Крымская астрофизическая обсерватория


История создания

30 июня 1945 года правительством СССР было приняло решение о создании Крымской астрофизической обсерватории как самостоятельного научного учреждения.

По результатам экспедиций 1944-45 гг. наилучшим местом для строительства обсерватории оказалось обширное плато на высоте 570 м в в 30 км от Симферополя между селениями Прохладное (б. греческое Мангуш) и Верхоречье (б. Бия Сала). Завершить первую очередь обсерватории планировали через 10 лет, она должна была обеспечить выполнение фундаментальных научных исследований. Строительство на новой площадке началось уже в 1946 г. Начиная с 1949 г. на новом месте один за другим входили в строй новые телескопы: в 1949 г. - 40 - см двойной астрограф, в 1951 г. - 50-см рефлектор системы Максутова, в 1952 г. - 1.22-м рефлектор, крупный для своего времени телескоп, изготовленный фирмой Цейсс в 1908-1915гг, вывезенный из Германии по репарации взамен уничтоженного метрового Симеизского рефлектора. Он активно использовался для спектральных исследований. В 1958 году проф. Н.А. Козырев открыл на нем извержение вулкана на Луне.


В 1952 г. директором обсерватории стал А.Б. Северный, будущий известный ученый, академик АН СССР, лауреат Государственных премий. Он не только возглавлял обсерваторию, но и руководил отделом физики Солнца.

Для углублённого и всестороннего исследования Солнца в 1950-54 гг. был создан комплекс оптических телескопов, который включал внезатменный коронограф КГ-1 для наблюдений хромосферы с фильтром Н-альфа; башенный солнечный телескоп БСТ-1 конструкции А.Б. Северного, имеющий диаметр зеркала – 60 см, БСТ-2 с главным зеркалом диаметром 45 см. Эти инструменты, оснащенные спектрографами и магнитографом позволяют изучать вспышечные явления по всей высоте атмосферы Солнца, измерять величину и направление магнитного поля в отдельных образованиях.

Комплекс оптических телескопов

В 1953 г . организован отдел ионосферы и радиоастрономии, в котором работало несколько групп, изучающих геофизических проявлений солнечной деятельности, магнитное поле Земли, космические шумы в полярной шапке. В 1955 г. начаты регулярные наблюдения Солнца на изготовленном в КрАО радиотелескопе метрового диапазона волн. В 1957 г. начал работал радиоспектрограф в диапазоне от 2 до 3 м, в 1958 г. - радиотелескоп 10-см диапазона.

К 1955 г. были построены мастерские, здание гостиницы (в котором до 1962 г. были рабочие кабинеты, столовая и конференц-зал), несколько двухэтажных домов для сотрудников, начато строительство главного здания и школы. В 1953 г. был заложен обширный парк. Постепенно вокруг обсерватории вырос поселок, который в 1957 г. получил свой статус, закрепленную территорию и по предложению зам. директора П.П. Добронравина назван "Научный".

В связи с завершением строительства первой очереди КрАО 19 - 22 сентября 1955 г. состоялась конференция по проблемам исследования Солнца, звезд, галактик и межзвездной среды. В конференции участвовало более ста советских астрономов и физиков и около десяти зарубежных ученых. На совещании были представлены результаты работ известных ученых мира и ведущих ученых Крымской астрофизической обсерватории.

Комплексный подход к исследованию солнечной активности и её влияния на межпланетное пространство позволил успешно провести наблюдения во время МГГ (Международный Геофизический Год, 1957 – 1958 гг.). В период МГГ КрАО была ответственна за составление каталога магнитных полей солнечных пятен.

На магнитографе БСТ удалось получить важные результаты по структуре магнитных полей и движению плазмы в активных областях Солнца. Эти наблюдения и результаты постоянного мониторинга событий на КГ – 1 легли в основу теории вспышек, развитую А.Б. Северным, а также в основу серьезных работ по прогнозированию вспышек. В течение нескольких лет во время пилотируемых космических полетов проводился так называемый "Алерт Северного", когда все обсерватории СССР присылали в КрАО свои радио- и оптические наблюдения, на основе которых составляли прогноз солнечной активночти на 3 дня вперед с вероятностью до 90%.

