Семья Солнца

Телескоп похож на воронку, у которой один конец широкий, а другой узенький. Телескоп — самая настоящая воронка для световых лучей. И, конечно, выгодно делать широкий его конец пошире, от этого зоркость телескопа возрастет, и все будет видно ясней и отчетливей.

Нетрудно даже подсчитать, во сколько раз телескоп зорче глаза. Наш зрачок имеет в поперечнике пять миллиметров, а небольшой любительский телескоп имеет объектив поперечником приблизительно сто миллиметров. Во сколько раз площадь объектива больше площади зрачка? Подсчитаем и получим: в четыреста раз.

Понимаете, какой могущественный инструмент телескоп! А есть гигантские трубы, у которых поперечник объектива равен двум с половиной метрам. В Америке строится телескоп с отверстием в пять метров. Зоркость этого астрономического гиганта будет в миллион раз больше зоркости глаза.

Не следует смешивать зоркость телескопа с его способностью увеличивать, приближать изображение далеких предметов. Оптика, наука об отражении и преломлении световых лучей, установила такой закон: телескоп увеличивает изображение во столько раз, во сколько фокусное расстояние объектива больше фокусного расстояния окуляра.

Значит, в объектив надо ставить слабо выпуклую линзу, почти плоскую, с длинным фокусным расстоянием, а в окуляр — маленькое стеклышко, сильно выпуклое, с коротким фокусным расстоянием. Такой телескоп будет давать большое увеличение.

Например, вы купили для объектива линзу с фокусным расстоянием в полтора метра. Для окуляра достали лупу с фокусным расстоянием в два сантиметра. Во сколько раз будет увеличивать ваш телескоп? Задача совсем простенькая: разделите 150 на 2. Делим, 150 : 2 = 75; значит, ваш телескоп будет увеличивать в 75 раз.

Если это увеличение покажется вам недостаточным, достаньте для окуляра другую лупу, еще более выпуклую, с расстоянием в полтора сантиметра. Тогда телескоп даст увеличение в сто раз.

Теперь вы знаете о телескопах вполне достаточно, чтобы построить себе хороший самодельный телескоп.

Но, изготовив его, останетесь не совсем довольны— изображение светил в вашем инструменте получится окрашенным. Вокруг каждого предмета будет светиться радужная каемка. Она, конечно, помешает наблюдать, но избежать ее нельзя. Это неминуемое зло простых самодельных телескопов. Чтобы избавиться от цветной каймы, в настоящих астрономических приборах объективы делают составными из двух-трех линз.

Братья-соперники

Можно ли построить телескоп, увеличивающий в миллион раз? Отольем из стекла огромную, слабо выпуклую длиннофокусную линзу для объектива, изготовим трубу подлиннее, подберем маленький короткофокусный окуляр, и телескоп, увеличивающий во много тысяч раз, готов.

Так раньше и думали. Даже пытались строить такие телескопы. Делали трубы в пятьдесят метров длиной. Но такие трубы прогибались от собственного веса, как удочки, и в них, конечно, нарушался ход лучей, изображение получалось искаженное. Ученые пытались сделать надежные металлические крепления, но телескопы получались громоздкие, как железнодорожный мост, управлять такой махиной было невозможно.

Тяжесть телескопа и всех его частей, и особенно стекол, — основное и непреодолимое препятствие. Представьте себе огромную стеклянную линзу в форме чечевицы, утолщенную в середине и тонкую по краям. Как бы ни было стекло крепко и прочно, края этой линзы начнут гнуться, и она будет провисать под действием собственной тяжести. А через прогнувшееся стекло астроном увидит не звезды, а какие-то уродливые запятые. Проку от такого телескопа, разумеется, не будет.

Есть и другое препятствие. Отлить большую линзу очень трудно. Нужно получить кусок идеально чистого стекла, совершенно одинакового состава, одинаковой плотности, без каких-либо искривлений или других недостатков. Трудно отлить такое стекло, а еще труднее из куска этого стекла выточить линзу, затем отшлифовать и укрепить ее в оправе. Нигде нельзя допустить даже самой маленькой, самой ничтожной неровности.

