что такое астрономические наблюдения кратко
Методы астрономии
Вы будете перенаправлены на Автор24
Среди методов астрономии, иначе методов астрономических исследований, можно выделить три основных группы:
Сделаем небольшой обзор этих методов.
Астрономические наблюдения
Астрономические наблюдения и обработка их данных, как правило, проводятся в специализированных научно-исследовательские учреждениях (астрономических обсерваториях).
Первая российская обсерватория была построена в Пулково, под Санкт-Петербургом. Составление звезд каталогов звезд, имеющих высочайшую точность, заслуга Пулковской обсерватории. Можно сказать, что во второй половине 19 века, негласно, ей было присвоено звание «астрономической столицы мира», а в 1884 году Пулково претендовало на нулевой меридиан (победил Гринвич).
Современные обсерватории оснащены наблюдательными инструментами (телескопами), светоприёмной и анализирующей аппаратурой, различными вспомогательными приборами, высокопроизводительными ЭВМ и т.д.
Остановимся на особенностях астрономических наблюдений:
Готовые работы на аналогичную тему
Оптической телескоп обладает принципом действия, определяемым его типом. Но независимо от вида, главная его цель и задача заключается в сборе максимального количества света, испускаемого светящимися объектами (звёздами, планетами, кометами и др.), для создания их изображений.
Виды оптических телескопов:
Зеркально-линзовые телескопы сочетают в себе функции рефракторов и рефлекторов.
Рисунок 1. Малый оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Астрономические измерения
Так как измерения в астрономических исследованиях осуществляются с помощью различных приборов и инструментов, проведём их короткий обзор.
Данные машины измеряют одну или две прямоугольные координаты с фотографического изображения или диаграммы спектра. Координатно-измерительные машины оснащены столом, на который помещаются фото и микроскопом с измерительными функциями, применяемым для наводки на светящееся тело или его спектр. Современные приборы могут иметь точность отсчёта до 1 мкм.
В процессе измерения могут возникнуть ошибки:
Ошибки инструмента возникают от его несовершенства, следовательно, должна быть, предварительно осуществлена, его проверка на точность. В частности, проверке подлежат: шкалы, микрометрические винты, направляющие на предметном столе и измерительном микроскопе, отсчётные микрометры.
Ошибки, связанные с человеческим фактором и случайностью, купируются кратностью измерений.
В астрономических измерениях происходит широкое внедрение автоматических и полуавтоматических измерительных приборов.
Автоматические приборы работают на порядок быстрее обычных, и имеют в два раза меньшую среднюю квадратическую ошибку.
Космический эксперимент
Основные тенденции экспериментов в космосе:
Здесь уместно привести примеры экспериментов, проводимых на МКС российскими космонавтами.
Эксперимент по выращиванию растений (Veg-01).
Задача эксперимента – изучить поведение растений в орбитальных условиях.
Было проведено четыре его этапа:
Рисунок 2. Эксперимент «Плазменный кристалл». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
А всего российскими космонавтами на МКС было проведено более 100 космических экспериментов.
Что такое астрономические наблюдения кратко
Основным способом исследования небесных объектов и явлений служат астрономические наблюдения. Астрономические наблюдения — это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной. Такие наблюдения выступают основным источником знаний на эмпирическом уровне.
На протяжении тысячелетий астрономы изучали положение небесных объектов на звездном небе и их взаимное перемещение с течением времени. Точные измерения положений звезд, планет и других небесных тел дают материал для определения расстояний до них и их размеров, а также для изучения законов их движения. Результатами угломерных измерений пользуются в практической астрономии, небесной механике, звездной астрономии.
Для проведения астрономических наблюдений и их обработки во многих странах созданы специальные научно-исследовательские учреждения —астрономические обсерватории.
Для выполнения астрономических наблюдений и обработки полученных данных в современных обсерваториях используют наблюдательные инструменты (телескопы), светоприемную и анализирующую аппаратуру, вспомогательные приборы для наблюдений, электронно-вычислительную технику и др.
