Алғашқы астрономиялық аспаптар қашан пайда болды?

Адамзат әрқашан ғарыштың құрылымын және аспан денелерінің қозғалысының заңдылықтарын түсінуге тырысты. Жұлдыздарды жүйелі бақылаудың алғашқы әрекеттері жазу пайда болғанға дейін жасалды. Уақыт өте келе түнгі аспанды қарапайым тамашалау өлшемдердің дәлдігін арттыру үшін арнайы құралдарды пайдаланумен ауысты. Астрономиялық аспаптардың тарихы мыңжылдықтарды қамтиды және әртүрлі өркениеттердің ғылыми ойының эволюциясын көрсетеді.

Бақылаудың ежелгі құралдары

Аспан сферасын зерттеуге арналған ең ерте құрылғылар Месопотамияның, Мысырдың және Қытайдың ежелгі өркениеттерінде пайда болды. Бұл құрылғылар уақытты анықтауға, күнтізбелер құрастыруға және жерде бағдарлануға көмектесті.

Антикалық дәуірдің базалық астрономиялық құралдары бірнеше түрді қамтыды:

• гномон көлденең бетке көлеңке түсіретін тік өзекті білдірді;
• күн сағаттары жарықтың орнына қарай тәуліктің уақытын анықтау үшін пайдаланылды;
• астролябия аспандағы нысандар арасындағы бұрыштық қашықтықтарды өлшеуге мүмкіндік берді;
• армиллярлық сфера сақиналар жүйесі арқылы аспан денелерінің қозғалысын модельдеді.

Осы құрылғылардың конструкциясының қарапайымдығы өлшемдердің төмен дәлдігін білдірмеді.

Гномон біздің заманымызға дейінгі III мыңжылдықтан белгілі ең ежелгі астрономиялық аспап болып саналады. Вавилон діни қызметкерлері оны күн тоғысы мен теңелу сәттерін тіркеу үшін пайдаланды. Көлеңкенің ұзындығы мен бағыты Күннің көкжиектен биіктігін және жарықтың азимутын көрсетті. Мысырлықтар принципті жетілдіріп, дәлірек бақылаулар үшін негізінде белгіленген шкалалары бар обелискілер жасады.

Астролябия болжам бойынша біздің заманымызға дейінгі II ғасырда Ежелгі Грецияда пайда болды және революциялық құралға айналды. Никейлік Гиппарх оны жердің ендігін анықтау үшін қолданудың теориялық негіздерін жасады. Құрылғы жұлдыздар арасындағы бұрыштарды өлшеуге мүмкіндік беретін қозғалмалы визирлік сызғышы бар градуирленген дискіден тұрды. Ортағасырлық араб ғалымдары навигация және астрономиялық есептеулерге арналған күрделі көпфункционалды модельдер жасап, конструкцияны кемелдікке жеткізді.

Ортағасырлық бұрыш өлшегіш аспаптар

Ортағасыр кезеңінде астрономия ірі өлшеуіш құралдары бар обсерваториялар салынған ислам әлемінде белсенді дамыды. Еуропалық ғалымдар Қайта өрлеу дәуірінде шығыстық әріптестердің көптеген жетістіктерін қабылдады.

Сол кездегі ірі стационарлық құралдар бұрын-соңды болмаған дәлдікті қамтамасыз етті:

