшін кварцтық генератор пайдаланылады. Кварцтық сағаттар жиілікті тұрлендіргіштерден, синхронды қозғалтқыштан немесе цифрлық санау құрылғысынан және дәл уақыттың сигналдарын беретін түйіспелі құрылғыштан тұрады. Метрологияда, уақыт санауда бір уақытта 2 немесе 3 Кварцтық сағаттар данасы қолданылады да олардың көрсеткіштерін бір-бірімен немесе жиіліктің кванттық стандартымен, сонымен қатар астрономиялық бақылау мәліметтерімен салыстырылады.

Күн сағаттары — Күн көзі арқылы уақыт анықтауға қолданылатын аспап. Ол ортасында дүние осіне параллель бағытта қозғалмайтын етіп бекітілген стержені мен пластинкасы бар тең бөліктерге бөлінген қиферблаттан тұрады. Стерженьнің қиферблатқа түскен көлеңкесі өзінің әр уақыттағы тұрған қалпымен күннің тура уақытын көрсетіп тұрады. Әдетте күн сағаттарының дәлдігі бірнеше минуттан аспайды.

2.4.Астрограф.

Астрограф- (грек. аstro және grбpho — жазамын) — аспан денелерін суретке түсіруге арналған астрономиялық құрал. Ол рефрактор, рефлектор не айналы-линзалы телескоп сұлбасы бойынша құрастырылады. Окуляр орнатылған жағына фотопластинкасы бар кассета қойылады. Астрографтың аспан сферасының тәуліктік қозғалысына ілесе айналып отыруы дәл жүретін сағат механизмімен атқарылады және қондырғыдағы негізгі оптикалық түтікке параллель орнатылған екінші оптикалық түтік арқылы тексеріледі. А-тың негізгі сипаттамасы — объективтің фокус аралығы. Жұлдыздар мен планеталардың қалпын, қозғалысын өлшеу үшін қарапайым А. (фокус аралығы 3,5 м), аймақтық А. (фокус аралығы 2,0 м) пайдаланылады. Ал жұлдыз параллаксін және қос жұлдыздарды анықтау үшін ұзын фокусты А. (фокус аралығы 10-15 м) қолданылады.

2.5.Квадрант

Квадрант- теңіздік және авиациялық астрономияда қолданылатын астрономиялық бұрыштарды өлшейтін құрал. Мұның көмегімен аспан шырақтарының биіктігін және жердегі нүктелердің арасындағы бұрыштарды өлшейді. Бақылау уақытында секстантты ешқайда бекітпей қолда ұстайды.Секстант аспан шырағының көкжиек үстіндегі биіктігін, сондай-ақ, аспан шырақтарының арасындағы бұрыштық қашықтықтарды өлшеуге арналған бұрыш өлшеуіш көне астрономиялық аспап, ол 17 ғасырдың соңынан бастап қолданылмайды.

2.6.Планетарий.

Планетарий (жаңа лат. planetarіum, лат. planeta — планета, ғаламшар) — жұлдызды аспан, күн, ай және планеталардың кескінін жарты сфералық күмбез түріндегі экранға түсіріп көрсетуге арналған аппарат. Оптикалық Планетарийдің көмегі арқылы жұлдызды аспан айналысы, Күннің, Айдың және планеталардың қозғалысы, тұтылуы, т.б. астрономиялық құбылыстар экранда бейнеленеді. Алғашқы оптикалық Планетарийді неміс инженері В.Бауэрсфельд құрастырған (1924).

.

Қорытынды.

Қорыта келгенде астрономиялық құралдар - астрономиялық бақылауларға және оларды өңдеуге арналған құрал-жабдықтар болып табылады. Астрономиялық құбылыстарды бақылау аспаптарына (телескоптарға), бақылауға арналған көмекші құралдарға, жарық қабылдайтын және оны талдайтын аппаратураларға, уақыт құралдарына, лабораториялық құралдарға, көмекші есептеуіш машиналарға және демонстрациялық құралдарға топтап бөлуге болады.

Аспан объектілерін бақылағанда кейбір көмекші құралдарда (окулярлық микрометрлер, кассеталар т.б.) , сондай-ақ жарықты қабылдайтын және оларды талдайтын аппаратураларда пайдаланылады. Ежелгі дәуірлерде уақыт құралдары күн сағаты, гномон болды, сонан соң күннің не жұлдыздың аспан меридианымен қиылысу мезеті қабырғалық квадрантпен анықталады. Уақытты анықтайтын дәл маятникті приборлар ретінде Шорт сағаты, Федченко сағаты ұзақ уақыт бойы пайдаланылып келді. Қазір олардың орнын кварц сағаты және молекулалық (немесе атомдық) сағат ауыстыра бастады. Бақылау нәтижесінде алынған фотосуреттерді өңдеу үшін лабораториялық қуралдар аспанның бір учаскесінің екі фотосуретін салыстыру үшін блинк – компараторлар, спектрограммадағы спектрлік сызықтардың толқын ұзындығын өлшеу үшін компараторлар, спектрограммадағы спектр қарқындылығының таралуын өлшеу үшін микрофотометрлер, жұлдыз жарықтылығын оның фотографиясы бойынша анықтау үшін жұлдыздың микрометрлер, т.б. қолданылады. Бақылау нәтижелерін өңдеуге байланысты есептеулер жүргізуге арналған есептеуіш машиналар пайдаланылады. Демонстрациялық құралдар қатарына күн жүйесінің моделі теллурий және астрономиялық құбылыстарды сфералық күмбездің ішкі бетінен көрсетуге мүмкіндік беретін планетарий жатады.

Қазіргі астрономияның зерттеу ауқымы кеңейіп, көп салалы ғылымға айналды. Астрономия ғарыш кеңістігіндегі жекелеген денелерде немесе денелер жүйесінде болып жатқан құбылыстарды зерттейді.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі.

1. А.П.Клищенко В.И.Шупмак «Астрономия» Москва 2004ж.

2. Б.А.Воронцев-Вельяминов «Астрономия» Алматы 1992ж.

3. В.В.Подобед В.В.Нестеров «Общая астрометрия» Москва 1975ж.

4. Е.П.Левитан «Астрономия» Алматы 2002ж.

5. Қ.И.Имажанова «Астрономия терминдерінің қысқаша орысша-қазақша түсіндірме сөздігі» Алматы 1997ж.

6. М.М.Дагаев В.М.Чаругин «Астрофизика» Алматы 1999ж