Оптические телескопы служат для собирания света исследуемых небесных тел и получения их изображения. Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела, и собирает во много раз больше света, приходящего от светила, чем невооруженный глаз наблюдателя. Благодаря этому в телескоп можно рассматривать невидимые с Земли детали поверхности ближайших небесных тел, а также множество слабых звезд.
После Второй мировой войны начала бурно развиваться радиофизика (физика радиоволн). Усовершенствованные приемники, антенны и оставшиеся после войны радиолокаторы могли принимать радиоизлучение Солнца и далеких космических объектов. Так воз-никла радиоастрономия — одна из ветвей астрофизики. Внедрение радионаблюдений в астрономию обогатило ее множеством выдающихся открытий.
Новым импульсом в развитии астрономических наблюдений явился выход космических аппаратов и человека в космос. Научные приборы и телескопы, установленные на космических аппаратах, позволили исследовать ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение Солнца, других звезд и галактик. Эти наблюдения за пределами земной атмосферы, поглощающей коротковолновое излучение, необычайно расширили объем информации о физической природе небесных тел и их систем.
В исследовании природы небесных тел большое внимание уделяется изучению их электромагнитного излучения. Небесные тела в зависимости от своего физического состояния излучают электромагнитные волны различной длины. В вакууме электромагнитные волны всегда распространяются с одинаковой скоростью с = 3 × 108 м/с. Очень важным свойством электромагнитного излучения является то, что скорость его распространения не зависит ни от длины волны, ни от скорости движения источника. Волна характеризуется частотой v и длиной λ, между которыми существует зависимость:с = vλ.
Электромагнитные волны, имеющие разную длину волны, взаимодействуют с веществом по-разному. Соответственно методы исследования электромагнитного излучения отличаются. В связи с этим электромагнитное излучение условно делится на несколько диапазонов.
Излучение с длиной волны от 390 до 760 нм человеческий глаз воспринимает как свет, причем разным длинам волн соответствуют разные цвета (от фиолетового до красного). Для обнаружения излучения в других диапазонах требуются специальные приборы.
В зависимости от своего физического состояния одни небесные тела излучают энергию в узких интервалах частот спектра электромагнитных волн (например, светлые газовые туманности), другие − во всем его диапазоне: от гамма-лучей до радиоволн включительно (например, звезды). Изучение физической природы небесных тел в широком диапазоне электромагнитного излучения привело к появлению в науке следующих разделов: гамма-астрономия, рентгеновская астрономия, инфракрасная астрономия, радиоастрономия и др. Изучение электромагнитных волн, испускаемых небесными телами, затрудняется из-за того, что атмосфера Земли пропускает излучение лишь в определенных диапазонах длин волн: от 300 до 1000 нм, от 1 см до 20 м и в нескольких «окнах» инфракрасного диапазона.
Сильнее всего земная атмосфера поглощает коротковолновую область диапазона электромагнитного излучения: ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Наблюдения в этих диапазонах возможны только с помощью приборов, поднятых на большую высоту (на самолетах или зондах) либо установленных на межпланетных космических станциях, комплексах, искусственных спутниках Земли и ракетах.
Астрономические наблюдения — это что такое?
Астрономия – одна из древнейших наук
Люди испокон веков следили за движением светил по небу. Астрономические наблюдения того времени помогали ориентироваться на местности, а также были необходимы для построения философских и религиозных систем. С тех пор многое изменилось. Астрономия окончательно освободилась от астрологии, накопила обширные знания и техническую мощь. Однако астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе, — по-прежнему один из основных методов получения данных в этой науке. Поменялись способы сбора информации, но суть методики осталась неизменной.
Что такое астрономические наблюдения?
Существуют свидетельства, позволяющие предположить, что элементарными знаниями о движении Луны и Солнца люди обладали еще в доисторическую эпоху. Труды Гиппарха и Птолемея свидетельствуют, что знания о светилах были востребованы и в Античности, им уделялось много внимания. Для того времени и еще длительного периода после астрономические наблюдения представляли собой изучение ночного неба и фиксацию увиденного на бумаге или, проще говоря, зарисовку.
