Вводная часть и аннотация.
В ниже приведённый текст включены пять разделов (которые раньше выставлялись на этом же сайте под своими названиями, независимо дуг от друга, и потому в этих пяти разделах, приведённых в этой повести, много повторений одних и тех же текстов, но это вынужденные издержки) и вводная часть, аннотация, о наиболее сложно-понимаемой двулучевой схеме, кстати, одной из его составных частей:
А. Рационализация дилетантов. 24 января 2017года.
Б. Как с виду сложное становится простым. 12 февраля 2017 года.
В. Водородный магнитометр БТА. 27 февраля 2017 года.
Г. Устройство Водородного магнитометра БТА. 5 января 2018 года.
Д. Послесловие, к сборному тексту статей о бывшем Водородном магнитометре БТА. 20 мая 2019 года.
Аннотация:
Данная сложно-понимаемая и потому специально выделенная, из многовариантных возможностей Водородного магнитометра, двулучевая схема, - использовалась для выделения из множества существующих в природе световых (электромагнитных волн) - их круговых поляризаций. Как известно эффект Зеемана, проверенный в земных условиях, позволяет измерять по круговым поляризациям продольную составляющую магнитного поля небесного объекта. Поэтому, все иные поляризации электромагнитных волн (света) являлись мешающим фактором при магнитных измерениях, и в частности, при измерении магнитных полей звёзд - должны быть исключены! В двулучевой схеме магнитометра эта задача была решена! Водородный магнитометр прибор довольно сложный и его подробное описание, по прошествии многих лет, наверное, выполнить невозможно. Но кое-что всё же восстановить в памяти, по-видимому, имеет смысл. В частности, этому посвящено всё написанное ниже - и о двулучевой схеме Водородного магнитометра тоже. О двулучевой схеме, в короткой аннотации, можно сказать только лишь то, что в этой схеме полностью компенсируются все, как инструментальные, так и атмосферные линейные поляризации, мешающие измерению круговых поляризаций, а, следовательно, и магнитных полей астрофизических объектов…
Итак, пять основных разделов о Водородном магнитометре БТА:
А. Рационализация дилетантов
Эту историю рассказал мне отдыхающий и лечившийся в городе Ессентуки. Мы с ним встретились около парка переходящего в лес. Я сидел на скамейке около площади, которая находится перед парком. По ней на роликовых коньках катались дети. Ко мне на скамейку подсел гуляющий по этой площади уже пожилой человек. Мы с ним разговорились, и он мне рассказал такую историю. Кстати, я ему сказал, что хочу записать эту историю на диктофон. Он без колебаний согласился.
Перед тем, как начать рассказ хочу Вас сразу же предупредить, что я все фамилии изменю и сделаю это, потому что мне ещё нужно продолжать работу в САО. Итак, начну наконец-то рассказ. Я работаю в Специальной астрофизической обсерватории Российской Академии Наук, которая находится в горах Кавказа приблизительно в тридцати километрах от станицы Зеленчукской и почти на таком же расстоянии от аула Архыз. От станицы Зеленчукской до аула Архыз по дороге приблизительно пятьдесят километров. Я это рассказываю для того, чтобы у Вас было некоторое представление о месте установки, расположенного в горах, оптического шестиметрового телескопа БТА. То есть оптического телескопа с шестиметровым главным зеркалом, который был самым крупным телескопом в мире в течение двадцати лет. Телескоп находится в горах на высоте 2050 метров над уровнем моря в районе горы Пастухова. Этот телескоп - апофеоз крупнейшей Советской техники, науки и астрономии. И сколько ещё этот телескоп продержится «на плаву» это никому неизвестно. На этот телескоп уже несколько раз «замахивались» отбросы человеческого общества, закрепившиеся в мире и косвенно пытающиеся управлять Российским феодальным капиталистическим сообществом. Пока телескоп выдерживал удары этих «букопитеков» - так их называют с насмешкой у нас. Но что будет дальше - этого никто не знает. Мне многое неизвестно - я не вмешиваюсь в политику и, вообще-то, далёк от неё, у меня забот хватает и на работе. Но всё-таки кое-что, конечно же, знаю об окружающем нас мире - без этого сейчас жить невозможно.
Эти события, о которых я собираюсь рассказать, произошли тогда, когда директором обсерватории стал Сергей Леонтьевич Панарин, а его заместителем по научной части Леонид Илларионович Снегов. Я тогда работал старшим инженером и «вёл» один из приборов работающих на телескопе БТА в первичном фокусе этого телескопа. В первичном фокусе телескопа находится так называемый «стакан», это кабина в виде полой трубы специальной конструкции, длина которой более трёх метров, а диаметр менее двух метров. В этой кабине помещается светоприёмная аппаратура и наблюдатель. А наблюдателем часто бывал я сам, так что прекрасно знал конструкцию «стакана». Для лучшего понимания познакомлю Вас немного с конструкцией «трубы» телескопа. «Труба» телескопа это конструкция: из металлической оправы шестиметрового главного стеклянного вогнутого алюминированного зеркала с фокусным расстоянием 24 метра. В фокусе телескопа (на расстоянии 24 метров от зеркала) свет от звезды собирается в точку. В этой точке находится светоприёмная часть аппаратуры - подробно об этой аппаратуре рассказывать не имеет смысла. Фокальная плоскость (плоскость в которой свет от зеркала собирается в точку) находится внутри «стакана» - кабина первичного фокуса телескопа. Кабина - «стакан» крепится четырьмя металлическими «растяжками» к верхнему металлическому кольцу «трубы» телескопа. Верхнее кольцо «трубы» телескопа имеет внутренний диаметр немногим более шести метров. Между металлической оправой главного зеркала и верхним кольцом «трубы» телескопа, в котором закреплена кабина первичного фокуса, то есть «стакан», находится «средник». «Средник», это металлическая четырёхугольная конструкция (полая внутри), имеющая такую длину стороны (квадрата) этой четырёхугольной конструкции, чтобы в её можно было вписать окружность диаметром немногим более шести метров (немногим больше диаметра главного зеркала телескопа). Вершины (квадрата) этой четырёхугольной конструкции - «средника», соединяются с металлической оправой зеркала и верхним кольцом «трубы» телескопа, восьмью металлическими трубами, диаметр которых близок к полуметру. И так: «труба» телескопа это конструкция, состоящая из четырёх труб идущих от вершин (квадрата) «средника» к оправе главного зеркала и таких же, четырёх труб идущих от «средника» к верхнему кольцу «трубы» телескопа. В итоге такая конструкция «трубы» телескопа («средник» расположен ближе к оправе зеркала, и дальше от верхнего кольца «трубы») позволяет скомпенсировать гнутиё «трубы» телескопа. Положение «средника» относительно оправы зеркала и верхнего кольца «трубы» выбирается так, чтобы смещение оправы с зеркалом и смещение верхнего кольца «трубы» были параллельными и равными, относительно «средника». Кстати, вес аппаратуры и наблюдателей, размещающихся в «стакане» разный. Для компенсации этой разности веса, в трубах соединяющих «средник» с верхним кольцом, находятся грузы, которые автоматически перемещаются в этих трубах (как гири на весах).
