ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Введение
Мы живем на маленькой планете около небольшой звезды в гигантской галактике, которая тем не менее сама теряется на невероятных просторах Вселенной. Практически все, что есть в космосе, от нас очень далеко, а некоторые объекты от нас отделены просто невообразимым расстоянием.
Актуальность темы проекта заключается в том, что астрономические знания совершенно необходимы для формирования научного мировоззрения. За последние несколько десятков лет знания человека об окружающем его мире, Вселенной, в которой он живет, значительно расширились, благодаря разработкам новых астрономических приборов, позволяющих изучать Вселенную на глубинах до нескольких десятков-сотен миллионов световых лет. Размер же принципиально наблюдаемой Вселенной около 14 млрд. световых лет.
Современные обсерватории и оптические телескопы на Земле подходят к своему техническому пределу, земная атмосфера даже на больших высотах значительно искажает изображение, получаемые из космоса, электронные средства адаптации зеркала имеют свои предельные характеристики.
Как преодолеть эти ограничения, создаваемые самой Землей? Пример телескопа «Хаббл» дал очень поучительный результат: в открытом космосе эти ограничения отсутствуют, хотя и Солнечная система, и галактика Млечный Путь создают свой оптический фон, и возникают другие ограничения, связанные с техническими возможностями современных космических аппаратов и систем выведения на орбиту.
Как решить эти задачи? Может создать специальную обсерваторию на Луне?
В связи с этим актуальность является очевидным.
Объектом проекта является астрономические процессы.
Предметом проекта является современные технологии в астрономии. Гипотеза – перспективы и возможности астрономического приборостроения, ответ по которой позволит понять физические основы современных методов астрономических исследования и осознать место человека во Вселенной.
Таким образом, целью работы является ответ на вопрос о перспективах и возможностях астрономического приборостроения.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
1. Изучить учебную, методическую и научную литературу по проблеме «астрономическое приборостроение и астрономические наблюдения»
2. Отобрать учебный и методический материал по указанным проблемам.
3. Сделать выводы.
С точки зрения науки
-
Эволюция телескопов и обсерваторий: история развития и появления-
История развития обсерваторий
-
Обсерватория — это научное учреждение, в котором сотрудники — учёные разных специальностей — наблюдают за природными явлениями, анализируют наблюдения, на их основе продолжают изучать то, что происходит в природе.
Обсерватории строят в тех местностях, которые дают учёным максимум материала для исследований. В светлое время дня солнечные лучи заметно нагревают любые предметы и сооружения. В результате этого купол обсерватории так нагревается, что горячий воздух начинает активно струится с его поверхности. В знойный день горячий воздух устремляется вверх, и можно заметить, как изображение словно колышется. Это приводит к тому, что проводить астрономические наблюдения становится невозможно. Чтобы минимизировать вредный эффект, на здание обсерватории наносится светоотражающее покрытие, плюс ко всему устанавливаются мощные системы охлаждения и вентиляции.
В большинстве случаев астрономический купол выполняется сферической формы, вращающимся во все стороны горизонта, можно нацелить телескоп в любую точку небосвода – от плоскости горизонта до вертикальной линии зенита. Слайд 2
Астрономические — самый древний вид обсерваторий. В древности постройки были конечно же крайне простыми и нефункциональными относительно современных. Древнейшие из обсерваторий найдены археологами и историками на землях Мексики, на территориях Вавилона и Персии, Перу и Ассирии, Древних Китая и Египта, и многих других странах. За небом наблюдали жрецы, их можно считать первыми астрономами.
Источник: https://www.vseznaika.org/tehnika/chto-takoe-observatoriya-i-dlya-chego-ona-nuzhna
Одна из старинных обсерваторий известна и узнаваема во всем мире, это легендарный Стоунхендж, расположенный недалеко от Лондона. Его создали в каменном веке, сооружение было предназначено для проведения религиозных обрядов и наблюдения за небом, то есть сочетало в себе функции храма и обсерватории. Понять второе назначение человечество смогло не сразу. Исследователи обратили внимание, что огромные плоские камни расположены в определенной последовательности, и сделали такие выводы. Слайд3
На территории Армении найдена еще одна древнейшая обсерватория, построенная около 5 тыс. лет назад.
В XV веке в Самарканде великий астроном Улугбек построил выдающуюся для своего времени обсерваторию, в которой главным инструментом был огромный квадрант для измерения угловых расстояний звезд и других светил. Известна гигантская самаркандская обсерватория, где Улугбек — потомок легендарного Тимура-Тамерлана — вёл наблюдения за перемещением Солнца, описывая его с небывалой до того точностью. Обсерватория радиусом 40 м имела вид секстанта-траншеи с ориентацией на юг и отделкой мрамором. Слайд4
Первой обсерваторией в современном смысле этого слова был знаменитый музей в Александрии, устроенный Птолемеем II Филадельфом. Аристилл, Тимохарис, Гиппарх, Аристарх, Эратосфен, Геминус, Птолемей и другие добились здесь небывалых результатов. здесь уже использовались большие телескопы-рефракторы.
