
Пулковская обсерватория
«Наука и жизнь» №1, 1945.
В 15 км к югу от Ленинграда находилась знаменитая Пулковская обсерватория, имя которой хорошо известно каждому образованному человеку. Она была основана в 1839 г.
В первом уставе Пулковской обсерватории сказано, что ее назначение состоит «в производство а) постоянных и сколь можно совершенных наблюдений, клонящихся к преуспеянию астрономии, б) соответствующих наблюдений, не-обходимых для географических предприятий в империи и для совершаемых ученых путешествий, и в) обсерватория должна содействовать всеми мерами к усовершенствованию практической астрономии, в приспособлениях ее к географии и мореходству, и доставлять случай к практическим упражнениям s географическом определении мест».
В течение ста лет своего существования обсерватория выполняла это свое назначение наилучшим образом.
«Постоянные и сколь можно совершенные наблюдения» заключались прежде всего в точнейшем определении координат звезд. Для нужд практической астрономии и геодезии, т. е. для возможности определять положение пункта на земной поверхности — его географическую широту и долготу, необходимо знать координаты — прямое восхождение и склонение достаточного числа звезд.
Представим себе, что в определении склонения звезды сделана ошибка всего в 1", что соответствует толщине пятикопеечной монеты, видимой на расстоянии в 300 м. Если с помощью такой звезды определить географическую широту пункта, то определение окажется ошибочным, оно даст отклонение в направлении меридиана на 30 м. При современных требованиях к крупномасштабным топографическим картам с такой ошибкой нельзя мириться.
Подойдем к вопросу о точности с другой стороны. Одной из важнейших задач астрономии является определение собственных движений звезд, знание которых нужно для многих целей практического и теоретического характера. Эти собственные движения очень малы: для большинства звезд они меньше; десятой доли секунды в год. Допустим, что мы хотим определить их с точностью до сотой доли секунды, которая является скорее недостаточной, чем чрезмерной. В таком случае, если положения звезд мы наблюдаем с точностью до 1 секунды, придется ждать сто лет, чтобы из сравнения новых наблюдений со старыми вывести собственные движения с указанной точностью.
Можно сказать, что вся современная астрономия зиждется на умении измерять очень малые величины (доли секунды дуги и секунды времени, доли миллиметра в положении линий спектра, исчезающе малые различия в яркости звезд и т. п.). Культура точности — это дух астрономии, это то, что позволяет науке двигаться вперед. Повысив эту культуру, Пулковская обсерватория сделала крупнейший вклад в науку.
Фундаментальные звездные каталоги — это списки небольшого числа, нескольких сотен звезд, положения которых определены с наивысшей точностью по отношению к небесному экватору и точке весеннего равноденствия. В отличие от практики других обсерваторий, где две координаты звезд, прямое восхождение и склонение определялись одновременно из наблюдений с меридианными кругами, основатель Пулковской обсерватории В. Струве ввел раздельное определение их с помощью двух различных инструментов: пассажного инструмента для прямых восхождений и вертикального круга для склонений.
Это позволило наблюдателю сосредоточить все внимание на одном лишь измерении, облегчило изучение инструмента и дало возможность достигнуть замечательных результатов. Крупнейший американский астроном конца прошлого века Саймон Ньюкомб говорит, что одно наблюдение с пулковским вертикальным кругом для определения склонения звезды «равносильно двадцати, тридцати или даже сорока наблюдениям, произведенным рутинными наблюдателями с меридианным кругом». Пулковские фундаментальные каталоги содержат около 350 звезд; они составлялись через каждые двадцать лет: для 1845. 1865, 1885, 1905 и 1930 гг.
Положения звезд на небесной сфере непрерывно, хотя и медленно, изменяются вследствие различных причин. Здесь влияет изменение направления земной оси в пространство благодаря притяжению Луны и Солнца на экваториальное вздутие Земли; действует притяжение планет, меняющее положение плоскости земной орбиты; звезды смещаются вследствие того, что астрономическая труба движется вместе с Землей в то время, как к ней летит луч света от звезды; самые звезды движутся собственным движением; наконец луч света, проходя через земную атмосферу, преломляясь в ней, меняет свое направление.
Все эти причины должны быть изучены, причем необходимо определить их величину самым точным образом. И эту задачу разрешали пулковские астрономы: они изучали и определяли величину так называемых основных астрономических постоянных — прецессии, нутации, аберрации и рефракции. Они исследовали и ничтожное «болтание» земного шара на своей оси, которое заставляет земные полюса описывать весьма сложные кривые, удаляясь до 10 м от своего среднего положения.