Важными событиями, завершившими 50-е годы, были проекты создания крупных отечественных телескопов для наблюдения звезд и галактик. В 1954 г. Ленинградское оптико-механическое объединение (ЛОМО) получило заказ Правительства на изготовление для КрАО рефлектора 2.6 м. Был организован комитет АН СССР по строительству телескопа, председателем его был Владимир Борисович Никонов, гл. конструктором - Баграт Константинович Иоаннисиани. Строительство телескопа началось в 1956 г.

В январе 1959 г. был утвержден заказ на изготовление этой же фирмой многофункционального автоматизированного телескопа диаметром 1.25 м для проведения высокоточных фотометрических и спектрофотометрических работ. Идея его постройки принадлежит В.Б Никонову.

В 1957 г. в КрАО впервые в мире были проведены наблюдения звезд и галактик с применением каскадных ЭОПов и показана перспективность их использования в астрофизических исследованиях. Была начата подготовка к установке на строящийся 2.6-м телескоп прибора, оснащенного лучшим для того времени трехкамерным ЭОПом.

В 1959 г. из Симеиза в Научный была перевезена и переоборудована для изучения вспыхивающих звезд светосильная 640 мм камера.

В 60-е годы завершается создание основной наблюдательной базы Крымской астрофизической обсерватории. КрАО становится самым большим научным учреждением астрофизической направленности в СССР и одной из лидирующих обсерваторий в мире.

В 1961 г. начал работу самый крупный в то время в СССР и в Европе телескоп диаметром 2.6 м. Он является первым проектом по созданию больших телескопов в СССР. Впервые в СССР телескоп и башня были снабжены современными для своего времени системами управления и гидирования. Телескопу было присвоено имя его идейного создателя - академика Г.А. Шайна.

В 1963 г. на 50-см телескопе МТМ-500 начались наблюдения с телевизионной аппаратурой, что позволило получать фотометрические и спектральные данные для слабых объектов. Появилось несколько небольших телескопов для фотоэлектрических наблюдений звезд.

В 1965 г. установлен 70 см рефлектор АЗТ-8, изготовленный в ЛОМО. На нем проходил испытания первый экземпляр пятиканального сканера, другой экземпляр был изготовлен для космического телескопа «Спика», выведенного на орбиту в 1983г.

Для исследований состояния атмосферы и работ по абсолютной спектрофотометрии звезд, имевших фундаментальное и прикладное значение, в 1967 г. установлен 20 см менисковый телескоп системы Максутова, изготовленный в ЛОМО.

В 1966 г. на площадке в п. Кацивели был закончен монтаж 22-м радиотелескопа, на котором в сантиметровом и миллиметровом диапазонах стали наблюдать Солнце, нестационарные звезды и галактики.

Исследования в области астрофизики высоких энергий начались в КрАО в 1955г., через три года была открыта станция космических лучей, из которой впоследствии выросла лаборатория гамма-астрономии. С 1961 г. по 1965 г. измерения потока космических лучей в стратосфере проводились на шарах-зондах. С 1965 г. в лаборатории приступили к созданию регистраторов черенковских вспышек (РЧВ) в атмосфере Земли. Оптический гамма телескоп первого поколения РЧВ-1 был запущен в действие в 1969 г.

В конце 1969 г. началась реконструкция солнечного телескопа БСТ-1, которая завершилась в 1974 г. Высота башни увеличилась до 25 м, оптическая система телескопа, изготовленная в КрАО, полностью зеркальная, все зеркала ситалловые, целостатное зеркало имеет диаметр 120 см, главное - 90 см. Был модернизирован магнитограф и приспособлен для измерения магнитных полей и исследования их структуры. БСТ стал лучшим солнечным телескопом Европы. Для наблюдения Солнца открылись новые возможности.

