Университеты и научные учреждения второе переработанное и дополненное издание

В программу работ Астрономического института полностью вошла вторая проблема — определение силы тяжести и частич­но третья — методика астрономических наблюдений. Первая проблема — радиотелеграфная служба времени — была переда­на в Пулковскую обсерваторию, где имелись все предпосылки для продолжения этих работ.

В дальнейшем основная программа работ института по суще­ству осталась неизменной, и только лишь в 1929 г. явились новые задачи в области астрофизики, связанные с методикой астрофизических наблюдений, конструированием новых инстру­ментов и организацией на юге СССР Горной астрономической обсерватории.

Работа в институте в его современном виде протекает в сле­дующих пяти разделах: в секторе вычислительном, теоретиче­ском, гравитационном, астрофизическом и конструкторско-ме­ханическом. Кроме того институт был инициатором создания Горной астрофизической обсерватории в Абастумане в 1932 г. и с тех пор тесно связан со строительством новой обсервато­рии, имеющей всесоюзное значение.

СЕКТОР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ

В задачи сектора входит вычисление и издание вспомога­тельных таблиц, ежегодников, программ наблюдений для астро­номо-геодезических работ, мореплавания и аэронавигации.

Перед сектором стоит основная задача — обеспечить необ­ходимыми вспомогательными средствами обработку астрономо-геодезических наблюдений, определений широты, долготы и азимута, вести разработку новых методов наблюдений и вычи-

18

слений с целью рационализации тех грандиозных по размеру работ по определению астрономических пунктов, которые стоят еще и сейчас перед нашим Союзом.

Вычисление Астрономического ежегодника на каждый год представляет большую и трудную задачу. Только кооператив­ными усилиями астрономов всех стран после Международно­го конгресса 1910 г. она несколько упростилась: работа по вы­числениям была распределена между отдельными странами, и был установлен обмен материалами. Дореволюционная Россия не принимала участия в эфемеридной международной работе. Мы пользовались исключительно заграничными изданиями: не­мецким, французским, английским, американским и итальян­ским ежегодниками. Приходилось пользоваться несколькими ежегодниками, чтобы иметь положения всех звезд, входящих в программы метода Цингера и Певцова, которыми по преимуще­ству пользовались наши геодезисты при своих работах.

С 1926 г. ежегодно издаются «Эфемериды пар Цингера». В эфемеридах даются через 10 дней на время видимости пар вспомогательные величины, значительно упрощающие обра­ботку наблюдений для определения времени по способу Цин­гера.

С 1930 г. издается «Морской астрономический ежегодник», для запросов мореплавания.

В 1934 г. приступлено к изданию «Аэронавигационного еже­годника» для воздушного флота.

Начиная с 1934 г. издаются ежегодно упрощенные Таблицы для определения азимута Полярной по звездному и местному времени.

«Программа способа Талькотта для определения широты» была опубликована в 1927 г. Программа составлена на основа­нии списка 1967 звезд северного полушария до 6-й величины и включает в себя около 20 000 подобранных пар для 240 ши-

рот от 30° до 70° через каждые 10'. Программа позволяет не­посредственно производить отбор необходимых пар для наблю­дения в любой широте. Готовится новое расширенное издание программы.

«Сводный каталог фундаментальных сколонений 1631 звезды» для 1915, основанный на наблюдениях обсерваторий Пулково, Гринвича, Парижа, Бабельсберга, Вашингтона и др.

Особого внимания заслуживает в этой работе метод опреде­ления места меридиана с помощью кипрегеля на мензуле. Этот метод дает возможность топографу определить склонение маг­нитной стрелки и дает контрольные данные при проведении мензульного хода в закрытой местности.

Один из методов приближенного определения широты, вре­мени и азимута с помощью отвеса получил особое развитие,

18*

В 1934 г. институт по заданию воздушного флота закончил составление графиков для быстрого определения широты и дол­готы по наблюдению высот ярких звезд.