До эпохи Возрождения помощниками ученых в этом деле были лишь самые простые приборы. Значительный объем данных стал доступен после изобретения телескопа. По мере усовершенствования его увеличивалась точность получаемой информации. Однако на каком бы уровне ни был технический прогресс, астрономические наблюдения – это основной способ сбора информации о небесных объектах. Интересно, что это также одна из областей научной деятельности, в которой не потеряли актуальности методы, применявшиеся в эпоху до научного прогресса, то есть наблюдение невооруженным глазом или при помощи простейшего оборудования.
Классификация
Сегодня астрономические наблюдения – это достаточно обширная категория действий. Классифицировать их можно по нескольким признакам:
— квалификация участников;
— характер фиксируемых данных;
— место проведения.
В первом случае выделяют профессиональные и любительские наблюдения. Данные, получаемые при этом, чаще всего представляют собой регистрацию видимого света или же иного электромагнитного излучения, в том числе инфракрасного и ультрафиолетового. Информация при этом может быть получена в некоторых случаях только с поверхности нашей планеты либо только из пространства вне атмосферы: по третьему признаку выделяют астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе.
Любительская астрономия
Прелесть науки о звездах и других небесных телах в том, что она — одна из немногих, которая буквально нуждается в активных и неутомимых почитателях в среде непрофессионалов. На огромное количество объектов, достойных постоянного внимания, приходится небольшое число ученых, занятых самыми сложными вопросами. Потому астрономические наблюдения остальной части ближнего космоса ложатся на плечи любителей.
Вклад людей, считающих астрономию своим хобби, в эту науку довольно ощутим. До середины последнего десятилетия прошлого века более половины комет были открыты именно любителями. В область их интересов также часто входят переменные звезды, наблюдение Новых, отслеживание покрытия небесных тел астероидами. Последнее является сегодня наиболее перспективной и востребованной работой. Что касается Новых и Сверхновых, то, как правило, первыми их замечают именно астрономы-любители.
Варианты непрофессиональных наблюдений
Любительская астрономия может быть разделена на тесно взаимосвязанные разделы:
— Визуальная астрономия. Сюда относятся астрономические наблюдения в бинокль, телескоп или невооруженным глазом. Главная цель такой деятельности, как правило, заключается в получении удовольствия от возможности наблюдать за движением светил, а также от самого процесса. Интересное ответвление этого направления – «тротуарная» астрономия: некоторые любители выносят свои телескопы на улицу и предлагают всем желающим полюбоваться звездами, планетами и Луной.
— Астрофотография. Цель этого направления – получение фотоизображений небесных тел и их элементов.
— Телескопостроение. Иногда необходимые оптические инструменты, телескопы и аксессуары к ним, любители изготавливают практически с нуля. В большинстве же случаев телескопостроение заключается в дополнении уже имеющейся аппаратуры новыми комплектующими.
— Исследования. Некоторые астрономы-любители стремятся кроме эстетического удовольствия получить и что-то более материальное. Они занимаются исследованием астероидов, переменных, новых и сверхновых звезд, комет и метеорных потоков. Периодически в процессе постоянных и кропотливых наблюдений совершаются открытия. Именно такая деятельность астрономов-любителей приносит наибольший вклад в науку.
Деятельность профессионалов
Астрономы-специалисты всего мира обладают более совершенной аппаратурой, чем любители. Задачи, стоящие перед ними, требуют высокой точности при сборе информации, отлаженного математического аппарата для интерпретации и прогнозирования. В центре работы профессионалов, как правило, лежат достаточно сложные, часто удаленные объекты и явления. Нередко изучение просторов космоса дает возможность пролить свет на те или иные законы Вселенной, уточнить, дополнить или опровергнуть теоретические построения относительно ее возникновения, строения и будущего.
Классификация по типу информации
Наблюдения в астрономии, как уже говорилось, могут быть связаны с фиксацией различного излучения. По этому признаку выделяют следующие направления:
— оптическая астрономия исследует излучение в видимом диапазоне;
— инфракрасная астрономия;
— ультрафиолетовая астрономия;
— радиоастрономия;
— рентгеновская астрономия;
— гамма-астрономия.
Кроме того, выделяются направления этой науки и соответствующие наблюдения, не связанные с электромагнитным излучением. Сюда относится нейтринная, изучающая нейтринное излучение от внеземных источников, гравитационно-волновая и планетарная астрономия.
