ПУЛКОВСКИЕ АСТРОМЕТРИСТЫ В ЧИЛИ

М. С. ЗВЕРЕВ, член-корреспондент АН СССР

Чтобы иметь правильное представление о строении Вселенной, нужно знать расстояния до небесных светил, их пространственное распределение и закономерности движения. Необходимые для этого сведения получают путем угловых измерений на небесной сфере, которыми занимается астрометрия. Ее главная задача — создание высокоточной системы небесных координат, имеющей первостепенное значение как для небесной механики, звездной астрономии и геодезии, так и для других наук, теснейшим образом связанных с практикой.
Система небесных координат задается в виде звездного каталога, или списка звезд, содержащего их точные положения и собственные движения. Координаты звезд определяются на обсерваториях обычно посредством наблюдения прохождения звезд через меридиан с помощью пассажного инструмента, вертикального круга или меридианного круга. Определяя по
точным часам момент прохождения звезды через меридиан, получают одну координату — прямое восхождение, а измеряя при этом угловую высоту звезды над горизонтом — другую координату — склонение. Особенно важны абсолютные определения координат и соответствующие абсолютные каталоги звезд, в которые внесены результаты, строго независимые от прежних астрономических наблюдений. -
Пулковская обсерватория заслужила широкую известность главным образом благодаря разработанным в ней строгим методам абсолютных определений координат светил и составленным звездным каталогам. Каталоги, полученные отдельными обсерваториями, обладают погрешностями, зависящими от несовершенства инструментов и от неизбежной неточности наблюдений. Поэтому из многих каталогов различных обсерваторий земного шара составляют сводные, или фундаментальные каталоги, которые и фиксируют на небе точную «фундаментальную» систему координат. Разумеется г такая система координат и соответствующий фундаментальный каталог должны охватывать все небо — от северного полюса до южного.
Подавляющее большинство обсерваторий (более двадцати), регулярно участвующих в астрометрических работах, расположено в северном полушарии. В южном полушарии в последние десятилетия регулярные астрометрические наблюдения проводились только в Кэйптауне (Южная Африка), причем каталоги этой обсерватории обнаруживают значительное расхождение с существующими фундаментальными системами. Недостаточность наблюдательного материала для южного неба остро сказалась при составлении нового фундаментального каталога РК4, недавно законченного в Гейдельберге (ФРГ).
В прошлом столетии и в начале нынешнего в фундаментальные каталоги входили преимущественно яркие звезды, доступные визуальным наблюдениям с геодезическими инструментами. В дальнейшем развитие фотографических методов привело к необходимости включения в фундаментальные каталоги не только ярких, но и слабых звезд и составления специального, весьма точного каталога, содержащего несколько десятков тысяч опорных слабых звезд и получившего название Каталога слабых звезд (КСЗ).
Впервые предложение о создании КСЗ было выдвинуто советскими астрономами в 30-х годах. Согласно этому предложению, точные координаты звезд для каталога должны быть определены из меридианных наблюдений многих обсерваторий. Для ориентирования на небе системы координат КСЗ предусмотрены наблюдения избранных малых планет, а для вывода истинных движений звезд предложены фотографические наблюдения слабых удаленных галактик, отстоящих от нас на многие миллионы световых лет и вследствие этого являющихся практически неподвижными объектами на небе.
Работы по плану КСЗ в обсерваториях СССР начались еще до Великой Отечественной войны. В международном масштабе они развернулись после VIII съезда Международного астрономического союза (МАС) в 1952 г. В южном полушарии в этих работах согласились участвовать обсерватории в Кэйптауне, а также в Ла-Плате, Сиднее и Сантьяго. Однако весьма обширная программа наблюдений, связанных с созданием КСЗ, оказалась трудно выполнимой для южных обсерваторий, где мало астрометристов-наблюдателей и не хватает необходимых инструментов. Поэтому в 1957 г. возникла идея направить советскую астрометрическую экспедицию в одну из стран южного полушария. Когда этот вопрос был положительно решен Президиумом Академии наук СССР, автор этих строк и А. А. Немиро выступили с сообщением о предстоящей экспедиции на конференции в Цинциннати (США, 1959 г.).
