Астрономічні інструменти

Арміллярна сфера

Астрограф

Квадрант

Астрономі́чні інструме́нти — прилади для спостереження за астрономічними об’єктами; їх використовують із метою визначення положень тіл на небесній сфері, параметрів руху, хімічного складу і фізичного стану.

Класифікація астрономічних інструментів

Специфіка астрономічних спостережень та необхідна точність вимагають використання в астрономічній практиці астрономічних інструментів різних конструкцій і розмірів. Класифікують астрономічні інструменти відповідно до принципу утворення зображення, мети спостереження, способу спостереження, розмірів та способу монтажу астрономічного інструментарію.

За принципом утворення зображення спостережуваного світила астрономічні інструменти поділяють на рефлектори і рефрактори; за метою спостереження: астрометричні й астрофізичні; за способом спостереження: візуальні, фотографічні та фотоелектричні; за розмірами: переносні (експедиційні) і фундаментальні; за способом монтажу: інструменти на азимутальній і паралактичній установках, меридіанні інструменти та інструменти з нерухомою трубою.

Астрономічні інструменти (старовинні)

Основними та найуживанішими астрономічними інструментами до винайдення телескопу (17 ст.) у практиці астрономічних спостережень були:

• алідада — прилад, який застосовують для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів;
• антикітерський механізм — стародавній механічний аналоговий обчислювальний пристрій, призначений для розрахунку положення небесних тіл;
• армілярна сфера або ж сферична астролябія (армілла) — астрономічний інструмент, який використовували для визначення координат небесних світил;
• астереометр — інструмент для графічного визначення часу сходження і заходу небесних тіл;
• астролябія — кутовимірювальний прилад, яким до 18 ст. користувались для визначення широти i довготи в навігації;
• ауксометр — інструмент, за яким визначали збільшення телескопів;
• гномон — дуже давній астрономічний інструмент (можливо, найдавніший) для вимірювання часу, елементом якого є вертикальна жердина, що відкидає тінь на горизонтальний майданчик;
• сонячний годинник — пристрій для вимірювання часу за зміною довжини тіні від гномону та її руху циферблатом;
• діоптр — астрономічний інструмент, за допомогою якого вимірювали кути між об’єктами;
• зоряний глобус — ранній прототип секстанта. Використовували для визначення висот світил за допомогою зображення небесної сфери з нанесеними на неї небесним екватором, екваторіальною сіткою, екліптикою та сузір’ями;
• квадрант — астрономічний інструмент для визначення висот світил;
• ноктурлабіум — астрономічний інструмент, за допомогою якого визначали час в нічну пору за положенням зір, розташованих недалеко від полюсу світу;
• планісфера — рухома карта небесної сфери спроектованої на площину (стереографічна полярна проекція небесної сфери на площину);
• посох Якоба — один із перших інструментів, призначений для вимірювання кутів між двома зорями;
• ректангулус — інструмент для графічного розв’язання деяких задач сферичної тригонометрії;
• торкветум — астрономічний інструмент, що дозволяє проводити вимірювання в різних астрономічних системах небесних координат;
• трикветрум — давній кутомірний інструмент для вимірювання зенітних відстаней небесних світил і паралаксу Місяця;
• екваторіум — стародавній астрономічний обчислювальний прилад, призначений для визначення положення заданого небесного тіла (Місяця, Сонця або планет);
• клепсидра (гідрологіум) — прилад для вимірювання проміжків часу, принцип дії якого ґрунтується на витіканні води з посудини.

Астрономічні інструменти (сучасні)

Серед сучасних астрономічних інструментів є група приладів, змонтованих на азимутальній установці. Здебільшого такі астрономічні інструменти є астрометричними візуальними приладами (універсальний інструмент, вертикальний круг, зеніт-телескоп, астролябія тощо). Універсальний інструмент має два розділені круги. За допомогою вертикального круга вимірюють зенітні віддалі, а за допомогою горизонтального — азимути світил. Знаючи ці параметри і точний час спостереження визначають географічні координати місця спостереження.