В 1933 г. был разработан метод и составлены таблицы для перевода координат Гаусса-Крюгера из трехградусной зоны в шестиградусную и обратно, не переходя к географическим ко­ординатам.

В 1934 г. был разработан метод и составлены таблицы пере­вода координат Гаусса-Крюгера в систему Руссиля.

С методикой вычислений, естественно, связывается издание и опубликование вспомогательных и математических таблиц. В 1926 г. вторым изданием вышли вспомогательные таблицы для астрономических вычислений.

«Таблицы для трехзначного вычисления» были изданы в 1923 г. Таблицы заменили логарифмическую линейку.

В 1934 г. закончено составление таблиц эллиптических функ­ций и функций Матье.

Наконец, следует упомянуть, что институт совместно с Технико-теоретическим издательством издал: пятизначные таб­лицы логарифмов, пятизначные таблицы натуральных тригоно­метрических функций и десятизначные логарифмы чисел.

Этим мы заканчиваем изложение главнейших вычислитель­ных работ института, имеющих, главным образом, практиче­ский характер, но основанных по существу на глубоких теоре­тических основаниях, знании методики и практики астрономо-геодезических наблюдений и вычислений.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СЕКТОР

Сектором был разработан новый метод определения орбит по трем наблюдениям и метод «экстраполирования», или ме­тод численного построения возмущенного движения.

Метод экстраполирования завоевал себе всеобщее признание и вошел во все современные заграничные курсы небесной меха­ники. Все вопросы, связанные с практическим вычислением возмущенного движения малых планет, подверглись коренной переработке и значительному упрощению, что и позволило Астрономическому институту занять первое место после Герма­нии в международной эфемеридной работе.

Обратимся к перечислению основных задач, разрешенных или стоящих на очереди в теоретическом секторе.

1. Первой основной работой по применению метода экстра­полирования является ежегодное вычисление возмущенных эфемерид для 80 малых планет. В программу института входят планеты, по преимуществу близкие к Юпитеру, испытывающие наиболее сильные возмущения и потому совершенно неподдаю­щиеся вычислениям абсолютными методами. В частности, в про­грамму входят так называемые «Троянцы», т. е. группа из 10

малых планет, орбиты которых весьма близко подходят к ор­бите Юпитера, и замечательные тем, что образуют с Юпите­ром и Солнцем почти равносторонний треугольник при своем движении. В программу также входят первые три яркие пла­неты: Церера (1), Паллада (2) и Юнона (3), для которых вы­числяются точные эфемериды и опубликовываются в Ежегод­нике Британской астрономической ассоциации. Приближенные Эфемериды всех планет публикуются в специальном издании Берлинского вычислительного института, на котором лежит в настоящее время общее планирование вычислений эфемерид малых планет.

К сожалению, громадное число малых планет слабы и доступ­ны только светосильным инструментам, что затрудняет полу­чение достаточного числа наблюдений, необходимых для вы­вода хороших исходных элементов. Имея это в виду, институт вошел в кооперацию с 10 заграничными и советскими обсерва­ториями для организации наблюдений тех планет, которые вхо­дят в программу института.

2. Второй работой сектора по применению метода экстрапо­лирования является предвычисление движения VIII спутника Юпитера. Эта работа была предпринята в 1930 г. после возвра­щения проф. Нумерова из Америки, где выяснилось, что с 1923 г. спутник утерян, и его не могут найти в самые могуще­ственные инструменты. VIII спутник Юпитера, открытый на Гринвической обсерватории в 1909 г., представляет собой сла-

бую звездочку 18-й величины, обращающуюся вокруг Юпите­ра приблизительно в течение двух лет, в угловом расстоянии от Юпитера около 1°. Спутник испытывает весьма сильные воз­мущения со стороны Солнца. В данном случае Солнце является третьим возмущающим телом и, благодаря своей колоссальной массе, производит весьма сильные возмущения в движении спутника, в несколько раз большие тех возмущений, которые мы можем наблюдать в движении малых планет. Вследствие слабой величины найти спутника без предварительного учета возмущений совершенно невозможно. В первые годы англий­ские астрономы (так как спутник открыт был в Гринвиче) сле­дили за его движением и вычисляли его возмущения. Это про­должалось до 1916 г. Затем вычисления были прекращены, и спутник был последний раз случайно наблюдаем в 1923 г. С этого времени все попытки астрономов оказывались безре­зультатными, и спутника не могли найти. Возмущения были на­столько велики, что спутник не попадал в поле зрения фото­графической пластинки больших американских рефлекторов.