Решение направить экспедицию в Чили было принято не случайно. Центральные и северные районы Чили отличаются прекрасным астроклиматом. Это, по-видимому, результат совместного влияния тропического солнца, близких снеговых гор хребта Анд и холодных из-за Перуанского течения вод Тихого океана. Температура его воды у берегов Чили никогда не превышает 15° Цельсия. В районе Сантьяго в течение года бывает в среднем около 200 ясных ночей. Средняя температура самого жаркого месяца — января +20°,8, самого холодного — июля + 8°,1. Крайние температуры за последние 15 лет были + 34° и —1°. Годовое количество осадков около 300 мм. Дожди, не сильные, моросящие, бывают лишь в осенне-зимний период. Ветры, как правило, слабые.
Особенно хорошие (может быть лучшие в мире!) условия для астрономических наблюдений — малая турбуленция и стабильная прозрачность воздуха — имеются в горах, в 300—400 км к северу от Сантьяго. Это выяснилось после четырехлетних исследований астроклимата в нескольких районах Чили, которые выполнялись при участии астронома Ю. Стока (США) с целью поиска места для постройки южной обсерватории ассоциации американских университетов («А 11КА»). В результате астрономы США выбрали гору Серро-Тололо высотой около 2200 м, находящуюся на широте 30°,2. Отметим, что тот же район Чили, после изучения ряда пунктов в Южной Африке и в других местах, недавно выбран для постройки объединенной южной обсерватории пяти стран Западной Европы («Е80»).
Местом работы советской экспедиции стала Национальная обсерватория чилийского университета на холме Серро-Калан около Сантьяго. Эта обсерватория основана в середине прошлого века при участии американского астронома Джемса Гиллиса. С небольшим меридианным кругом Гиллис и его сотрудники определили координаты многих звезд южного неба. Первоначально обсерватория находилась в центре Сантьяго на холме Санта-Люсия, потом переносилась в другие районы города и лишь около 10 лет назад обрела постоянное место — изолированный холм Серро-Калан в 12 км к востоку от центра столицы. Здесь построено главное здание и павильоны для всех инструментов (рис. 1 и 2). Географические координаты обсерватории:       широта —33°23",8,
долгота +4Ч43М17С, высота над уровнем моря 800 м.
Ярким периодом в прежней жизни обсерватории были годы директорства известного немецкого астронома Ф. Ристенпарта (1908 — 1913 гг.), при котором приобретено и установлено основное оборудование — большой рефрактор Грэбба (В = 60 см, Р = 10,7 м), астрограф Готье (В = 34 см, Р — 3,4 м) и меридианный круг Репсольда (В = 20 см, Р = = 2,2 м). Неожиданная кончина Ристенпарта не позволила ему организовать научную работу обсерватории с новыми инструментами.
Особенно удачным, как выяснилось теперь, оказался меридианный круг (рис. 3), конструкция которого позволяет удобно и быстро перекладывать инструмент. Около 1910-г. Реп- сольд изготовил три таких инструмента — для обсерваторий в Сантьяго, Ла-Плате и Гамбурге. В течение нескольких десятилетий меридианный круг в Сантьяго использовался для определения поправок часов службы времени; в ЗОтх годах с ним были проведены две серии определений координат — повторные наблюдения звезд каталога Гиллиса и наблюдения опорных звезд для фотографического каталога в зоне от —17 до —23°. Правда, обработка обеих серий наблюдений осталась незаконченной. Интенсивная деятельность обсерватории началась в 50-х годах при директоре Ф. Рутлланте в связи с работами по плану Каталога слабых звезд.
К нашему приезду строительные работы на холме Серро-Калан были почти закончены: установлены меридианный круг, пассажный инструмент Бамберга и кварцевые часы Роде и Шварца. Монтаж больших инструментов, в первую очередь нормального астрографа Готье, задержался, поскольку силы обсерватории были направлены на подготовку к приему советской экспедиции.
План работ советской экспедиции в Чили, составленный в Пулковской обсерватории, докладывался и обсуждался в конце 1960 г. на конференции в Ла-Плате (Аргентина) и на 15-й Астрометрической конференции СССР в Пулкове. Он содержит четыре основных темы: во-первых, абсолютные определения координат около 1400 ярких и слабых фундаментальных звезд строгими пулковскими методами; во-вторых, связь систем прямых восхождений северного и южного неба посредством наблюдений 700 фундаментальных звезд пассажным инструментом Цейсса с ломаной трубой; в-третьих, относительные определения координат 11 500 опорных слабых звезд в зонах от —25 до —90° и около 3000 звезд программ «Яркие звезды» и «Двойные звезды» в тех же зонах € чилийским меридианным кругом Репсольда м, в-четвертых, фотографические наблюдения галактик южного неба с чилийским нормальным астрографом и с новым двухменисковым телескопом. По первой, второй и третьей темам план рассчитан на 3,5—4 года.