Еще в 1912 году, до первой мировой войны, Пулковская обсерватория заказала знаменитой английской фирме Гребб большой телескоп с объективом, имеющим поперечник в 41 дюйм, или 103 сантиметра. Фирма заказ приняла. Но прошло больше десяти лет, а объектив все еще не был готов. Так и не выполнила фирма нашего заказа, потому что он оказался для нее слишком трудным. Делать линзу для телескопа поручили молодой советской оптической промышленности.

Не сразу удалось изготовить линзу на нашем заводе: несколько пробных отливок постигла неудача. Но, в конце концов, на оптическом заводе в Ленинграде изготовили кусок прекрасного оптического стекла для линзы телескопа Пулковской обсерватории.

Стекло это было передано в Государственный оптический институт в Ленинграде для шлифовки. Но в 1941 году, когда немецкие фашисты напали на нашу Родину, Оптический институт должен был эвакуироваться на восток, для того чтобы разрабатывать и давать нашей Красной Армии новые боевые оптические приборы.

Неоконченный объектив остался лежать в Ленинграде, надежно спрятанный в глубоком подвале.

Кончилась война. Из подвала был извлечен неоконченный объектив. Скоро он займет свое место в восстановленной Пулковской обсерватории. Новый пулковский телескоп будет по величине третьим в мире.

Вот список самых больших телескопов:

Иеркский в США, близ Чикаго — 102,0 см.

Ликский в США, в Калифорнии — 91,5 см.

Будущий пулковский — 81,0 см.

Потсдамский 80,0 см.

Самый большой телескоп — иеркский — имеет объектив поперечником в сто два сантиметра.

Длина трубы иеркского телескопа-рефрактора равна девятнадцати метрам. Свой огромный стеклянный глаз телескоп поднимает выше четырехэтажного дома. Вес всего прибора — шестьдесят тысяч килограммов, а вес объектива — четыреста килограммов. Если иеркский телескоп направить круто вверх, то у него начинает прогибаться и оседать линза объектива, и, следовательно, изображение получится искаженным. Поэтому астрономы не поднимают его слишком высоко. И все-таки увеличение этот гигант дает только в три тысячи раз.

Телескоп-рефрактор. Объектив приближает изображение к лупе-окуляру, а окуляр увеличивает его.

Кроме телескопов с линзами, или, как их называют астрономы, рефракторов, существует и другой тип телескопа. Это родной брат рефрактора — телескоп зеркальный, или рефлектор. У рефлекторов вместо линзы объективом служит большое вогнутое зеркало. Вогнутое зеркало, как огромная воронка, собирает лучи в пучок и посылает их к объективу.

Телескоп-рефлектор. Вогнутое зеркало при помощи плоского зеркальца приближает изображение к окуляру, а окуляр увеличивает его.

Рефлектор на пятьдесят лет моложе рефрактора. Он изобретен английским профессором-математиком Грегори в 1661 году.

В сущности, устройство братьев-телескопов имеет много общего. Только у рефрактора собирает лучи линза, а у рефлектора — вогнутое зеркало. С момента изобретения рефлектора между братьями-телескопами началось соперничество, так как у каждого из них есть свои преимущества и свои недостатки.

Строитель первых больших телескопов

Семья Гершеля неизвестно по каким причинам покинула родную Моравию и переехала в Германию. Отец был музыкант, он играл на гобое. В Германии он поступил в ганноверскую гвардию, в полковой оркестр. Шла семилетняя война. Служба в германской армии была тяжелой. У Гершеля росло десять человек детей, о которых надо было позаботиться. Поэтому после боя под Гастенбеком Гершель-отец оставил полковой оркестр и решил уехать из Германии, где ему так трудно жилось, и попытать счастья в Англии.

Отец рассчитывал, что в Англии ему будет легче устроиться учителем музыки или музыкантом в каком-либо оркестре. Но в Англии дела тоже пошли не очень удачно, и отец-Гершель вскоре умер. Сыну Вильяму остались в наследство гобой и несколько книг по астрономии. Старый музыкант в свободные минуты любил читать о звездах, о Солнце, о движениях далеких миров.