С поверхности
Часть явлений, изучаемых в астрономии, доступны для исследований в наземных лабораториях. Астрономические наблюдения на Земле связаны с изучением траекторий движения небесных тел, измерением расстояния в космосе до звезд, фиксация некоторых типов излучения и радиоволн и так далее. До начала эры космонавтики астрономы могли довольствоваться только информацией, полученной в условиях нашей планеты. И этого было достаточно для построения теории возникновения и развития Вселенной, обнаружения многих закономерностей, существующих в космосе. Высоко над Землей
Высоко над Землей
С запуска первого спутника началась новая эра в астрономии. Данные, собираемые космическими аппаратами, неоценимы. Они способствовали углублению понимания учеными тайн Вселенной.
Астрономические наблюдения в космосе позволяют фиксировать все типы излучений, от видимого света до лучей гамма- и рентгеновского диапазона. Большая часть их недоступна для исследования с Земли, поскольку атмосфера планеты поглощает их, не допускает к поверхности. Примером открытий, ставших возможными только после начала космической эры, являются рентгеновские пульсары.
Добытчики информации
Астрономические наблюдения в космосе осуществляются при помощи различной аппаратуры, установленной на космических кораблях, орбитальных спутниках. Множество исследований подобного характера проводится на международной космической станции. Неоценим вклад оптических телескопов, запускавшихся несколько раз в прошлом веке. Выделяется среди них знаменитый «Хаббл». Для обывателя он в первую очередь является источником потрясающе красивых фотоизображений дальнего космоса. Однако это не все, что он «умеет». С его помощью получен большой объем информации о строении множества объектов, закономерностях их «поведения». «Хаббл» и другие телескопы являются бесценным поставщиком данных, необходимых для теоретической астрономии, работающей над проблемами развития Вселенной.
Астрономические наблюдения — и наземные, и космические – единственный источник информации для науки о небесных телах и явлениях. Без них ученые могли бы лишь разрабатывать различные теории, не имея возможности сопоставить их с реальностью.
Методы наблюдений в астрономии
Вы будете перенаправлены на Автор24
Астрономия – наука, изучающая небесные объекты и Вселенную в которой мы живём.
Поскольку астрономия как наука не имеет возможности провести эксперимент, то основным источником информации являются сведения, которые исследователи получают при наблюдении.
В связи с этим в астрономии выделяют область, называемую наблюдательной астрономией.
Суть наблюдательной астрономии заключается в получении необходимой информации об объектах в космосе с помощью применения таких приборов как телескопы и иное оборудование.
Наблюдения в астрономии позволяют, в частности, отслеживать закономерности в свойствах тех или иных изучаемых объектов. Поученные результаты изучения одних объектов можно распространить на иные объекты, обладающие схожими свойствами.
Разделы наблюдательной астрономии
В наблюдательной астрономии деление на разделы связано с разбиением электромагнитного спектра на диапазоны.
Оптическая астрономия – способствует наблюдениям в районе видимой части спектра. При этом в наблюдательных аппаратах применяются зеркала, линзы, твердотельные детекторы.
При этом область видимого излучения лежит в середине диапазона исследуемых волн. Длина волн видимого излучения составляет интервал от 400 нм до 700 нм.
Инфракрасная астрономия основана на поиске и исследовании инфракрасного излучения. При этом длина волн превышает предельное значение для наблюдений с кремниевыми детекторами: около 1 мкм. Для изучения выбранных объектов в данной части диапазона в основном исследователями применяются телескопы – рефлекторы.
Радиоастрономия – основана на наблюдениях излучения с длиной волны от миллиметров до десятков миллиметров. Принципом своей работы приёмники, использующие радиоизлучение, сопоставимы с теми приёмниками, которые применяются в трансляции радиопередач. Однако, приёмники радиоизлучения обладают большей чувствительностью.
Готовые работы на аналогичную тему
Рентгеновская астрономия, гамма-астрономия и ультрафиолетовая астрономия входят в астрономию высоких энергий.