Пулковский метод абсолютных определений координат светил требует использования для каждой координаты отдельного инструмента. Для абсолютных определений склонений в чилийской экспедиции применен предложенный автором этой статьи новый инструмент — фотографический вертикальный круг (Ф>ВК) с короткой трубкой — менисковым телескопом Максутова (В = 20 см, Р = 2,0 м), двумя стеклянными разделенными кругами и двумя уровнями. Вращение вокруг вертикальной оси осуществляется посредством 80-сантиметрового шарикоподшипника (рис. 4). Оптика для главной трубы и фотографических микроскопов для отсчета кругов рассчитана Д. Д. Максутовым при участии Б. К. Багильдинского. Конструкция разработана механиком Д. С. Уса- новым, под руководством которого ФВК построен в мастерских Пулковской обсерватории.
При работе с ФВК наблюдатель должен устанавливать трубу на звезду, включать в заданный момент пульт управления, отсчитывать уровни и поворачивать инструмент вокруг вертикальной оси между фотографированиями звезды до и после ее прохождения через меридиан. Чередования экспозиций (три до и три после меридиана) и фотографирование отсчета двух кругов со сменой кадров пленки проводятся автоматически программным механизмом пульта управления.
Абсолютные определения прямых восхождений светил пулковским методом производятся посредством большого пассажного инструмента (БПИ), снабженного мирами, т. е. длиннофокусными меридианными коллиматорами, для контроля азимута инструмента. В настоящее время в пулковских мастерских совместно с заводом ЛООМП строится новый БПИ, предназначенный для установки в Чили. Кроме того, заводом ЛООМП для чилийской экспедиции изготовлен предложенный Д. Д. Максутовым светосильный астрономический двухменисковый астрограф АЗТ-16 (диаметр зеркала 100 см, менисков 70 см, В : Р -= 1 : 3) с полуавтоматическим управлением (рис. 5). Этот интересный астрометрический инструмент, который дает резкие, правильные изображения в пределах плоского поля 5° X 5°, особенно пригоден для фотографирования слабых галактик.
Интересно отметить, что в 250 км к северо-востоку от Сантьяго, по другую сторону хребта Анд, в Аргентине, недалеко от г. Сан-Хуан, сейчас строится астрометрическая станция
США, в которой должен быть установлен новый астрограф (Р = 50 см, Р — 3,5 м), а также один из меридианных кругов из Морской обсерватории Вашингтона. Астрограф предназначен для распространения на южное небо программы Ликской обсерватории по фотографическим наблюдениям галактик. Таким образом, в ближайшее время недалеко друг от друга будут установлены два новых астрометрических инструмента — советский и американский, существенно различные по конструкции, но предназначенные для одной и той же цели — для фотографических наблюдений слабых удаленных галактик.
Начало работ советской экспедиции, намеченное на 1961 г., пришлось по просьбе чилийцев перенести на год, так как в то время страна ликвидировала последствия катастрофического землетрясения 1960 г. Первая группа экспедиции в составе четырех пулковских астрономов — М. С. Зверева, Б. К. Багильдинского, В. С. Бедина и В. Н. Шишкиной прибыла в Чили 12 октября 1962 г. Мы были радушно встречены директором обсерватории Ф. Рутллантом, астрономами К. Ангита, X. Морено, А. Гутьеррец и др., а также ректором университета Чили проф. X. Г. Милласом.
На все время работ экспедиции университет предоставил нам единственное жилое помещение на холме — комфортабельную квартиру директора, примыкающую к главному зданию обсерватории. Нам дали возможность пользоваться маленькой столовой при обсерватории, что освобождало от необходимости частых поездок в город. Эти хорошие условия способствовали развертыванию интенсивной наблюдательной работы, в которой самое активное участие приняла группа чилийских астрономов во главе с Клаудио Ангита. В установке, налаживании и в исследованиях инструментов большую помощь оказал главный механик обсерватории Габриель Рааб.