В 1974 г. А.Б. Северный, В.А. Котов и Т.Т. Цап открыли глобальные пульсации Солнца с периодом 160 мин. (амплитуда изменения радиуса Солнца до 10 км). Начато новое направление исследований – гелиосейсмология, изучающее колебательные процессы на Солнце. В 1985 г. КрАО вручено свидетельство Госкомитета СССР по делам изобретений и открытий на открытие № 274 «Свойство Солнца пульсировать периодически» с приоритетом 2 июня 1975 года.

В 1978 г. начал работать коронограф КГ-2 конструкции Г.М. Никольского, позволяющий получать одновременно спектр отдельных деталей на Солнце и их изображение в линии водорода Н-альфа с высоким пространственным разрешением.

Исследования Солнца охватывали широкий круг теоретических задач, касающихся образования спектральных линий в атмосфере с учетом магнитного поля, природы колебательных процессов на разных глубинах Солнца, магнито-гидродинамических процессов.

Для выполнения астрофизических задач по исследованию звезд и галактик было усовершенствовано имеющееся оборудование и созданы новые приборы с применением эффективных светоприемников. В первичном фокусе телескопа ЗTШ с помощью приставки с трехкаскадным ЭОПом начались исследования внегалактических объектов. С телевизионной аппаратурой получали данные о движении искусственных спутников Земли и далеких космических объектов. В фокусе кудэ был установлен первый в стране спектрограф с тремя Шмидтовскими камерами для детального анализа звездных атмосфер. Для фокуса Нэсмита в 1964 г. был изготовлен специальный спектрограф с трехкаскадным ЭОПом, проработавший около 30 лет. В настоящее время спектрограф оснащен ПЗС приемником.

С 1969 г. начались фотополяриметрические исследования звезд и галактик с помощью одноканального поляриметра, измеряющего линейную и круговую поляризацию с высокой точностью и высоким временным разрешением.

Для исследования звездных магнитных полей в 1969 г. был разработан и создан первый в мире звездный сканер-магнитометр, в 1973 г. был установлен поляриметр для измерения круговой поляризации. В начале 70-х г. была изготовлена аппаратура и выполнены работы по лазерной локации Луны. Для исследования звезд были получены спектрографы высокого разрешения.

В этот период обсерватория является одним из мировых центров комплексных массовых исследований галактик и звезд на разных стадия эволюции. Детально изучались строение звезд и звездных систем, различные виды проявлений нестационарности, масштабы и временные характеристики нестационарных образований и процессов, химический состав звездных атмосфер, решались проблемы активности звезд и галактик. Результаты этих исследований широко использовались в теоретической астрофизике, моделировании звездных систем и нестационарных явлений.

Начиная с 80-х г. внедряются новые технологии наблюдений и обработки с использование ПЗС приемников и вычислительной техники. В 1985 г. установлена ПЗС камера на спектрографе в фокусе кудэ ЗТШ, в 1987 г. сканер-магнитограф ЗТШ был заменен изготовленным в обсерватории стоксметром с ПЗС матрицей, на котором выполняют высокоточные (до единиц Гс) измерения магнитных полей звезд. В 1988 г. начал работать двухлучевой поляриметр-магнитометр с акустооптической модуляцией.

В 1981 г. начал работать 1.25 м рефлектор, который стал основным инструментом для фотометрических и поляризационных исследований звезд и ярких галактик, малых тел Солнечной системы. Телескоп изготовлен в ЛОМО, оснащен системой наведения и управления штатной аппаратурой через ЭВМ, оффсетным и телевизионным гидами, обеспечивает наблюдение быстродвижущихся объектов. Фотометр и спектрофотометр этого телескопа в начале 80-х г. были заменены на пятиканальный UBVRI фотометр - поляриметр конструкции В. Пииролы из Хельсинского Университета. Прибор в комплексе с компьютером обеспечивает наблюдения с высоким временным разрешением и обработку в реальном времени.

В лаборатории гамма-астрономии параллельно с наблюдениями на оптическом телескопе РЧВ-1 в 1973 г. начали работу по созданию наземного гамма-телескопа второго поколения ГТ-48, которую завершили в 1979 г. Общая площадью зеркал составила 54 кв. м., поле зрения – 2.6 градусов. ГТ-48 является уникальным сооружением, представляет собой первую в мире стереоскопическую установку для регистрации черенковских вспышек, вызываемых как протонно-ядерной компонентой космических лучей, так и гамма - квантами сверхвысоких энергий при их попадании в атмосферу Земли.