Методы наблюдений в астрономии
Получение искомых данных возможно при проведении астрономами регистрации электромагнитного излучения. Кроме того, исследователи проводят наблюдения нейтрино, космических лучей или гравитационных волн.
Оптическая и радиоастрономия в своей деятельности использует наземные обсерватории. Причиной этого является то, что на длинах волн данных диапазонов атмосфера нашей планеты имеет относительную прозрачность.
Обсерватории в основном расположены на больших высотах. Это связано с уменьшением поглощения и искажений, которые создает атмосфера.
Отметим, ряд волн инфракрасного диапазона существенно поглощается молекулами воды. Из-за этого обсерватории часто строят в сухих местах на большой высоте или в космосе.
Аэростаты или космические обсерватории в основном используются при работе в областях рентгеновской, гамма- и ультрафиолетовой астрономии, а также за рядом исключений, и в астрономия в далеком ИК- диапазоне. При этом наблюдая атмосферные ливни можно обнаружить создавшее их гамма-излучение. Отметим, что изучение космических лучей в настоящий момент является быстро развивающейся сферой астрономической науки.
Расположенные близко к Солнцу и к Земле объекты можно видеть и измерять при их наблюдении на фоне иных объектов. Такие наблюдения использовались для построения моделей орбит планет, а также для определения их относительных масс и гравитационных возмущений. Результатом стало открытие Урана, Нептуна и Плутона.
Радиоастрономия – развитие этой области астрономии стало результатом открытия радиоизлучения. Дальнейшее развитие этой области привело к открытию такого явления как космическое фоновое излучение.
Приёмники гравитационных волн имеют возможность регистрировать следы даже таких явлений как столкновение столь массивных объектов как нейтронные звезды и черные дыры.
Космические автоматические аппараты активно используются в астрономических наблюдениях за планетами Солнечной системы. Особенно активно с их помощью изучается геология и метеорология планет.
Условия для проведения астрономических наблюдений.
Для лучшего наблюдения астрономических объектов важны следующие условия:
После космоса наиболее подходящим местом для наблюдения за космическим пространством являются пики гор. Горные пики имеют большое количество безоблачных дней и имеют качественные условия видимости, связанные с хорошим качеством атмосферы.
Примером таких обсерваторий являются горные пики островов Мауна-Кеа и Ла-Пальма.
Уровень темноты в ночное время также играет большую роль в астрономических наблюдениях. Создаваемое человеческой деятельностью искусственное освещение мешает качественному наблюдению слабых астрономических объектов. Однако, помочь проблеме помогает использование плафонов вокруг уличных фонарей. В результате количество света поступающего на поверхность земли увеличивается, а излучение, направленное в сторону неба уменьшается.
Методы астрономии
Что из себя представляет современная астрономия
Астрономия (от греческого astron — звезда и nomos — закон) — наука, изучающая строение и развитие космических тел, систем, которые ими образованы, и Вселенной в общем.
Наука астрономия сделала большой вклад в понимание научной картины мира и формирование научного мировоззрения человечества, в большей степени на современном этапе развития. В рамках астрономии ученые исследуют основные физические параметры, состав, происхождение, эволюцию объектов и систем, которые расположены в космосе, а также в фокусе внимания ученых космические процессы и явления.
На протяжении развития области научного познания сложилось несколько моделей Вселенной на основе астрономических знаний. Рассматриваемые модели были сформированы, благодаря теоретическим идеям, которые относятся к конкретному периоду научного развития:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
В определенную эпоху ключевые моменты в мировоззрении большинства населения определены степенью развития астрономии. Благодаря этой науке, сформированы основополагающие идеи и особая специфика мировоззрения ученых. Астрономия в современности представляет собой экспериментальную и эволюционную науку, а также является всекорпускулярной и всеволновой.
Космические объекты исследуют в разных диапазонах их излучения, включая спектральный анализ, в течение всего эволюционного процесса и с точки зрения взаимосвязей, которые существуют между ними. В данное время современная наука использует такие средства космонавтики, которые гарантируют возможность проводить прямое изучение объектов, процессов и явлений в космосе.