Другая классическая область работы Пулковской обсерватории заключалась в открытии и наблюдении двойных звезд. Для этой цели она располагала с самого своего основания наибольшим в мире пятнадцатидюймовым телескопом- рефрактором, работы знаменитого Фраунгофера. При дальнейшем развитии астрономической оптики этот инструмент оказался превзойденным, но к своему пятидесятилетию Пулковская обсерватория вновь выдвинулась на первое место по размерам инструмента, получив тридцатидюймовый рефрактор с объективом американского мастера Альвана Кларка.
В связи с развитием фотографического метода наблюдений Пулковская обсерватория была пополнена астрографом, с помощью которого С. К. Костинский определял собственные движения звезд, измерял их расстояния и наблюдал слабых спутников планет.
Когда основывалась Пулковская обсерватория, вся наблюдательная астрономия ограничивалась областью астрометрии. В конце прошлого века получила развитие астрофизика. Спектральный анализ нашел широкое применение к исследованию состава, строения и движения небесных тел. Одним из пионеров в этом деле явился пулковский астроном академик А. А. Белопольский, использовавший самый большой инструмент обсерватории, тридцатидюймовый рефрактор для получения фотографий звездных спектров. А. П. Ганский с тем же инструментом изучал движение раскаленных газов в солнечной фотосфере. Г. А. Тихов известен своими работами по фотометрии звезд и планет, в частности по определению температуры звезд и наблюдениям солнечной короны во время затмений.
Талантливые молодые ученые продолжали работы основоположников русской астрофизики; к числу последних необходимо причислить Ф. А. Бредихина, бывшего в 1890 — 1894 гг. директором Пулковской обсерватории и давшего всемирно известную теорию кометных форм.
Есть еще один вид работ, в которых Пулковская обсерватория занимала выдающееся место; мы имеем в виду международные кооперативные работы. В астрономии имеется ряд задач, выполнение которых непосильно одной, даже крупной обсерватории, В конце прошлого века к таким задачам относилось составление двух разных звездных каталогов, из которых один, со звездами до 11-й величины, составлялся путем измерения фотографий, полученных однотипными инструментами, так называемыми нормальными астрографами. В этой работе приняло участие 18 обсерваторий всего мира.
Другой каталог наблюдался с помощью меридианных кругов на 19 обсерваториях и содержал звезды до 9-й величины. Сама Пулковская обсерватория непосредственно в наблюдениях этих каталогов не принимала участия, «о она участвовала в определении положений некоторых звезд, называемых опорными, по отношению к которым определялись все остальные звезды каталога. Отделение Пулковской обсерватории в Николаеве наблюдало часть второго каталога, определив положение почти б тыс. звезд.
По истечении пятидесяти лет Международное астрономическое общество решило повторить наблюдения второго из упомянутых каталогов с целью выявить происшедшие за это время изменения. Прогресс астрофотографии позволил и на этот раз выполнить наблюдения с помощью специальных широкоугольных астрографов. Северное небесное полушарие было поделено между тремя обсерваториями; наиболее трудная часть была взята Пулковской обсерваторией, которая и закончила всю работу незадолго до вероломного нападения на нашу родину фашистских варваров.
Для изучения строения Млечного Пути и строения галактической системы важно знать различные характеристики — движения, расстояния, абсолютные яркости и спектральные типы многих слабых звезд, число которых настолько велико, что невозможно пронаблюдать их на всем небе. Голландский ученый Каптейн предложил поэтому сосредоточить свое внимание на немногих, около двухсот, избранных областях, которые таким образом расположены на небе, чтобы дать наиболее полное и верное представление о всем небе вообще. Этот план «избранных областей» получил свое осуществление силами ряда обсерваторий всего земного шара, обладающих нужными для этого инструментами. В Пулкове большую работу во исполнение этого плана проделал А. Н. Дейч, определивший собственные движения около 18 тыс. слабых звезд, расположенных в 74 областях Каптейна.