С приходом Панарина к власти, - а это было вызвано тем, что Василий Маркелович Катков, многократно писал заявления с просьбой освободить его от занимаемой должности директора, и его от этой должности освободили. Но освободили с местным партийным скандалом, на Каткова «напала» вся местная «шайка» райкомовских коммунистов, которых вынуждена была поддержать и парторганизация обсерватории. Попробовала бы эта местная обсерваторская парторганизация не поддержать райкомовскую «шайку», этих бы местных «партийцев» выкинули бы так далеко, что их даже и «днём с огнём» найти было бы невозможно. В это время целенаправленно партийная власть страны (а какой страны?.., - а кто это знает какой, но уже, в общем-то, не СССР!) уничтожала сама себя, как скорпион, находящийся в стеклянной банке с тарантулами. И самым страшным тарантулом, хотя и маленьким, была, по-видимому, добропорядочная Англия. А, в общем-то, Англия это жалкие остатки, когда-то косвенно управляющей миром Великобритании. Но это уже отклонение от темы: но, всё же, необходимое, для полного понимания происходящего в России, а соответственно, и с телескопом БТА. Телескоп-то БТА, в общем-то, одинокий гигант, качающийся под порывами социального ветра. Хотя в обсерватории потом и появился метровый телескоп Цейсс-1000, возможно он и спас телескоп БТА от неотвратимого уничтожения, но будем надеяться на лучшее, даже в надвигающемся худшем.
И так, с приходом Панарина к власти в обсерватории начали меняться заведённые раньше порядки - ведь новая метла, в общем-то, и метёт по-новому. Да собственно и Василий Маркелович Катков, будучи коммунистам, тоже попал под эту метлу.
Коммунистическая партия с «уходом», а, в общем-то, смертью деспота Сталина взяла власть в свои руки, наконец-то «дорвалась» до власти. Но к тому времени, (возможно, необходимого партии КПСС) Троцкого-Бронштейна, в живых уже не было, его «грохнул» Сталин. Ведь у Сталина-Джугашвили, «руки-то были длинные». Сталин прекрасно понимал, кто такой этот Троцкий и сумел «убрать» его даже заграницей. Да и всех коммунистов, которые ему беспрекословно не подчинялись. А те из них, которые решались «открыть» при нём рот, или тех кого «закладывали» их же товарищи, Сталин тут же отправлял на Колыму в зоны. А зон там было несчётное множество. Но для «провинившихся» коммунистов были специальные зоны, из которых они живыми уже не выходили. А если случайно и выходили, то неизлечимыми калеками, и уже долго не жили - вскоре после освобождения умирали! А потом всех приспешников Сталина, Маленкова, Молотова, Кагановича и примкнувшего к ним Шипилова, Хрущёв наиболее активный коммунист, в «девичестве» Перламунтер, отправил в ссылку. Кого куда, Маленкова, как имеющего высшее электротехническое образование, директором Усть-Каменогорской ГЭС. Молотова куда-то послом, то ли в Китай, то ли в Индию, да и многих других тоже куда-то подальше - всех тех, кто мог мешать ему, единовластвовать в Советском Союзе. А перед этим с молчаливого согласия, вышеперечисленной четвёрки (Маленков и так далее…), Хрущёв, то есть Перламунтер, совместно с маршалом Жуковым «убрали» Берию. Жуков в этом акте играл главную роль он и обвинял, и лично расстрелял Берию, - да, в общём-то, «собаке - собачья смерть».