К вычислению возмущенного движения спутника мы приме­нили метод экстраполирования и построили возмущенное дви­жение с 1916 по 1930 гг.; результаты вычислений сообщили главнейшим астрономическим обсерваториям, имеющим свето­сильные инструменты, которые могли бы произвести наблюде­ния по нашим указаниям.

30 ноября 1930 г. спутник был вновь найден по эфемериде института на обсерватории Моунт-Вилсон в Калифорнии в 100" рефлектор. Одновременно его увидели на Ликской обсервато­рии в Калифорнии и обсерватории Иеркса близ Чикаго. Пред­вычисления института блестяще оправдались, и спутник всего на несколько минут дуги находился в стороне от предвычислен­ного положения.

Таким образом, метод экстраполирования оправдал себя не только в применении к вычислению возмущенных эфемерид малых планет, но и спутников. Теперь нам остается применить его к движению кометы, и мы хотим изучать движение кометы Энке за период с 1924 до 1934 гг. с целью выяснить причину существующих расхождений между современной теорией ко­меты Энке и наблюдениями.

Повидимому, причина расхождений между теорией и наблю­дениями лежит в взрывах, происходящих в комете Энке. Эти взрывы изменяют все элементы кометы.

3. Перейдем теперь к третьему применению метода экстра­полирования, к задаче использования точного движения малых планет для определения систематических ошибок склонений фундаментальных звезд. До сих пор вопрос о наилучшей си­стеме координат звезд и в частности склонений, т. е. угловых расстояний звезд от небесного экватора, окончательно не раз­решен, и в разных астрономических ежегодниках даются коор­динаты звезд, друг от друга отличающиеся. Эти расхождения, как было указано выше, между системами доходят до 0,"5, И все попытки найти причину этих расхождений и установить истинную систему до сих пор оказались тщетными. Пулков­ская обсерватория предлагает для этой цели послать специ­альную экспедицию в Новую Зеландию, где должен быть уста­новлен на два года Пулковский вертикальный круг.

Проверка системы склонений, исходя из теоретических рас­четов движения малых планет, следуя идее Ньюкомба, предста­вляет сейчас значительный теоретический и практический ин­терес. Имея это в виду, институт выдвинул план решения за­дачи об установлении фундаментальной системы склонений путем использования наблюдений и точного изучения движения ряда мелких планет, следуя методу экстраполирования, и по­ставил этот вопрос перед Международным астрономическим союзом.

Эта идея получила в самое последнее время поддержку среди американских астрономов, и на международном съезде 1935 г. в Париже будет поставлен вопрос о проведении всей намечен­ной программы с 1936 по 1946 гг. Как методическую работу мы ведем сейчас изучение движения Юноны с 1926 по 1934 гг.

Намеченная работа, к которой институт уже приступил, кро­ме решения вопроса о систематических ошибках звездных по­ложений, позволит также сделать целый ряд заключений по теории экстраполирования, достаточности закона тяготения при объяснении движения малых планет и ряду других вопросов, имеющих большое принципиальное значение.

4. Метод экстраполирования или численного интегрирования диференциальных уравнений в особых координатах был при­менен не только к уравнениям возмущенного движения; поль­зуясь основной идеей, был разработан метод численного инте­грирования линейных диференциальных уравнений второго по­рядка с переменными коэфициентами, которые часто встре­чаются в вопросах техники, прикладной механики и физики (функции Бесселя, Матье, Гилла и др.).