А одной из самых продвинутых обсерваторий был Ураниборг, или Небесный замок, — владение Тихо Браге, датского придворного астронома. Обсерватория была оснащена лучшим, самым точным на то время инструментом, имела собственные мастерские по изготовлению инструмента, химическую лабораторию, хранилище книг и документов и даже печатный станок для собственных нужд и бумажную мельницу для производства бумаги — роскошь по тем временам королевская! https://zen.yandex.ru/media/scandinews/grustnaia-istoriia-nebesnogo-zamka-pervoi-v-evrope-observatorii-5b6b0fbdfcc28300ab6cd4bf
Королевская обсерватория Гринвич была построена в далеком 1675 году и является старейшим научным учреждением Лондона. Она находится в самом центре Гринвичскго парка на холме и знаменита тем, что здесь находится нулевой меридиан, и посетители Обсерватории могут постоять одновременно в двух полушариях.
https://pytrip.ru/korolevskaya-observatoriya-grinvich-gde-proxodit-nulevoj-meridian/
В 1839 году была открыта Пулковская обсерватория (Санкт-Петербург), ставшая одной из самых известных в мире.
-
Первый телескоп Галилея
В 1609 году появился первый телескоп — главный инструмент любой астрономической обсерватории. Создателем его стал Галилей. Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные, стал Галилео Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива — 4,5 см. Это был очень телескоп-рефлектор: лучи в нём преломлялись, проходя сквозь ряд стеклянных линз.
Он был несовершенным инструментом, обладавшим всеми возможными аберрациями. Тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий. Слайд9
Усовершенствовал телескоп Кеплер: в его приборе изображение было перевёрнутым, но более качественным. Эта особенность стала в итоге стандартной для телескопических приборов.
2 Современные крупнейшие обсерватории и телескопы
2.1Крупнейшие астрономические обсерватории и оптические телескопы
С тех пор как появился первый телескоп астрономия стала другой. Млечный Путь распался на отдельные звезды. На небе обнаружилось громадное количество новых звезд. На Луне – горы и кратеры, а на Солнце – пятна. И все это благодаря оптическому телескопу, или телескопу оптического диапазона. Но если еще точнее, то телескопу видимого диапазона, так как большую часть истории астрономии этими устройствами наблюдали только видимый свет. Обнаружение волн инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов тогда еще было недоступно.
В таких телескопах увеличенное изображение небесного тела наблюдается глазом, нашим естественным детектором электромагнитных волн, или фотографируется. Мы и сейчас повсеместно используем оптические телескопы.
Современные обсерватории представляют собой башни с телескопами в форме цилиндра или многогранника. В них работают оптические телескопы, их располагают в закрытых куполообразных сводах. Также используются радиотелескопы, они собирают световое излучение, обрабатывают его фотографическими или фотоэлектрическими методами, итогом анализа становится важная информация о космических телах.
Обычно такие заведения располагаются за пределами города. Место размещения предварительно оценивается, подходят горные плато с незначительной атмосферной турбулентностью. Такие условия подходят для изучения инфракрасного излучения, которое поглощается нижними слоями атмосферы. Крайне важно, чтобы в выбранном месте была низкая облачность, иначе она будет мешать наблюдениям.
Китайская астрономическая обсерватория или Небесный глаз - крупнейшая на сегодняшний момент в мире астрономическая обсерватория располагается на юго-западе Китая. Строительство началось в 2011 году. Стоимость строительства самого крупного радиотелескопа на нашей планете составила 180 млн долларов.
Сооружение телескопа под названием «Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой» (FAST). заняло пять лет, в результате инженеры смогли построить 500-метровую тарелку, состоящую из 4400 алюминиевых панелей.
Инженерам и строителям пришлось годами жить в одном из горных ущелий вдали от цивилизации, где в первое время даже не было электричества. Именно это заброшенное место выбрали из 400 вариантов: природная долина в горах на высоте примерно 1000 м над уровнем моря идеально подходила по размеру и являлась естественной защитой от радиочастотных помех.
При этом, не стоит забывать о том, что работа с FAST не лишена проблем — так, основная проблема заключается в хранении невероятно большого количества данных, которые в ближайшие несколько лет соберет этот радиотелескоп.
Китайский радиотелескоп способен обнаружить даже самые слабые радиоволны, исходящие от небесных объектов, таких как пульсары и целые галактики. Также специалисты не исключают, что он может быть использован для обнаружения далеких миров, на которых может существовать жизнь.
Паранальская обсерватория или Очень Большой Телескоп (VLT ) представляет собой систему из четырех основных антенн диаметром 8,2 метра и четырех вспомогательных по 1,8 м в диаметре, объединенных в астрономических интерферометр. Это чудо техники расположено в высокогорьях Анд на высоте более 2,5 км над уровнем моря в чилийской пустыне Атакама. Такое расположение телескопа дает большое преимущество: в этой местности можно наблюдать за безоблачным небом почти круглый год, а разреженная атмосфера позволяет избегать искажений, создаваемых движением воздушных масс. Поэтому обсерватория принимает сигнал в оптическом и среднем инфракрасном диапазонах, а обрабатывает полученный материал суперкомпьютер, способный выполнять до семнадцати квадриллионов операций в секунду.
На этом телескопе работают ученые «Европейской южной обсерватории
Астрономическая обсерватория Аресибо расположена в Пуэрто Рико, в 15 км от Аресибо, на высоте 497 м над уровнем моря.
Здесь ведут исследования Корнельский университет и Национальный центр астрономии и ионосферы США. Диаметр тарелки радиотелескопа составляет 304,8 м, а глубина зеркала – 50,9 м. Поверхность рефлектора покрыта 38 778 алюминиевыми пластинами, каждая из которых имеет приблизительный размер 1х2 метра. Само зеркало расположено в естественном углублении, а подвижный облучатель подвешен на тросах к трем опорным фермам, положение которого и определяет, какой участок небосвода окажется в фокусе.
Интересно, что прозрачный для солнечных лучей рефлектор телескопа используется в качестве парника для выращивания сельскохозяйственных культур.