Первой задачей экспедиции было исследование чилийского меридианного круга Репсольда, которое, как выяснилось, делалось впервые за все время существования инструмента. Были исследованы цапфы, микрометры, оба разделенных круга (определены поправки диаметров через интервал 3°). Налажен фотографический отсчет круга посредством фотокамер завода ЛООМГ1. Для регистрации моментов прохождения звезд установлены печатающие хронографы одного из ленинградских заводов и налажен контроль хода хронографов с помощью кварцевых часов обсерватории.
Меридианный круг Репсольда, как выяснилось, хорошо сохранился. Четыре наблюдателя — К. Ангита, Г. Карраско, В. С. Бедин и М. С. Зверев в январе 1963 г. приступили к регулярным наблюдениям.
Тем временем в Чили прибыли отправленные из Ленинграда морским путем грузы экспедиции (26 ящиков). В феврале их доставили на обсерваторию, после чего начался монтаж и установка пассажного инструмента Цейсса и фотографического вертикального круга на заранее построенных для них фундаментах. Сначала собрали изготовленные в Пулкове легкие металлические павильоны для обоих инструментов (рис. 2). Особенно сложным оказался монтаж ФВК, изготовление которого было закончено в Пулкове перед самой отправкой в Чили. Потребовалась длительная регулировка основных узлов инструмента. Ее тщательно выполнил Б. К. Багильдинский при участии Г.^Рааба. Регулярные наблюдения с инструментом Цейсса удалось начать в апреле 1963 г. (наблюдатели В. Н. Шишкина и Патрицио Лайола), а с ФВК — только в июле (наблюдатели Б. К. Багильдинский и Карлос Торрес).
В последующие месяцы работа наблюдателей выполнялась очень регулярно и только в редкие периоды пасмурной погоды прерывалась на короткое время. Как правило, наблюдения каждую ночь производились в две смены: один наблюдатель работал до полуночи, другой — после. Ясных ночей было так много, что в ночи после выходных дней работа считалась необязательной. Однако эти свободные ночи часто использовались для дополнительных исследований, например, для наблюдения рядов фундаментальных звезд с целью изучения инструментальных ошибок.
Состав наблюдателей-чилийцев оставался почти неизменным за все время работы экспедиции, а советские наблюдатели менялись по мере истечения срока командировок. Осенью
1963      г. М. С. Зверев и В. С. Бедин вернулись в СССР, а на их место для наблюдений с меридианным кругом в январе 1964 г. приехали в Чили Д. Д. и Т. А. Положеццевы. В октябре
1964      г. вернулись на родину Б. К. Багильдинский и В. Н. Шишкина; их сменили В. А. и А. А. Наумовы (В. А. Наумов — для продолжения наблюдений с ФВК).
Погода в первые месяцы работы советской экспедиции в Чили, а также через год (в летне-осенний период 1964 г.) была в основном ясная и безветренная; днем жарко, ночью прохладно. Дожди до мая почти не выпадали. Небо из-за близости большого города и связанной с ним пыли и дыма не всегда было прозрачным, но изображения звезд получались обычно хорошими. В зимние месяцы значительно увеличилась облачность и по нескольку дней подряд было пасмурно, иногда шел моросящий дождь, появлялся туман. Чаще стал отмечаться ветер, не очень сильный, обычно северо-восточный. Один раз налетел ураган, длившийся около получаса. Изображения звезд при появлении ветра сразу портились. Весной 1963 г. (сентябрь — ноябрь), вопреки ожиданиям, погода оказалась неустойчивой с большим числом пасмурных ночей, что несколько задержало выполнение плана наблюдений. К счастью, следующая весна — 1964 г. была вполне нормальной и ясной, благодаря чему всем наблюдателям удалось перевыполнить планы.
К концу 1964 г. чилийская экспедиция получила обширный материал: более 30 000 наблюдений с меридианным кругом, 12 000 — с пассажным инструментом Цейсса (программа полностью закончена) и около 9000 — с ФВК. В связи с освобождением пассажного инструмента Цейсса решили провести с ним еще серию наблюдений зенитных и южных близполюсных звезд для дополнительного контроля систематических ошибок фундаментального каталога.
Для обработки наблюдений в Чили создана группа вычислителей, которые расшифровывают ленты хронографа и при участии наблюдателей ведут текущую журнальную обработку. Полная обработка производится только для рядов фундаментальных звезд с целью- выяснения систематических ошибок и точности наблюдений.