Итак, академик Арцимович занимался управляемой термоядерной реакцией, по расчётам, при условии замедленного (управляемого) протекания этой реакции, выделяется энергии примерно в четыре раза больше, чем при делении урана - атомные электростанции. После смерти Сталина «границы открыли» и почти все, кто похитрей, поумней и поподлей, начали ездить, кто куда захочет, - но не все! Некоторые не хотели, всякие там диссиденты, но их «впихивали» заграницу насильно. Поезжайте, «нахватайтесь», наберитесь опыта построения капитализма для нас и, поумнев, возвращайтесь. Но вот, почему-то, почти никто не возвращался. А вот учёные стали чаще ездить за границу, несмотря на унизительные собеседования в райкомах и обкомах, и обмениваться опытом, - а вот хорошо это или плохо, трудно сказать, но разговор-то не об учёных. Хотя Арцимович, объездив все развитые страны, пришёл к такому выводу: нужно бросать заниматься физикой, а начинать по-настоящему, глубоко заниматься астрофизикой и разобраться, как протекает термоядерная реакция в центре звёзд. А для этого необходима лучшая в мире обсерватория, с самым крупным в мире телескопом. И такой телескоп был спроектирован и начал строится - это и был телескоп БТА. Но к началу строительства телескопа БТА экономическое состояние Страны Советов начало ухудшатся. Ведь Советы крестьянских, рабочих и солдатских депутатов создал, по-видимому, приехавший сразу же, после отречения Императора Николая Второго от власти, Пётр Алексеевич Кропоткин. Кропоткин был анархистом с коммунистическим уклоном. Но не с тем коммунизмом, о котором «болтал» параноик Ульянов-Ленин, и который «реформировали» Карл Маркс и Фридрих Энгельс. С ними «спорил» анархист-социалист Михаил Александрович Бакунин - они-то «навязывали» классовое общество, то есть деление на чистых граждан и не чистых! А не чистые граждане это почти рабы, но если и не рабы, то граждане без прав - ими должны управлять коммунисты, изучающие не арифметику, а Марксистско-Ленинскую теорию! Важна «углублённая» (в глубь до предела) теория Марксизма-Ленинизма! А арифметика и математика подождёт. Математикой можно заниматься в свободное от коммунистической учёбы время. Вот потому-то к началу организации строительства Специальной астрофизической обсерватории (САО), строительство обсерватории начало «буксовать», но сначала ещё мало заметно. Телескоп БТА «худо-бедно» строился, но и маразм крепчал! Колхозная коммунистическая партия станицы Зеленчукской, терзала коммунистов САО снизу, в том числе и директора Василия Маркеловича Каткова. А Автономное областное коммунистическое общество Карачаево-Черкесии - сверху. Возможно, половина средств выделенных на строительство САО была разворована всеми кому не лень, начиная с академиков и кончая простыми рабочими. Так построенные на ЛОМО (Ленинградское оптико-механическое объединение) телескопы для САО с зеркалами 2.6 метра в обсерватории так и не появились: один «ушёл» в Бюраканскую обсерваторию, там-то был академик Амбарцумян, а второй долго находился в ЛОМО. Этот телескоп предлагал забрать в САО его Главный конструктор, но САО молчало, как будто бы ничего не слышало об этом. Директором-то был уже Панарин, а он, перед тем как стать директором срочно вступил в коммунистическую парию. Кстати по первоначальному проекту (только по первоначальному), в САО должно было быть установлено порядка пятнадцати телескопов. В САО до вступления на должность директора Панарина было: 2 телескопа Цейсс-600 с 60 сантиметровыми зеркалами и на подходе был третий - их должно было быть пять штук. Один телескоп с 40 сантиметровым зеркалом, этот телескоп был изготовлен в городе Одессе. Телескоп АСИ-4 со спектрографом, его «подарило» САО, ГАО (Главная астрофизическая обсерватория - Пулково). Этот телескоп «разворовали» в мастерской и виновника, но не тех, кто крали, а того, кого поймали - «выгнали» из САО. Ещё один телескоп возил на санях Рамазан Тополисов, уже не помню какой телескоп, но с зеркалом 30 сантиметров, он его «уронил» с саней и разбил «вдребезги». Этого работника лаборатории астроклимата, то же вроде бы, уволили. Был ещё небольшой телескоп с объективным фильтром Н-альфа. Мне кажется, этот телескоп был установлен в САО временно, и его отдали хозяевам, так ли это не знаю. По проекту должны быть ещё два телескопа с зеркалами 2.6 метров, о них говорилось выше по тексту. Один метровый фотометрический телескоп и солнечный метровый телескоп. Вместо солнечного телескопа в САО поставили метровый телескоп Цейсс-1000, и этот телескоп чуть-чуть не «ушёл» из САО в Московскую «контору», которая наблюдает искусственные спутники Земли. Эту аферу хотели «провернуть» сотрудники САО, но их во время «разоблачили», но не уволили. Тогда уже воровство процветало ярким цветом, аж слепило глаза, а Катков начал подавать заявления с просьбой освободить его от должности директора, но его не отпускали, а потом местные «партийцы» его с позором выгнали, но это местная «партийная шпана». В САО мог появиться ещё один телескоп с 2 метровым зеркалом, это телескоп фирмы Цейсс. Информацию об этом телескопе привёз в САО Иван Васильевич Глагольков, который «подключил», для приобретения этого телескопа (для САО) заместителя директора Фроменко. Когда Фроменко поехал в Москву, а он ездил туда часто, он заговорил об этом телескопе в Академии Наук, но ему не только не разрешили приобрести телескоп, но в отместку за эту просьбу, не доли того, о чём он предварительно договорился по телефону. Установка любого телескопа в САО это «табу». И метрового телескопа не было бы в САО, если бы этот телескоп «проходил» через Академию Наук, но он был «отдан в долг» и его вернули САО, минуя Академию. Да и, вообще-то, его поставили ещё при Каткове. А вот при Панарине все телескопы, кроме телескопа БТА и телескопа Цейсс-1000, исчезли из обсерватории. Под телескоп (Цейсс-1000) была построена башня, а из башни его «вынуть» сложно. Кстати, в САО был ещё один 60 сантиметровый телескоп с самодельной параллактической монтировкой ТТ-600. И так при Панарине как минимум два телескопа «переехало» в Московскую «контору», а может быть и больше. Но один телескоп из Казанской обсерватории вернули, но тут же частично кажется, разобрали, а вот собрали ли его, я не знаю, да, в общем-то, это и неважно. Да, к тому же, Панарин значительно по «шерстил» и телескоп БТА. Это частично относится к спектрографу ОЗСП, но там «поработал» и Правчук для увеличения его прозрачности. Панарин практически разобрал уникальную, правда, никому не нужную, «кассетную» часть гида телескопа БТА. Во многом изменил оптическую конструкцию планетного спектрографа, но там «поработал» не только он, но и ещё кто-то, конечно же, с его подачи. Панарин чуть-чуть не «загремел» в тюрьму, разобрав вместе с Жорой Алексеевым, тоже бесшабашным человеком, кое-что из аппаратуры Московской «конторы», на телескопе ТТ-600. Они-то думали, что телескоп-то вроде бы принадлежит САО, ан нет, телескоп, может быть, и принадлежал, а аппаратура нет. А потом, чтобы избежать тюрьмы, Панарин отдал «конторе» всю территорию, и все постройки на ней. От Казанской обсерватории до гостиницы САО. А Академия Наук радостно «рукоплескала» таким цирковым фокусам Панарина, ей этот номер очень понравился. Но это было последнее «выступление» Панарина, как директора САО. Он постоянно преобразовывал коллектив обсерватории. И до преобразовывал, «докрутил» до того, что в коллективе исчезла необходимая вертикаль власти, а возникло что-то типа неподготовленного стихийного анархизма, коллектив сам начал преобразовываться во что-то непонятное и по пути «выплеснул» Панарина. Коллектив обсерватории возглавил Юрий Петрович Болеков. Но и у него не всё шло «гладко» были трудные времена тоже, и даже потруднее чем у Панарина, но он с честью из них «выпутывался». А потом вроде бы и его «убрали» по возрасту, и теперь не понятно, курирует ли он САО или нет. В ближайшее время, возможно, предстоит замена зеркала, зеркало вроде бы полируют уже в Лыткарино на оптическом заводе, но когда оно будет отполировано окончательно, этого никто не знает.