Основными достижениями современной астрономии являются:
Научно-техническая революция продолжается. Данный процесс провоцирует увеличение массива астрономических знаний и повышает их значимость. Создаются новые разделы астрономии. Инновационные методы и научные инструменты, которые сформированы на современном этапе развития астрономии, повышают точность и эффективность наблюдений, расширяют спектр их возможностей. Кроме того, наблюдается рост практической значимости астрономических исследований. Они являются триггером для развития естественных наук, в том числе химии и физики, а также способствуют совершенствованию энергетики и техники.
Современная человеческая цивилизация становится все более уязвимой к воздействию космических факторов. Решение экологических задач основано на астрономических наблюдениях за планетой Земля и ближайшим космосом. Развитие астрономии и космонавтики в будущем поможет привлечь ресурсы и использовать возможности космоса, чтобы выйти из приближающегося кризиса в области экологии и энергетики. Такие средства станут эффективной помощью для выживания человечества в XXI веке. Ученые работают над вопросом создания орбитальных солнечных электростанций и рефлекторов, системами по добыче и транспортировке с Луны топлива для термоядерных установок, удалении с нашей планеты высокоактивных отходов производства, извлечение из астероидов, трансформированных в спутники Земли, полезных ископаемых.
Современная астрономия включает отдельные разделы, которые связаны между собой. Данная классификация является условной:
К основным элементам астрономии относится астрометрия, занимающаяся исследованием времени и пространства.
Астрометрия включает следующие подразделы:
Теоретическая астрономия является разделом астрономии, специализирующимся на разработке методик с целью определения орбит небесных тел на основании их видимых положений, а также способов определения эфемерид небесных объектов, исходя из известных элементов их орбит.
Небесная механика представляет собой раздел астрономии, который изучает законы движения небесных объектов под влиянием сил всемирного тяготения, определяет массу небесных объектов, их форму, степень устойчивости систем небесных тел.
Выше перечислено три основных раздела. Данные области относятся к классической астрономии.
Другие отделы астрономии:
Какими методами пользуется для изучения небесных тел
Существует несколько методик проведения исследований в области астрономии. Основные группы методов:
Астрономические наблюдения
Астрономическими наблюдениями называют основной метод изучения небесных тел и событий. Наблюдения могут вестись невооруженным глазом или с помощью оптических инструментов: телескопов, снабженных теми или иными приемниками радиации (спектрографами, фотометрами и т.п.), астрографов, специальных инструментов (в частности, биноклей).
С помощью астрономических наблюдений ученые регистрируют происходящее в близком и дальнем космосе. Данный метод является главным источником знаний, которые получают экспериментальным путем. Астрономические наблюдения и обработка полученной с их помощью информации, обычно, проводят в условиях специализированных научно-исследовательских учреждений, то есть астрономических обсерваториях.
Первой российской обсерваторией является обсерватория в Пулково, недалеко от Санкт-Петербурга. С ее помощью ученым удалось каталогизировать звезды с высокой точностью. Во второй половине XIX столетия, обсерватория, негласно, получила звание «астрономической столицы мира». В 1884 году она являлась претендентом на нулевой меридиан, но победу одержал Гринвич.
Современные обсерватории обладают специальными инструментами для наблюдений, то есть телескопами, а также оснащены светоприемной и анализирующей аппаратурой, разными вспомогательными приборами, ЭВМ высокой производительности и другими функциональными устройствами.
Особенности астрономических наблюдений:
Основным инструментом астрономических наблюдений является оптический телескоп. Принцип действия оборудования определяется его модификацией. Независимо от конфигурации, устройство используют с целью сбора максимального количества света, который испускают светящиеся объекты в виде звезд, планет, комет. В результате ученые получают их изображение.
Оптические телескопы бывают нескольких видов:
В первом случае изображение получают за счет преломления света в линзе объектива. Недостатком рефракторов является ошибка в результате размытости изображения. Особенность рефлекторов заключается в их применении в астрофизике. Главной их характеристикой является не преломление, а отражение света. По сравнению с линзовыми, данный тип оборудования отличается повышенной точностью. Зеркально-линзовые телескопы объединяют в себе функционал рефракторов и рефлекторов.