Существующие точные звездные каталоги содержат главным образом яркие звезды. Такие каталоги нужны прежде всего для географических определений и геодезических работ. Дело в том, что при полевых геодезических наблюдениях для определения широты и долготы приходится пользоваться небольшими переносными инструментами; в эти зрительные трубы трудно наблюдать звезды слабее пятой величины. Но для задач звездной астрономии такие каталоги недостаточно однородны. Содержащиеся в них звезды находятся на сильно различных расстояниях от нас, они очень разнообразны по своим абсолютным яркостям, по величине собственных движений и по спектральным классам. Советские астрономы разработали план нового каталога, получившего название «каталога слабых звезд». Он должен содержать свыше 16 тыс. звезд, выбранных особым образом. Все его звезды должны принадлежать к так называемым красным гигантам, но в то же время представляться нам слабыми из-за огромных расстояний от земли. Такие звезды имеют исключительно малые собственные движения, что делает их особенно пригодными для обоснования неизменно ориентированной в пространстве координатной системы, а однообразие их цвета и узкие пределы видимой яркости облегчают при наблюдении устранение ряда систематических ошибок. В составлении этого каталога слабых звезд приняло участие семь советских обсерваторий, причем главная роль принадлежала Пулкову с его отделением в Николаеве.
Пулковская обсерватория расположена на холме. От портала главного здания ведет вниз прямая дорожка, переходящая затем в шоссе, на продолжении которого виднеется шпиль Петропавловской крепости. Главное здание простой, но монументальной архитектуры, было воздвигнуто при основании обсерватории по проекту знаменитого русского зодчего Александра Брюллова. В нем помещались — в центральной башне пятнадцатидюймовый рефрактор, в боковых башнях 33 см нормальный астрограф и светосильная камера, пожертвованная Бредихиным; в деревянных галлереях, соединяющих среднюю часть здания с боковыми флигелями, находились главные астрометрические инструменты: пассажный инструмент, вертикальный круг и меридианный круг; в южной пристройке помещался пассажный инструмент, расположенный в первом вертикале. В подвале находились часы.
Под центральной башней размещалась знаменитая библиотека, про которую Ньюкомб сказал, что она является самой полной астрономической библиотекой в мире. В ней, между прочим, хранились 22 тома подлинных рукописей Кеплера. По сторонам от главного здания размещались жилые корпуса. Вокруг обсерватории на холме был разбит прекрасный парк со столетними липами. Над обрывом находилось кладбище с могилами ученых.
Позднее обсерватория пополнилась рядом других зданий и инструментов. В 1885 г. в отдельной огромной башне к югу от главного здания был установлен тридцатидюймовый рефрактор. Затем была выстроена астрофизическая лаборатория с примыкающей электростанцией и механической мастерской. Вокруг были разбросаны небольшие павильоны с различными инструментами, из которых назовем зенит-телескоп, служивший для исследования движения земных полюсов.
Иногда говорят, что Пулковская обсерватория расположена в неблагоприятных географических условиях. Действительно, летом на широте Ленинграда бывают белые ночи, а зимой длительно держится пасмурная погода. Эти обстоятельства сильно суживают возможности некоторых фотографических и астрофизических наблюдений. Однако атмосфера под Ленинградом отличается в хорошую погоду ценными свойствами спокойствия и прозрачности. Для астрометрических целей, т. е. производства тех наблюдений, для которых и была основана Пулковская обсерватория, эти свойства являются решающими. Кроме того> высокое положение над горизонтом северного полюса мира вследствие значительной географической широты, позволяет наблюдать больше звезд в нижней кульминации, что тоже очень важно для исследования рефракции (т. е. преломления света в земной атмосфере). В Пулкове наблюдение ярких звезд производилось при ясном небо круглые сутки — и ночью и днем. Летние белые ночи не мешали этим наблюдениям.
Другое дело астрофизические наблюдения, многие из которых требуют совершенно темного неба, без признаков зари. Эти наблюдения сильно ограничены в условиях северного местоположения. Для развития тех астрофизических исследований, которые требовали более южного положения обсерватории, было открыто в 1908 г. отделение Пулковской обсерватории на южном берегу Крыма, в Симеизе.
В июне 1940 г. с большой торжественностью был отпразднован столетний юбилей Пулковской обсерватории. К этому времени, уже за советский период, обсерватория пополнилась несколькими новыми ценными инструментами. Был установлен большой спектрограф для детального исследования Солнца, сталинские лауреаты Н. Г. Пономарев и Д. Д. Максутов сконструировали прекрасный солнечный телескоп оригинальной конструкции, в Государственном оптическом институте заканчивался изготовлением тридцати двухдюймовый объектив для фотографического рефрактора, установка которого ранее была получена из Англии. На юбилейной сессии Академии Наук СССР был доложен проект реконструкции Пулковской обсерватории и проект строительства в Крыму новой большой астрофизической обсерватории. Предполагалось уже в ближайшие годы провести эти важные для советской астрономии мероприятия, но внезапное нападение на СССР фашистских варваров нарушило это намерение.