А теперь, наконец-то, перейдём к рационализации дилетантов, но сначала расскажу о том, почему я попал в эксперты их предложения по реконструкции «стакана» первичного фокуса. Снегов прекрасно знал, что я остался один, кто досконально знает конструкцию стакана, я в нём работал, а точнее наблюдал, вот уже десять лет и постоянно там менял аппаратуру, приспосабливая её к кабине первичного фокуса. Снегов зашёл в архив и посмотрел, кто брал чертежи кабины первичного фокуса. Оказалось, что эти чертежи брал только я, и брал их не один раз. Вот поэтому он позвонил мне домой незадолго до закрытого семинара, по преобразованию «стакана» первичного фокуса телескопа БТА. На этот семинар приглашались только ответственный за «стакан» Аркадий Нальчиков, Главный конструктор Ажурков, и два или три человека, кто наблюдал в «стакане» и, конечно же, Панарин. Снегов пригласил меня в свой кабинет и досконально расспросил меня, о конструкции стакана, и сообщил мне, что спроектировал Ажурков совместно с Нальчиковым, но попросил меня еще взять чертежи и тщательно разобраться, что можно в нём изменять, а что нельзя менять ни в коем случае. И к тому же попросил ничего не сообщать о нашем разговоре ни Нальчикову, ни Ажуркову. А теперь несколько слов о том, как Нальчиков стал ответственным за «стакан» первичного фокуса. Нальчиков никогда не наблюдал в «стакане» но помогал мне ставить в нём аппаратуру. Панарин это знал, и знал ещё и то, что Нальчикову, если что-то скажут, он это выполняет не задумываясь, особенно если это скажет руководитель. Помню такой случай с Нальчиковым. Шла бесконечная наладка Главного магнитометра спектрографа ОЗСП установленного в одной из двух стоек горизонтальной оси «трубы» телескопа БТА. Электронная же аппаратура этого магнитометра находилась на втором этаже в одной из аппаратных комнат. Чтобы попасть в стойку телескопа БТА, где находился магнитометр, нужно было пройти не менее тридцати метров по коридору, спустится на лифте на первый этаж, пройти двери подкупольного пространства, зайти в помещение стойки телескопа, и подняться по лестнице на второй этаж. По пути, в середине лестницы в ОЗСП, была конструктивная балка, об которую в кромешной темноте многие набивали себе на лбах шишки, довольно большие и долговременные. По этой лестнице вниз как на корабле, хотел лихо спуститься, тогда уже кажется, академик Барчуков. Но «врезался» в эту балку годовой и даже не пискнув, потерял сознание, а, возвратившись в сознание с помощью Алексея Раманькова, целый час безбожно матерился. А по САО потом ходил с глубоко надвинутой на лоб шляпой, так и уехал, в Москву не снимая шляпы с головы. После этого Барчуков, если приезжал в САО, ездил на спектрографы и балконы телескопа БТА, только на лифте. Лифты в стойках спектрографов работали плохо, и когда приезжал Барчуков, около них дежурил либо механик, либо электрик. Не знаю, набивал ли шишки Нальчиков, но однажды я видел у него на лбу довольно большую шишку, но он мог набить эту шишку и в другом, в общем-то, любом месте - выпить-то он любил! Но перейду к наладке Главного магнитометра БТА. В аппаратной, где была приёмная аппаратура магнитометра, находилось, не считая Нальчикова, четыре человека, Глагольков, его два помощника Раманьков, Бычков и, тогда ещё только находящийся в командировке в САО, Кувшинов из Крымской астрофизической обсерватории. Он приехал в САО и зашёл посмотреть, как идёт изготовление Главного магнитометра телескопа БТА. Как всегда, во время присутствия чужого человека, магнитометр «отказался» работать, что-то там «ломалось», и это бывало довольно часто, прибор-то был очень сложный, да ещё и не окончательно отлаженный. Естественно Кувшинов сидел и ехидно улыбался, а Глагольков нервничал, и гонял Нальчикова, то на балкон телескопа, то к механикам, а то и к электрикам, Нальчиков только успевал вытирать пот. Я зашёл за отвёрткой к Нальчикову, да так и ушёл, её не получив, Глагольков, сидел с отсутствующим видом. Я спросил у него смогу ли я ему, чем ни будь помочь, но только не бегать вместо Нальчикова, он отказался от помощи и я ушёл, хотя я и этот прибор знал не плохо. Когда Глагольков ушёл с Кувшиновым, я зашёл к Нальчикову и минут за десять или пятнадцать нашёл неисправность. Просто, один из проводов был слабо прикручен винтом, и не было контакта. Вот после этого Нальчиков мне начал помогать и я по возможности от его помощи не отказывался. Я хотел предупредить Нальчикова, что мне поручил Снегов быть экспертом по их конструкции для «стакана», но вспомнил, что Нальчиков любит выпить и, конечно же, по-пьянке кому ни будь, «проболтается» об этом. Так что моё присутствие на их семинаре было для всех неожиданным, хотя с другой стороны и естественным, я ведь тоже наблюдал на телескопе, и тоже в «стакане». Моё появление на семинаре видимо очень не понравилось Панарину, и он помрачнел. А потом Панарин, вообще, ушёл с семинара - его вызывала к телефону Москва. Да и вообще, моё появление на семинаре меняло многое, - но об это нужно рассказать отдельно. Так вот, произошло следующее: как только Панарин пришёл «к власти» он тут же назначил меня ответственным за «стакан». В то время в «стакане» наблюдали многие и Панарин тоже. Но, став, директором Панарин стал «выживать» из стакана всех кого мог. Но я был «намертво» привязан к «стакану» аппаратурой и наверно, поэтому стал ответственным за «стакан». Я, конечно же, не знал планов Панарина на будущее в отношении «стакана», - а он в нём «мечтал» остаться один. В конце концов, он этого почти добился. Но не о том рассказ. И так, став ответственным за стакан, я переговорил со всеми наблюдавшими в «стакане» и, разработав некоторый перспективный план установки наблюдательной аппаратуры в нём, вышел с этим планом на Панарина. Панарин сказал мне, что он в курсе дела, но эта «затея» его не устраивает, он вполне может обойтись и без лишних ненужных ему хлопот. Но всё