1. Квадрант жарықтардың биіктігін өлшеуге арналған градуирленген доғасы бар шеңбердің төрттен бірін білдірді. Тихо Браге меридиан жазықтығында бекітілген радиусы шамамен екі метрлік қабырғалық квадрант салды. Бақылаушы арнайы саңылаулар арқылы жұлдызды визирлеп, шкаладан бұрышты бір бұрыштық минутқа дейінгі дәлдікпен оқыды.
2. Секстант 60 градустық доғаны қамтыды және нысандар арасындағы бұрыштық қашықтықтарды өлшеу үшін қолданылды. XVI ғасырдың теңіз навигаторлары Полярлық жұлдыздың биіктігі бойынша ендікті анықтау үшін аспаптың ықшам қолмен ұстайтын нұсқаларын белсенді пайдаланды. Дәлдік айналар жүйесі мен телескопиялық визир арқасында жетілді.
3. Трикветрум үшбұрыш пішінінде топсалармен қосылған үш ағаш тізбектен тұрды. Птолемей аспан денелерінің зениттік қашықтықтарын өлшеуге арналған конструкцияны «Альмагестте» сипаттады. Тізбектер арасындағы бұрыштардың өзгеруі жұлдыздардың зенитке қатысты координаттарын шамамен 10 бұрыштық минут қателікпен анықтауға мүмкіндік берді.

Бұл құрылғылар стационарлық орнату және мұқият реттеуді талап етті.

Телескоптың революциясы

XVII ғасырдың басында телескоптың ойлап табылуы астрономиялық бақылаулардың мүмкіндіктерін түбегейлі өзгертті. Галилео Галилей 1609 жылы аспан нысандарын зерттеуге арналған бірінші көру түтікшесін жасады.

Телескоп астрономдардың алдында бұрын-соңды көрмеген перспективаларды ашты:

1. Рефракторлар алыстағы нысандардан келетін жарықты фокустау үшін линзалар жүйесін пайдаланды. Галилей 20 еселік ұлғайту арқылы Юпитердің серіктерін, Шолпанның фазаларын және Айдағы таулар тапты. Бұл ашылулар Копернигінің гелиоцентрлік моделін растады және аспан сфераларының кемелдігі туралы түсініктерді теріске шығарды.
2. Рефлекторлар линзалардың орнына ойыс айналарды қолданды, бұл хроматикалық аберрациядан аулақ болуға мүмкіндік берді. Исаак Ньютон 1668 жылы ұзындығы тек 15 сантиметрлік бірінші айналы телескоп салды, ол кескін сапасы бойынша линзалы аналогтардан асып түсті. Конструкция қазіргі ірі обсерваториялық құралдарды жасау үшін негіз болды.
3. Астрономиялық сағаттар мен микрометрлер телескоптарды толықтырып, оларды дәл өлшеу кешендеріне айналдырды. Жұлдыздардың меридиан арқылы өту сәттерін секундтық дәлдікпен анықтау Гюйгенстің маятникті сағаттарының арқасында мүмкін болды. Микрометрлік бұрандалар нысандар арасындағы бұрыштық қашықтықтарды бұрыштық секундтың үлестеріне дейін өлшеуге мүмкіндік берді.

Оптикалық технологиялардың дамуы бірнеше ғасырлар қатарынан жалғасты.

Мамандандырылған құралдар

Әмбебап аспаптардан басқа, астрономдар бақылау практикасының нақты міндеттерін шешуге арналған мамандандырылған құрылғылар жасады.

Тар мамандандырылған құралдар зерттеулердің мүмкіндіктерін кеңейтті:

• спектроскоптар жұлдыздардың жарығын химиялық құрамын талдау үшін құрамдас бөліктерге ыдыратты;
• фотометрлер аспан нысандарының жарықтығын сандық өлшеді;
• хронографтар астрономиялық оқиғалардың нақты уақытын автоматты тіркеді;
• меридиандық шеңберлер жарықтардың координаттарын максималды дәлдікпен анықтады.

Әрбір өнертабыс Әлемді танудың жаңа көкжиектерін ашты.

Астрономиялық құралдардың эволюциясы адамның ғарышты тереңірек түсінуге деген үздіксіз ұмтылысын көрсетеді. Антикалық дәуірдің ең қарапайым гномондарынан күрделі қазіргі телескоптарға дейін техникалық прогрестің мыңжылдықтары өтті. Бүгінгі ғарыштық обсерваториялар мен радиотелескоптар бүкіл астрономиялық ғылымның іргетасын жасаған аспанның алғашқы бақылаушылары қалаған дәстүрді жалғастыруда.