5. Наконец, начиная с 1930 г. мы с большим вниманием от­носились к задачам внешней баллистики и разработали ряд методов, используя известную уже нам методику вычисления возмущенного движения небесных тел, ибо расчет движения снаряда и расчет движения планеты являются задачами, весь­ма близкими друг к другу. Подробное изложение методики чис­ленного интегрирования уравнений внешней баллистики опу­бликовано в изданиях Артиллерийского научно-исследователь­ского института. Для этого же института мы произвели боль­шую работу по составлению баллистических таблиц, пользуясь вновь разработанным методом.

6. В области методов абсолютных возмущений в Астрономи­ческом институте разрабатывается идея введения новой незави­симой переменной вместо времени. Ряды, которыми представ­ляются возмущения, имеют плохую сходимость, т. е. необхо­димо очень большое число членов, чтобы можно было с задан­ной точностью вычислить возмущения. Путем введения новой переменной удалось получить ряды, лучше сходящиеся. Про­должение работ в этом направлении, мы надеемся, позволит нам найти более практичный метод абсолютных возмущений, чем известные классические методы, которыми до сих пор при­ходится пользоваться.

7. Институт приступил также к построению теории абсолют­ных возмущений в полярных координатах, ставя задачей по­лучить общие формулы, позволяющие вычислять непосред­ственно в разложении члены любого порядка. Вместе с вспомогательными таблицами эта работа будет служить для быстрого вычисления абсолютных возмущений планет с суточ­ным движением около 800".

8. В результате сравнительного изучения существующих ме­тодов абсолютных возмущений институт в последние годы уде­лил особенное внимание методу Болина. После успешного при­менения названного метода к отдельным планетам было состав­лено практическое руководство и специальные таблицы для определения возмущений обширной группы планет.

Заканчивая изложение работ Теоретического сектора, сле­дует особо отметить рационализацию методов вычислений, ма­ксимальное использование арифмометра, выработку стандарт­ных схем вычислений, составление специальных таблиц, кото­рые в значительной мере ускорили и упростили процессы вы­числений возмущенного движения.

ГРАВИТАЦИОННЫЙ СЕКТОР

Гравитационные наблюдения, кроме теоретического значения для определения фигуры Земли и общих геофизических про­блем, за последние годы получили большое практическое зна­чение для геологической разведки. Этому в значительной мере в Союзе содействовал Астрономический институт, составив в 1922 г. сводный каталог всех определений сил тяжести, разра­ботав методику и интерпретацию маятниковых и вариометри­ческих наблюдений, способствуя организации гравитационной службы в бывшем Геологическом комитете, тресте Эмбанефть, Грознефть, ведя подготовку кадров специалистов, конструируя и изготовляя гравитационные приборы и участвуя в организа­ции общей гравитационной съемки Союза.

Перейдем к изложению работ института в области грави­тации.

1. В 1922 г. был впервые в Союзе составлен каталог опреде­лений силы тяжести, произведенных в России до 1920 г. Из сопоставления аномалий в силе тяжести с геологическими дан­ными выяснилось, что аномалии прежде всего связаны с не­правильностями строения верхних слоев Земли. Отсюда выте­кало, что план дальнейших наблюдений силы тяжести должен быть тесно связан с планом геологических разведок в Союзе, что наблюдения имеют наибольшее практическое значение в равнинных местностях, а не в горных районах.

За 15 лет в Союзе произведено более 2000 новых наблюде­ний, т. е. в четыре раза больше, чем это было сделано за все предыдущее время. Наблюдения велись не только научными, но и производственными учреждениями: геолого-разведочными управлениями, трестами. Однако большинство наблюдений до сих пор не опубликовано.

Имея в виду все усиливающийся темп гравитационных ра­бот, особенно становится ощутительной необходимость свое­временною опубликования результатов наблюдений и составле­ние сводного каталога. В 1933 г. институт закончил составле­ние нового сводного каталога, опубликованного в 1934 г. Ин­ститутом основных геодезических работ при Главном гидро-геолого-геодезическом управлении.