же поинтересовался, что я такого интересного придумал. Я вкратце рассказал ему, что хотел облегчить установку аппаратуры в «стакан». Для этого я хотел предложить следующую схему: аппаратура подготавливается и полностью отлаживается в двух комнатах. Эти комнаты связанны между собой плотно закрывающимися дверьми. В одной комнате, дальней и меньшей по размеру, поддерживается отрицательная температура, как при наблюдениях. А в большей комнате обычная положительная температура для отладки аппаратуры - подготовки её к наблюдениям. Аппаратура размещается на «каталке» с небольшими колёсами, имеющими бортики, - как на железнодорожных вагонах. Такие бортики необходимы, для того чтобы аппаратура могла двигаться по рельсам и не съезжать с них в стороны. При работах в комнатах на колёсики «каталок» надеваются резиновые съёмные манжеты. В обеих комнатах должны быть щитки с электротехническими разъемами для связи с аппаратной, где находится регистрирующая аппаратура и ЭВМ, то есть аналог связи «стакана» с аппаратной. Таким образом, аппаратура может быть идеально подготовлена к наблюдениям. Большая комната имеет выход в подкупольное пространство, куда и выкатывается «каталка» с подготовленной аппаратурой. «Каталка» поднимается кран-балкой и с её колёсиков снимаются резиновые манжеты. Затем «каталка» переносится кран-балкой на модернизированную посадочную площадку в «горизонте», куда опускается «труба» телескопа…, но Панарин прервал меня на полуслове. Он сказал, что это уже слышал от других и это «бред сивой кобылы». В ближайшее время в «стакане» останется две три наблюдательных группы, включая и тебя. Тебя к несчастью моему я «выкинуть» из стакана пока что не могу, - а там видно будет. Но меня Панарин «выкинуть» из стакана не успел, он сам до такой степени преобразовывал САО, что сам себя практически «выкинул» с должности директора. Но об этом уже говорилось выше. После всего услышанного от Панарина я понял, что ответственным за «стакан» быть не смогу, то есть беспрекословно подчиняться Панарину, и поэтому решил расстаться с этой ненужной и даже «вредной» для меня обузой. Но я понимал, что Панарин так легко мене не позволит уйти от ответственности за стакан, и поэтому придумал такой «финт». В случае возгорания кабелей в «стакане», а кабелей в «стакане» много. От их горения наблюдатель может отравиться газами, которые появляются от горения этих кабелей, и в отчаянии «выпрыгнуть» из «стакана», и разбиться об пол подкупольного пространства, или спокойно задохнуться пока «трубу» будут опускать в «горизонт». Поэтому я быстро разработал систему спасения из «стакана», которая состояла из верёвочной лестницы с деревянными полочками для ступенек, и двухметрового, стального троса с узлами, соединённого с верёвочной лестницей. По этому тросу с узлами и верёвочной лестнице, наблюдатель может покинуть «стакан» при пожаре. Когда с этим предложением я вышел на Панарина, он на какое-то время лишился дара речи, а я в это время ушёл из его кабинета. На следующий день я лишился «почётной» должности быть ответственным за «стакан», а эту должность занял Нальчиков. И вот тогда-то они с конструктором Ажурковым и составили проект преобразования «стакана». Судя по всему с «подачи» Панарина, но этого только моё предположение - и не больше! И вот наконец-то семинар начался. Докладывал Ажурков, он говорить умел, были и чертежи, и чертежей было много. В «стакане» был верхний люк, в который «опускалась» кран-балкой наблюдательная аппаратура. По проекту этот люк должен быть расширен, то есть, удлинён и уширен. Но такое изменение размера люка приводило к нарушению несущей конструкции «стакана» и, конечно же, просто было недопустимо. Аркадий Нальчиков сидел и молчал, он, конечно же, понимал, что я не просто так появился на их семинаре, он всё более и более мрачнел, он, по-видимому, догадался, что и Панарин непросто так ушёл с семинара. А вот Ажурков говорил уверенно и очень убедительно - это он умел. И для него было полной неожиданностью, когда Снегов сказал, что пригласил меня на семинар как человека, который досконально знает конструкцию «стакана», и назначен им, как бы экспертом по его реконструкции. Ажурков был «ошарашен» он был уверен, что и Панарин и Нальчиков прекрасно знакомы с конструкцией «стакана», и дали ему необходимые для реконструкции сведения. Я развесил взятые из архива чертежи конструкции «стакана» и убедительно доказал, что расширение люка невозможно из-за того что по контуру его проходит основная несущая конструкция. На всё это у меня ушло не более пяти, ну может быть десяти минут. Снегов подошел к окну, повернулся ко всем спиной и долго стоял так, смотря в окно. Ажурков слегка побледнел, и растерянно смотрел на меня - сказать ему было нечего. С Нальчикова пот лил градом, он понимал, что его одного оставили, а вернее подставили, как стрелочника после крушения поезда. Но он «с горя» не уволился, а просто «подал в отставку», то есть перестал быть ответственным за «стакан». Да и отношения у нас с ним не изменились, он всё так же мне помогал. Надо отдать должное Панарину, за свои «проколы» он ни кому не мстил. Пожалуй, это качество было основным, оно характеризовало его как порядочного человека, но со многими странностями, не присущими обычным людям. Хотя в обсерватории было много таких людей, да, в общем-то, и я отношусь к таким же людям. Я бы Вам многое мог бы рассказать о нашей обсерватории и о телескопе БТА. Кстати БТА - это Большой телескоп альтазимутальный. Не помню, говорил я об этом Вам или нет? Ну а теперь разрешите «откланяться» мне уже пора идти на последние процедуры в лечебницу, к которой я приписан. Кстати, я завтра уезжаю рано утром, так что это первая и последняя встреча с Вами. Но я ещё буду приезжать в Ессентуки. Да вот ещё что запишите мне Ваш сотовый телефон и мой тоже…, а теперь прощайте, а вернее до свидания и до возможной встречи или же звонка.