В первые же месяцы войны Ленинград стал подвергаться воздушным бомбардировкам. Вражеские самолеты летали через Пулково на Ленинград и зачастую, не допущенные к городу, сбрасывали свой бомбовой груз по дороге — вблизи обсерватории. При приближении фронта к Ленинграду начался и артиллерийский обстрел обсерватории.
В августе 1941 г. началась эвакуация оборудования и библиотеки обсерватории, но такие крупные инструменты, как пятнадцати- и тридцатидюймовые рефракторы, нельзя было вывезти целиком, для них пришлось ограничиться эвакуацией одной оптики. Враг пытался овладеть территорией обсерватории, которая в силу своего возвышенного положения представляла ключ к Ленинграду, но безуспешно. Его механизированные части прорывались мимо обсерватории по шоссе к Ленинграду, но были уничтожены на полпути. Сама обсерватория оставалась во все время осады Ленинграда в наших руках, но передовая линия фронта проходила в немногих сотнях метров от Пулковского холма. С Пулковских высот в январе 1944 г. войска Ленинградского фронта начали свое победоносное наступление, освободившее Ленинград и отбросившее врага за пределы нашей родины.
Летом 1944 г., в связи с разработкой проекта восстановления Пулковской обсерватории, я посетил это историческое место. Был прекрасный летний день, фронт отодвинулся далеко от Ленинграда, цветущие поля имели самый мирный вид. Приближаясь по шоссе к Пулкову, уже издали можно было заметить, что Пулковский холм изменил свои привычные очертания — исчезли прекрасный парк на его склонах и силуэт главного здания обсерватории. На голой вершине холма стояли руины, заросшие густой травой. От монументального портика у главного здания с четырьмя дорическими колоннами не осталось и следа. Перед средним входом — огромная воронка от авиабомбы, на дне которой образовалось озеро. Своды, несшие на себе пятнадцатидюймовый рефрактор, рухнули. С южной стороны стоит одинокая, пробитая снарядом стена. Фундаменты пассажного инструмента и вертикального круга засыпаны обломками и нельзя удостовериться в их сохранности. В башне тридцатидюймового рефрактора осталась стоять чугунная колонна с большой продольной трещиной и на ней висит часть обвалившейся крыши; сбоку лежит искалеченная труба рефрактора. Среди мусора и щебня внутри стен лаборатории валяется исковерканный стереокомпаратор. Вся территория вспахана бомбами и снарядами.
Жилые дома, отстоящие от главного здания метров на сто, пострадали меньше, частично сохранился нижний полуподвальный этаж. По всему видно, что немцы умышленно бомбили самую обсерваторию с целью уничтожить это выдающееся научное учреждение.
Пулковскую обсерваторию решено восстановить на прежнем месте. Столетние ряды наблюдений, вошедшие в серию пулковских каталогов и оборванные тяжелым сапогом гитлеровских захватчиков, должны быть продолжены в той же географической точке.
Архитектурный проект восстановления обсерватории разработан академиком А. В. Щусевым. Главное здание обсерватории будет восстановлено в старых классических формах Брюллова; вместо прежних довольно безобразных и неудобных жилых корпусов будут воздвигнуты флигеля в стиле центрального здания. Значительно расширят астрофизическую лабораторию и построят новое здание для службы времени, которая будет возвещать точное время всему Советскому Союзу. В восстановленном парке будут разбросаны башни и павильоны с различными инструментами.
В научном отношении обсерваторию вновь доведут до уровня последнего слова науки, чтобы опять превратить ее в астрономическую столицу мира, какой она была до своего разрушения.
В своей основной части обсерватория восстановит прежний вид, но ее окрестности будут выглядеть совсем иначе. Военные действия смели с лица земли деревушку Пулково у подножия холма. Ее деревянные домики, от которых не осталось и следа, конечно не будут восстановлены. Зато со стороны Ленинграда, на самом подъеме на Пулковский холм, будет воздвигнут грандиозный памятник над братскими могилами героических защитников Ленинграда.
Этот памятник знаменует собой поворотный пункт в обороне, дальше которого гитлеровские орды не смогли проникнуть. Отсюда началось наше победоносное контрнаступление, освободившее советскую землю от ненавистных варваров. К памятнику поведет широкая мраморная лестница с колоннами по сторонам. Позади памятника будет проектироваться силуэт монументального здания обсерватории. Все вместе станет символом мощи русскою оружия и величия русской науки.