Астрономические измерения
В процессе исследований астрономические измерения проводят с помощью разнообразного оборудования, включая приборы и инструменты. Основными из астрономических измерительных приборов являются координатно-измерительные машины. С их помощью определяют одну или пару прямоугольных координат фотографического изображения или диаграммы спектра. Данное оборудование включает стол, на котором размещают фото и микроскоп с измерительными функциями, необходимый для наводки на святящееся тело или его спектр. Точность современных приборов составляет до 1 мкм.
Ошибки, возникающие в процессе измерений:
Если имеют место ошибки, возникающие по причине несовершенства измерительного оборудования, то следует предварительно выполнить его проверку на точность. В процессе проверки анализируют:
Ошибки, объясняемые человеческим фактором и случайностью, купируются кратностью измерений. В процессе астрономических измерений широко внедряются автоматические и полуавтоматические измерительные приборы. В первом случае устройства обладают большей скоростью по сравнению с полуавтоматическими аналогами оборудования и характеризуются вдвое меньшим показателем средней квадратической ошибки.
Космический эксперимент
Космический эксперимент — множество связанных между собой взаимодействий и наблюдений, благодаря которым удается получить необходимую информацию об изучаемом небесном теле или явлении, осуществляемых в процессе пилотируемого или непилотируемого космического полета с целью подтверждения теорий, гипотез, а также совершенствования различных технологий, которые могут принести вклад в развитие научных знаний.
Основными тенденциями космических экспериментов являются:
В данном случае можно привести примеры экспериментов, которые проводят российские космонавты на МКС. Опыт Veg-01 предполагает выращивание растений. Задачей эксперимента является изучение поведения растительных организмов на орбите. Эксперимент «Плазменный кристалл» направлен на исследование плазменно-пылевых кристаллов и жидкостей в условиях микро гравитационных параметров. Данный опыт состоит из четырех этапов:
На МКС регулярно проводятся научные эксперименты. Например, российские космонавты провели свыше 100 космических опытов.
Метод триангуляции в астрономии
Космическая триангуляция — является способом построения геодезических сетей, в основе которого лежит определение относительного положения пунктов по одновременным наблюдениям с них искусственных спутников Земли (ИСЗ).
Возможности космической триангуляции:
С 60-х годов XX века ученые в США практикуется построение геодезических сетей с помощью метода космической триангуляции. Таким образом, местные сети объединяют в общую глобальную геодезическую сеть. К 1977 году определение положения пунктов в этой системе становится более точным и характеризуется среднеквадратичной погрешностью в 3 метра (по координатам).
Пункты геодезической сети, которые построены на основе триангуляции, могут являться основой для исследований внешнего гравитационного поля и фигуры нашей планеты, а также применяются в космических навигационных системах. Данный метод реализуют с применением искусственных спутников Земли, которые обладают почти круглыми орбитами:
Искусственные спутники Земли оснащают уголковыми отражателями, с помощью которых проводят лазерно-дальномерные измерения. Аппаратура для наблюдения за ИСЗ отличается высокой точностью измерений. Востребованы оптические установки, благодаря которым достаточно просто получать фотографии спутников на фоне звездного неба.
Первые измерения удаленности Земли от Солнца были выполнены Аристархом Самосским, который применил в исследованиях астрономические методы. Анализ данных его вычислений позволяет делать вывод о том, что радиус Земли примерно в семь раз меньше, чем радиус Солнца. Это заключение натолкнуло Аристарха Самосского на идею расположения Солнца в центре мира, как большего тела, чем Земля. Полученные греческим ученым результаты далеки от реальных параметров, но тенденция соответствует действительности.
Метод триангуляции первым применил Снеллиус в 1615 году, измеряя дуги меридиана в Голландии. С того времени в разных странах и на разных широтах было измерено множество дуг на поверхности Земли.
Метод параллакса в астрономии
Параллакс — изменение видимого положения объекта по отношению к удаленному фону, определяемое положением наблюдателя.