Когда он ушёл я выключил диктофон, который включал когда записывал, необычный фольклор или интересные рассказы отдыхающих. Но записывал их «не подпольно», а с согласия рассказчиков.
24 января 2017 года.
Б. Как с виду сложное становится простым
Был конец весны, заканчивался май месяц. Погода была тёплая, но не жаркая. Мы по предварительному звонку встретились в городе Ессентуки с тем же сотрудником Специальной астрономической обсерватории, что и в рассказе: «Рационализация дилетантов» помещённом на сайте «proza.ru». Он приехал, чтобы пройти курс лечения, а вернее профилактики бывшего у него заболевания. Мы встретились на той же скамеечке что и в прошлый раз. Я пригласил его к себе домой, но он отказался от моего приглашения, мотивируя это тем, что погода прекрасная и лучше пообщаться на свежем воздухе и без всяких разносолов. Ему же через два часа идти на обследование, при котором желудок должен быть пустой. О записи его рассказа на диктофон мы договорились заранее, и я дал ему список фамилий, которые он использовал для рассказа прошлый раз. Он явно спешил, но запись на диктофоне всё же более или менее понятна. Но об этом судить вам - читающим написанное ниже.
Прошлый раз я вам рассказывал о «стакане» телескопа БТА. «Стакан» это кабина главного фокуса Большого азимутального телескопа. В этой кабине размещается принимающая свет аппаратура и наблюдатель. На этот раз я вам расскажу о том же «стакане», и о его поворотном столе, который поворачивался почему-то, на ограниченное чем-то или кем-то, количество угловых градусов, значительно меньшее 360, которые недостаточны для проведения некоторых наблюдений в течение всей ночи. А такие наблюдения зимой могут проводиться в течение 16 часов, но это уже экзотика, а вот 12 - 14 часов - это вполне реально. На этот поворотный стол устанавливается светоприёмная аппаратура. Вращение стола необходимо при наблюдениях галактик и прочих протяжённых объектов. Да, кстати, вращающийся стол необходим только для азимутальной монтировки. В экваториальной монтировке вращение наблюдаемого объекта компенсируется вращением «трубы» телескопа вокруг часовой оси, но об этом ниже по тексту.
При экваториальной монтировке телескопа её часовая ось смотрит почти на Полярную звезду. Вблизи неё расположена ось вращения планеты Земля, которая проходит через Северный и Южный полюса нашей планеты. Обратите внимание - её часовая ось! Ведь планета Земля вращается вокруг своей оси и делает один оборот за одни сутки. А одни сутки это 24 часа. И полярную ось телескопа тоже нужно вращать со скоростью движения часовой стрелки часов по их циферблату. При этом «труба» телескопа вращается вокруг «часовой» оси, а протяжённый объект на фотографической пластинке вращается тоже с этой же скоростью, то есть изображение его не «замывается» при вращении, не «размазывается» на ней. Фотографическая пластинка ведь тоже вращается с «трубой» телескопа. А ось склонений (вторую ось телескопа) нужно разместить перпендикулярно «часовой» оси и вращать её совместно с «часовой» осью. «Труба» же телескопа с оптикой в ней, вращаться вместе с этой осью склонений. «Труба» (в свою очередь тоже) установлена перпендикулярно оси склонений и жёстко закреплена на этой оси. Для проведения наблюдений необходимо направить «трубу» (поворачивая её вместе с осями - часовой и склонений) на наблюдаемую звезду или иной объект и практически только слегка «подправлять» её по обеим осям, для компенсации рефракции при движении звезды к горизонту. Поворот «трубы» телескопа по часовой оси (без учёта рефракции) осуществляется обычным часовым механизмом. Рефракция возникает за счёт того, что планета Земля это шар, и её атмосфера тоже шаровое образование над ней и вокруг неё. А потому если мы смотрим не вверх, в зенит, а ближе к горизонту, то слой атмосферы будет утолщаться, - чем дальше от зенита, тем больше, и будет «работать», как призма. Она-то атмосфера, наклонена к направлению луча света от звезды. И поэтому атмосфера будет преломлять лучи света идущие от звезды, и чем ближе к горизонту, тем сильнее. А значит, как бы опускать, удалять звёзды друг от друга. То есть увеличивать, искажать расстояние между звёздами, - поэтому надо периодически «подправлять» звезду в окуляре телескопа. Это осуществляется специальными «подвижками», точными механизмами, слегка перемещающими «трубу» телескопа, при приближении её к горизонту, где начинает всё более и более проявлять себя дифференциальная рефракция. А при близости к горизонту и больших увеличениях телескопа, может быть заметен и короткий атмосферный спектр, расположенный вертикально. Что-то типа радуги. Рукоятки «подвижек» находятся вблизи окуляра телескопа, поэтому ими можно пользоваться, глядя в окуляр на звезду.