Зеніт-телескоп використовують для вимірювання невеликих зенітних віддалей або різниці зенітних віддалей пар зір при спостереженні їх на приблизно однакових висотах.

До меридіанних астрономічних інструментів належать пасажний інструмент і меридіанний круг — невеликі рефрактори, які можуть обертатися лише навколо однієї горизонтальної осі в площині меридіана. Пасажні інструменти призначені для спостереження моментів проходжень світил через меридіан або перший вертикал.

Для фотографування зір використовують астрограф. Фотографічна зенітна труба — тип астрографа призначений для фотографування небесних світил поблизу зеніту. Складником багатьох таких астрономічних інструментів є астроспектрограф — прилад для фотографування спектрів небесних тіл в ультрафіолетовому, видимому та інфрачервоному діапазонах. На паралактичних уставках різних форм монтують більшість астрофізичних астрономічних інструментів, зокрема всі рефлектори, що можуть сприймати світло від небесних об’єктів в інфрачервоному, видимому, ультрафіолетовому діапазонах, а також сонячні телескопи (геліографи) з додатковими пристроями (целостат, геліостат) для спостереження і фотографування змін, які відбуваються на Сонці. Для фотографування корони у звичайних умовах сконструйовано спеціальний астрономічний інструмент — коронограф, а для фотографування поверхні Сонця в інтегральному світлі використовують фотогеліограф.

У 1945–1950 розроблено радіотехнічні астрономічні інструменти — радіотелескопи — для вивчення радіовипромінювання космічних об’єктів: Сонця, небулярних туманностей, міжзоряного газу, космічного пилу, окремих молекул та молекулярних кластерів. Для суттєвого підвищення роздільної здатності радіотелескопів їх часто об’єднують у мережі. Такі астрономічні інструменти називають радіоінтерферометрами.

У сучасній астрономії застосовують різні типи приймачів випромінювання, які встановлюють у фокусі телескопа: фотопомножувачі, ПЗЗ-матриці, болометри, радіометри, радіополяриметри.

Блиск небесних світил вимірюють за допомогою електрофотометрів. Поляризацію випромінювання небесних тіл вивчають за допомогою поляриметрів (спектрополяриметрів). Магнітні поля небесних тіл вимірюють сонячні і зоряні магнітографи, за допомогою яких вивчають розподіл ступеня поляризації випромінювання за профілем спектральної лінії.

Широкого розповсюдження набули детектори нейтринного випромінювання небесних об’єктів (нейтринна астрономія), гравітаційних хвиль (лазерно-інтерферометричні гравітаційно-хвильові обсерваторії), космічні телескопи-обсерваторії.

Література

1. Williams H. S. A History of Science : in 10 vol. New York : HarperCollins, 1904–1910.
2. Zimmermann H., Weigert A. Lexikon der Astronomie. Heidelberg : Spektrum Akademischer Verlag, 1999. 536 p.
3. Ковалевский Ж. Современная астрометрия. Фрязино : Век 2, 2004. С. 131.
4. Foo Gr., Palacios D., Swartzlander Gr. Optical Vortex Coronagraph // Optics Letters. 2005. Vol. 30. Is. 24. P. 3308–3310.
5. McLean I. Electronic Imaging in Astronomy: Detectors and Instrumentation. Berlin : Springer, 2008. P. 91.
6. Kern R. Wissenschaftliche Instrumente in ihrer Zeit : in 4 bd. Köln : Verlag der Buchhandlung Walther König, 2010.
7. Brooks Th., Stahl H., Arnold W. Advanced Mirror Technology Development (AMTD) Thermal Trade Studies // SPIE Proceedings. 2015. Vol. 9577. P. 1–20. URL: https://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2188371?SSO=1
8. Seiradakis J. H., Edmunds M. G. Our Current Knowledge of the Antikythera Mechanism // Nature Astronomy. 2018. Vol. 2. P. 35–42.

Автор ВУЕ

О. Г. Шевчук

Покликання на цю статтю: Шевчук О. Г. Астрономічні інструменти // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Астрономічні інструменти (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 17.09.2020