2. За все время своего существования институт организовал 35 экспедиций и определил 550 маятниковых пунктов.

Большинство из этих экспедиций производились на сред­ства Наркомпроса, и целью их была общая гравитационная съемка в различных районах, по преимуществу в Северо-запад­ной области, на Севере и Урале. Наблюдения по побережью Северного Ледовитого океана и на Северных островах произво­дились институтом совместно с Главным гидрографическим управлением и, наконец, в последние два года по плану общей гравитационной съемки Союза.

Первая экспедиция, имеющая специальное геологическое на­значение, была организована в 1924 г. для обследования пла­тиноносного района близ Нижнего Тагила по заданию Урал­платины. Наблюдения имели своей целью исследование мощно-ности дунитового массива. Наблюдения не подтвердили перво­начальных предположений геологов и указали на большую мощность дунитового массива. Результаты этой работы показа­ли, что маятниковые наблюдения имеют значение не только для общегеологического изучения больших районов, но могут помочь решению частных проблем, выдвигаемых геологиче­ской разведкой.

Весьма важные заключения были получены из маятниковых наблюдений, произведенных в 1928, 1929 и 1930 гг. в Затереч­ной области и Калмыцких степях в районе большой депрес­сии, большого погружения кристаллического массива, вблизи

последних предгорий Кавказа. В области нефтяных месторо­ждений Грознефти, у Хасав-Юрта, мы имеем большой минимум в силе тяжести, и эта полоса минимума тянется от Кубани к Махач-Кала, далее вдоль берега Каспийского моря через Дер­бент в Баку и переходит на восточный берег Каспийского моря к Красноводску. Все нефтяные районы совпадают с рай­оном депрессии и одновременно минимума силы тяжести. Эти исследования показали нефтяным геологам, что общая гравита­ционная съемка всех нефтяных районов представляет значи­тельный интерес и имеет большое значение при освоении но­вых нефтяных районов.

Наконец, мы должны указать на гравитационное обследова­ние Урало-Кузбасса и прежде всего выявления погруженной уральской складчатости к востоку от главного Уральского хреб­та. Успех этой работы в значительной мере способствовал по­вышению интереса к маятниковым наблюдениям в 1931 г. со стороны геолого-разведочных учреждений и в частности УГРУ и Нефтяного института. Астрономический институт в 1931 г. взял на себя задачу определить силу тяжести в 235 точках в районе восточных и западных склонов Урала. К этой работе институт привлек Пулковскую обсерваторию, астрономические обсерватории Ленинградского и Казанского университетов, Астрономическую обсерваторию в Ташкенте и Астрономиче­ский институт имени Штернберга в Москве. Работа выполнена с превышением плана в количестве 250 точек.

3. Одновременно с организацией экспедиционных работ и выполнением производственных заданий институт и его сотруд­ники принимали большое участие в организации специальных гравитационных служб в целом ряде промышленных предприя­тий.

В 1926 г. была организована гравитационная служба в тре­сте Эмбанефть. Здесь впервые были одновременно использо­ваны оба гравитационные метода — маятниковый и вариоме­трический.

В 1929—1930 гг. для подготовки полевых гравитационных работников для треста Эмбанефть институтом были организо­ваны специальные курсы.

В 1928 г. сотрудники института принимали ближайшее уча­стие в организации гравитационной службы, в тресте Гроз­нефть, который к тому времени приобрел вариометры новей­шей системы Бамберга.

В 1929 г. институт подготовил группу лиц, прикомандиро­ванных институтом геодезии и картографии ВСНХ, для произ­водства маятниковых наблюдений.

В 1932 г. институт оказал техническую помощь и организо­вал две маятниковые партии для Геофизического института в Свердловске, который получил из-за границы два прибора, но не имел специалистов для производства наблюдений.