А вот при азимутальной монтировке телескопа, чем ближе к вертикали его установки, то есть, по-другому, ближе его зениту, тем звёзды проходят поле телескопа быстрее. Или по-другому, зенит, это точка небесной сферы, куда направлена «труба» азимутального телескопа стоящая вертикально. А поэтому и телескоп с вертикальной осью (азимутальный) нужно вращать по азимуту тем быстрее, чем ближе «труба» к его зениту, то есть к вертикальному её положению. Положение зенита (азимутального телескопа) на небесной сфере определяется широтой места его установки. Нулевая широта на экваторе земного шара, а на полюсах земного шара она приближается к 90 угловым градусам. Кстати, на Северном и Южном полюсах азимутальная и экваториальная монтировки телескопов равноценны. Часовая ось экваториальной монтировки и вертикальная ось азимутальной монтировки направлены в зенит, через который проходит ось вращения планеты Земля. А теперь более подробно, то есть некоторое пояснение: при одинаковой угловой скорости вращения земного шара - один оборот за 24 часа. Линейная скорость его частей, находящихся на поверхности шара растёт, при увеличении радиуса - радиус становится длиннее при удалении от полюса. Ведь планета Земля это шар и ось вращения его, как уже говорилось, проходит через его полюса Северный и Южный. Подробнее: расстояние проходимое «точкой» на земном шаре начинает, с удлинением радиуса от оси вращения увеличиваться (рассмотрим ряд сплошных «колёс», вырезанных из планеты Земля, - чем больше радиус «колеса», тем больше скорость поверхности его обода). Скорость ведь это пройденное расстояние, делённое на время прохождения этого расстояния, - а угловая скорость для всех «слоёв» земного шара одна и постоянна. А ведь азимутальный телескоп БТА установлен на широте близкой к 46 угловым градусам, то есть при значительном наклоне его азимутальной оси, к оси вращения планеты Земля, а это угол (90 - 46) равный 44 угловым градусам. А потому скорость движения звёзд, при вращении земного шара, будет расти при приближении к зениту, в который «смотрит» вертикальная ось азимутального телескопа. «Трубу» азимутального телескопа при приближении её к точке зенита нужно поворачивать всё быстрее и быстрее. В точке зенита «трубу» телескопа нужно мгновенно «перебросить», то есть повернуть на 180 угловых градусов. В этой точке (зенита азимутального телескопа) скорость его вращающихся механизмов будет «бесконечно большой». А вот в 5 угловых градусах от зенита скорость вращения будет уже допустимой для вращающихся механизмов азимутального телескопа. Ещё одно пояснение, возможно, оно лишне, и может не разъяснить, а только запутать нормальное понимание. Но я его на всякий случай приведу. В месте установки телескопа БТА (как уже говорилось) наклон оси вращения Земли к горизонту приблизительно равен 46 угловым градусам. Ось вращения телескопа БТА по азимуту «смотрит» в зенит (строго вверх), а ось вращения его «трубы» параллельна горизонтальной плоскости и перпендикулярна азимутальному направлению «смотрящему» в зенит. Повторяю: для любой широты установки телескопа, точка зенита своя. Это направление, в которое «смотрит» вертикально стоящая «труба» телескопа. Следовательно, через зенит телескопа БТА будет проходить незаходящая за горизонт звезда, которая при вращении планеты Земля движется как бы по основанию конуса, вершина которого находится на оси вращения этой планеты - в её центре. Этот центр равноудалён от всех точек её поверхности. Высота этого конуса совпадает с осью вращения нашей планеты, а угол между образующей конуса и его высотой равен 44 угловым градусам. Об этом угле уже говорилось - он для данной установки телескопа БТА критический.
Для звёзд попадающих в 5 градусную зону в области зенита наблюдения на телескопе БТА приостанавливаются, а после прохождения её возобновляются автоматически.
Все звёзды движутся за счёт вращения Земли с равной угловой скоростью. Здесь не учитывается вращение планеты Земля вокруг звезды - Солнце. И собственное движение звёзд, да и Солнца тоже со скоростью 250 километров в секунду вокруг центра нашей Галактики. А один оборот вокруг центра Галактики Солнце совершает за 180 миллионов лет. Кстати, возраст планеты Земля 4.5 миллиарда лет. А галактик-то много, но не о них рассказ.
Но есть ещё одна основная причина, из-за которой необходимо вращение поворотного стола в «стакане» азимутального телескопа, это вращение в поле телескопа протяжённых, наблюдаемых на нём, объектов, например, галактик. И для примера в, частности, Луны. Если Вы в течение всей ночи будите следить за положением Луны на небе, то Вы (как и азимутальный телескоп) заметите, что её «рога» при восходе повёрнуты почти вверх, с наклоном в сторону её движения по небосводу, из-за вращения планеты Земля вокруг своей оси. Потом при подъёме Луны в верхнюю точку юга (меридиан) «рога» её будут находиться строго друг под другом, то есть вертикально относительно друг друга. А при дальнейшем движении Луны по небосводу верхний «рог» её будут опускаться вниз, а нижний «рог» смещаться назад и слегка подниматься. Но это при «стареющей» Луне, - то есть после полнолуния. Всё здесь сказанное о движении Луны по небосводу, то есть наклону её «рог», в общем-то, условно - без учёта положений Луны относительно звезды, Солнце, и планеты Земля. Ведь планета Земля вращается вокруг Солнца, а Луна, спутник планеты Земля вращается вокруг Земли. Такое «искусственное» вращение поля азимутального телескопа, такое же, как и вращение Луны, происходит и при наблюдениях галактик. А галактики есть и в области Полярной звезды, то есть в области оси вращения земного шара, наблюдать их в этой области всю ночь, без перевода поворотного стола в начальное его положение невозможно. Поворот стола, на котором расположена наблюдательная аппаратура, значительно меньше 360 угловых градусов. Но это только в районе «полярной области». В районах небосвода удалённых от «полярных областей», поворота стола вполне достаточно.