В научной деятельности обсерватории важное место занимали и космические исследования. С момента запуска первого искусственного спутника Земли в 1957м году развитие КрАО проходило в тесном контакте с космонавтикой. В солнечном отделе с особой тщательностью занимались прогнозированием вспышек, которые могли представлять опасность для жизни космонавтов. В лаборатории физики звезд проводили работы по определению координат далёких искусственных космических объектов. Эти работы были отмечены Государственными премиями.

Космическая тематика обсерватории включала также фундаментальные астрофизические исследования. В 1958 г. А.Б. Северный организовал отдел экспериментальной астрофизики для внеатмосферных исследований Солнца. Первой попыткой провести внеатмосферные исследования в КрАО было создание в 1958 г. ракетного спектрометра. Эксперимент не состоялся из-за технических трудностей, не позволивших уложиться в отведенные сроки. В декабре 1959 г. коротковолновой спектрометр КДС-1 был запущен на 3-м корабле-спутнике и зарегистрировал спектр Солнца в узкой УФ участке. В 1967 г. запущен модернизированный КДС-2 на ИСЗ «Космос-166».

Широкоугольные двухканальные фотометры АФ-1 и АФ-2 работали на ИСЗ Космос-51(1964) и Космос-213 (1968) для изучения интегрального свечения неба, физических характеристик пыли и газа межпланетного и межзвездного пространства. Эти исследования были продолжены на аппарате «Луноход-2» (1973) с помощью модернизированного двухканального фотометра АФ-3. Впервые были измерены ультрафиолетовое и видимое свечение лунного неба в районе кратера Лемонье. Было обнаружено существование нестационарной пылевой атмосферы Луны с оптической толщиной 10-6 .

В 1978 году в КрАО был изготовлен совместно с Марсельской лабораторией космических исследований (Франция) ультрафиолетовый спектрометр ГАЛАКТИКА с полем зрения 36 кв. градусов. Его установили на высокоапогейных спутниках ПРОГНОЗ-6 (1977) и ПРОГНОЗ-7. В результате эксперимента получено большое число спектров фона неба в диапазоне 1200-1900 А для 26 площадок неба.

В 1975 году в КрАО был создан Орбитальный Солнечный Телескоп - ОСТ-1, установленный на борту станции Салют-4, с которым работали две экспедиции космонавтов; результаты их наблюдений позволили выявить характеристики тонкоструктурных образований вспышек и флоккулов в переходной зоне хромосфера - корона.

С 1983 г. по 1989 г. на вытянутой до 200 000 км от Земли орбите на станции АСТРОН работал автоматический звездный телескоп с зеркалом диаметром 0.8 м, сконструированный и изготовленный в КрАО совместно с НПО им. C.А. Лавочкина и с участием Марсельской лаборатории (Франция). На нем в ультрафиолетовом участке спектра выполнены уникальные наблюдения звезд, галактик, кометы Галлея, Сверхновой 1987 и других космических объектов. Создание этого телескопа также было отмечено Государственной премией.

В 1988-89 гг. на межпланетной станции «Фобос» с помощью прибора, построенного в КрАО при участии Франции и Швейцарии, впервые был осуществлен внеатмосферный гелиосейсмический эксперимент «ИФИР». Были получены спектры частот глобальных колебаний Солнца.

В 1988-92 г. Крымская астрофизическая обсерватория была ведущей организацией по международному проекту "Спектр-УФ", который позволит вывести на высокоапогейную орбиту телескоп диаметром 1.7 м.

C 1963 по 1995 год на 40-сантиметровом астрографе было получено более 61 500 положений малых планет, открыто около 17 тыс. не нумерованных (не известных наблюдателю к моменту их обнаружения) астероидов. Международным Центром зарегистрированы как открытые в КрАО 1286 новые малые планеты, получившие постоянные номера, и 7 комет. Эти работы удостоены престижных международных наград.