Явление параллакса используют для измерения расстояния до планет. Понять принцип данного исследования можно с помощью простых действий:
В результате наблюдатель заметит, что при закрытии одного глаза и открытии другого палец будет смещаться относительно фона. При этом смещение увеличивается по мере приближения пальца к глазам. Данное явление объясняется расположением глаз, которые удалены друг от друга на некоторое расстояние, таким образом, что прямые линии, проведенные от пальца к глазам, формируют определенный угол. При построении этих прямых до фона, они продемонстрируют два варианта положения пальца. В процессе приближения пальца к глазам уголь становится больше, что увеличивает смещение. Аналогично, для измерения расстояния до луны с помощью метода параллакса необходимо провести наблюдения из пары точек, которые удалены друг от друга на сотни километров.
При использовании метода параллакса для исследования небесных тел в качестве неподвижного фона будет принято звездное небо, которое кажется таковым из-за большого удаления звезд от нашей планеты. Примерно в 1600 году удаленность планет Солнечной системы от Земли не позволяло достаточно точно измерить их смещение на фоне звездного неба, проводя наблюдения из двух обсерваторий. Однако в 1608 году, благодаря изобретению телескопа итальянским ученым Галилео Галилеем, удалось увеличить видимые габариты небесных объектов и малые смещения, которые связаны с параллаксом.
Метод параллакса характеризуется достаточно высокой точностью измерений. Однако этот способ ограничен в возможностях. С его помощью можно относительно точно вычислить расстояния до космических объектов, которые расположены неподалеку от нашей планеты и Солнечной системы. При необходимости определить более дальние расстояния возникают сложности. В этом случае точность измерений значительно снижается. Диаметр орбиты Земли будет недостаточен для того, чтобы сформировать нужный угол.
Радиолокационный метод в астрономии
Радиолокационная астрономия является разделом астрономии, в рамка которого изучают небесные тела с помощью отправки к ним зондирующего радиосигнала и анализа отраженного радиоэха.
В процессе исследований комплекс, включая передатчик, антенну и приемник, то есть радиолокатор или радар, размещают на нашей планете или устанавливают на космический аппарат. Радиолокационная астрономия отличается от радиоастрономии изучением не собственного радиоизлучения небесных тел, а отраженных от них сигналов.
Метод отличается удобством, так как при измерении времени, в течение которого сигнал преодолевает путь туда и обратно, можно достаточно точно рассчитать расстояние до объекта, а в зависимости от того, как изменяется частота сигнала легко определить скорость объекта по принципу Доплера. Однако из-за быстрого убывания мощности отраженного сигнала по мере увеличения расстояния, ученым удается исследовать радиолокационным методом только тела, расположенные в Солнечной системе.
В 1961 году исследователи в Англии, СССР и США практически в одно и то же время использовали локацию Венеры, чтобы измерить расстояние до нее. Повторный эксперимент в 1964 году позволили значительно увеличить точность измерений с погрешностью в несколько километров. Применение современных радаров позволяет проводить также локацию Солнца, Меркурия, Марса, Юпитера с галилеевыми спутниками, Сатурна с кольцами и спутником Титаном, астероидов и ядер комет. Далее небесные тела стали исследовать, применяя космические зонды. Однако локация все еще остается эффективным методом проведения астрономических исследований. К данной методике была добавлена лазерная локация Луны, при которой использовали отражатели оптических импульсов, размещенных на ее поверхности. Таким образом, можно регулярно определять расстояние между нашей планетой и Луной с точностью до 1 сантиметра, что помогает в изучении сложного относительного перемещения этих двух объектов.
Самый крупный в мире радиотелескоп, диаметр которого составляет 305 метров, расположен в обсерватории Аресибо на острове Пуэрто-Рико.
Обеспечить прохождение сигнала наземного передатчика через ионосферу Земли можно при условии достаточно коротковолнового излучения, менее 20 метров. Когда сигнал транслируется передатчиком к объекту, плотность его мощности уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Импульс частично отражается от объекта и, возвращаясь на поверхность нашей планеты, вновь теряет мощность обратно пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, энергия полученного радиоэха обратно пропорциональна четвертой степени расстояния до объекта. Этот факт объясняет применимость радарных методов только в случае изучения ближайших тел Солнечной системы, а также необходимость в использовании очень мощных передатчиков, больших антенн и сверхчувствительных приемников.