Фотографирование показаний разделенных кругов, примененное чилийской экспедицией в работах с меридианным кругом и с ФВК,. требует последующей расшифровки. Опыт показал, что визуальные измерения этих фотографий на каком-либо приборе с микрометром совершенно нерациональны из-за их крайней трудоемкости. Поэтому еще до отъезда экспедиции в астрометрической лаборатории Пулковской обсерватории Л. А. Сухарев и В. Д. Шкутов предприняли изготовление фотоэлектрического полуавтоматического прибора для измерения фотографий разделенного круга. Прибор этот уже сделан, испытан и интенсивна используется для обработки материалов, полученных чилийской экспедицией.
Окончательные результаты работы экспедиции будут получены лишь после завершения обработки наблюдений. Однако уже теперь можно сделать некоторые предварительные выводы.
В отличие от результатов, получавшихся ранее в Пулкове и на других обсерваториях, наблюдения фундаментальных звезд в Чили показывают почти полное согласие для двух положений инструмента, что говорит о малой величине инструментальных ошибок у меридианного круга Репсольда. Вместе с тем выявился определенный систематический ход уклонений результатов наблюдений от данных фундаментального каталога, особенно значительный для близполюсной области. Важно,  что аналогичные уклонения получены и из наблюдений с пассажным инструментом Цейсса. Согласие результатов независимых наблюдений на двух различных инструментах говорит о том, что причина систематического хода не инструментальная и что этот ход почти наверное вызван систематическими ошибками фундаментального каталога РК4, которые по этим уклонениям могут быть определены. Таким образом, чилийская экспедиция уже получила ценные материалы для улучшения фундаментального каталога, т. е. для решения важнейшей проблемы астрометрии.
Советские астрономы в Чили не ограничиваются наблюдательной работой по плану экспедиции. В обсерватории Серро-Калан организован астрометрический семинар, на котором обсуждаются вопросы фундаментальной астрометрии, в частности, пулковские методы абсолютного определения координат светил и методы исследования инструментов.
Во время летних каникул, а в Чили они приходятся на январь, при чилийском университете функционирует «летний университет», открытый для всех желающих. В нем читают научно-популярные лекции и проводят экскурсии в институты и обсерваторию. Несколько лекций в этом университете прочитали советские астрономы («Современные проблемы -астрометрии», «Успехи советской астрономии», «Пулковская обсерватория» и др.).
Совместно с астрономами СД1А мы участвовали в «конференциях круглого стола» по вопросам исследования космоса.
Мы имеем тесную товарищескую связь с Институтом чилийско-советской культуры. Этот Институт и его филиалы (в Вальпараисо и в других городах Чили) ведут серьезную работу по информации чилийцев об СССР и его достижениях, демонстрируют советские кинофильмы, организуют преподавание русского языка. Институт помогает в отборе молодых людей, желающих поступить в советские высшие учебные заведения, в частности в Университет дружбы народов имени П. Лумумбы.
Большое впечатление на нас произвело организованное институтом в актовом зале университета торжественное собрание, посвященное 46-й годовщине Великой Октябрьской социалистической революции, после которого состоялся концерт из произведений русских авторов, дореволюционных и советских.
В августе 1963 г. и в мае 1964 г. члены советской экспедиции ездили в Аргентину и посетили обсерватории в Ла-Плате, Кордобе и Сан-Хуане, чтобы укрепить сотрудничество с аргентинскими астрономами и привлечь их к участию в коллективных работах с обсерваториями СССР.
Намечаются интересные перспективы дальнейшего развития работы советской экспедиции в Чили. Холм Серро-Калан невыгоден для установки светосильных инструментов из-за .яркого освещения огнями города всей западной половины неба. Поэтому двухменисковый астрограф, по предложению чилийцев, пред-

Памятник национальному герою Чили Мануэлю Родригесу (1786—1818), участнику ^борьбы за освобождение страны от испанских колонизаторов

полагается установить в более благоприятном месте — на холме Серро-Робле (высота 2200 м) и в 80 км к северу от Сантьяго, в 25 км от шоссе, соединяющего Сантьяго и Вальпарайсо.
Сейчас там еще нет астрономической обсерватории, но установка нашего инструмента, возможно, будет началом создания коллективной советско-чилийской обсерватории, расположенной в хороших климатических условиях, в удобном месте, недалеко от крупных культурных центров страны. Такая обсерватория послужила бы базой для дальнейшего многолетнего сотрудничества советских и чилийских астрономов в разных областях астрономии и способствовала бы развитию - взаимопонимания и дружественных отношений между народами обеих стран.