Меня протяжённые объекты мало интересовали, в моих наблюдениях были только звёзды. Панарин занимался внегалактикой и в его наблюдениях были только галактики. И естественно он не раз «поднимал» этот вопрос, об ограниченном повороте поворотного стола в «стакане», на учёном совете, но положительного решения этой проблемы никто не находил. Было много предложений различных инженеров и конструкторов, но они требовали значительных изменений в конструкции поворотного стола, и никто из руководства обсерватории на проведение таких работ не решался. Я понимал, что «сия чаша» меня не обойдёт и начал разбираться с этой проблемой, пока только на уровне документации. Мне в первую очередь удалось выяснить, что дополнительный груз, устраняющий люфт поворотного стола «висит» на длинном тросе. Длина этого троса обеспечивала поворот стола около 500 угловых градусов, как и поворот купола телескопа. А это говорило о том, что поворотный стол тоже должен поворачиваться на такое же количество угловых градусов, как и купол телескопа, - а для чего тогда такой длинный натяжной трос?! Я «подключил» к этой работе главного механика телескопа, но попросил его пока не говорить никому ничего, пока мы сами до конца в этом не разберёмся. В одну из технических ночей мы с ним сняли кожух, закрывающий механизм поворотного стола, и увидели, что ограничитель поворота стола перемещён, с его стандартного места. Новое место установки этого ограничителя значительно сокращало пределы поворота стола. Почему это сделано предстояло выяснить мне с механиком - и пока не «афишировать» эту проблему. Чем меньше в этом участвует «специалистов» (а это слово специально взято в кавычки), тем спокойнее в этом во всём можно разобраться. Для выяснения этого вопроса я «подключил» к нашей работе одного из инженеров АСУ (Автоматическая система управления). Этот специалист познакомил, мня с необходимой документацией, и вместе с ним - уже втроём мы (то есть я механик и он) пришли к выводу, что в датчике поворота не работает один из его элементов. Заменить этот датчик невозможно, но «закоротить» его элемент можно, а затем в двоичном коде исправить всю систему считывания данных, и эта работа заняла у нас почти три месяца. Эти расчёты можно было провести только «вручную» - они ведь были в двоичном коде и довольно непростыми. По-видимому, этой рутинной работой никто из «специалистов» ЛОМО (а специалистов ли, Ленинградского оптико-механического объединения) заниматься не стал, а просто они уменьшили диапазон поворота стола первичного фокуса телескопа, то есть «стакана». На ЛОМО эти «специалисты» уже не работали, и поэтому нам пришлось самим выполнять эти кропотливые расчёты. По окончанию этих расчётов мы написали рационализаторское предложение и получили, вроде бы, сейчас уже плохо помню, около тысячи рублей. Нас в этом горячо поддержал Панарин, он-то был один из тех, кто после внедрения этого предложения начал, полноценно наблюдать галактики. Он к тому же на учёном совете настоял на том, чтобы нам дополнительно выдали премии, то ли по сто, а может и по дести рублей, сейчас уже точно не помню сколько - старший инженер тогда получал в месяц около двухсот рублей вместе с квартальной премией…
Но это, в общем-то, всё мелочи жизни, о которых и говорить-то может быть, не следовало. По-видимому, на этом можно и закончить мой сегодняшний непродолжительный монолог. Приближается время моих последних малоинтересных и не менее нудных и утомительных процедур. Но избежать их нет никакой возможности. Мне ведь необходимо отчитаться в местной поликлинике о пройденном мной лечении. Ведь в этой поликлинике мне оформляли эту путёвку. Да и потом отчитаться по месту работы в обсерватории…
Да! Кстати, вопрос времени, а точнее его промежутков, остаётся «открытым». На философский вопрос, что такое время? Можно ответить и так: это один оборот планеты Земля вокруг своей оси, то есть чередование дня и ночи. Но и эти промежутки времени - день и ночь, тоже меняются по продолжительности. Но их сумма всё же почти равна одним суткам - одному обороту планеты вокруг собственной оси. На полюсах планеты Земля нам может показаться, что одни сутки это полгода, - но это на планете Земля. А планет-то много. Их в нашей солнечной системе надёжно открыто девять. Это: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. А сколько у них спутников? Их-то и пересчитать, вообще-то, невозможно - у Сатурна в его кольцах их несчётное множество. А сейчас начинают открывать спутники, то есть планеты, и у других звёзд. А вокруг Веги, относительно молодой звезды, пылевое кольцо. Из этого пылевого кольца возможно со временем образуются то же планеты - опять со временем! А что же такое время? Возможно это некоторый эволюционный процесс, изучая который мы поймем, что времени, как токового нет, а есть некоторые процессы, определяющие эволюцию окружающей нас материи или можно сказать по-другому природы. А что такое природа?.. И таких вопросов несчётное множество! Вот этими всеми вопросами и занимается философия. А, вообще-то, философ стремится осознать окружающий мир во всем многообразии процессов происходящих в нем. И в конце своего исследования придти к заключению, что мир не познаваем из-за своего необъяснимого многообразия. А учёный в пределе стремится понять всё ни о чём! Но это опять философия…, и, вообще, нос втащишь - хвост воткнёшь. Извините! Мне уже пора идти на последние процедуры…, до свидания, до следующей встречи.
На этом закончил свой короткий рассказ мой знакомый из Специальной астрофизической обсерватории и «убежал» на свои последние процедуры. А я, к несчастью, вынужден был срочно уехать в командировку. И мы с моим знакомым из САО, в этот его последний приезд в город Ессентуки, больше не встречались - хотя потом, и не раз, созванивались по телефону.
12 февраля 2017 года.
В. Водородный магнитометр БТА
1. Предисловие
Всё, написанное ниже, это не более чем краткое, фрагментарное изложение истории становления и возможного «заката» телескопа БТА на примере создания и эксплуатации Водородного магнитометра. Телескоп БТА - Большой телескоп азимутальный с шестиметровым зеркалом. Он был самым крупным в мире более двадцати лет. Кстати, этой повести предшествуют два предыдущих моих рассказа на сайте «proza.ru»: «Рационализация дилетантов» и «Как с виду сложное становится простым».
Эта повесть написана мною не для широкого круга читателей за исключением, возможно, вводной части. Хотя я старался писать как можно популярнее. Не знаю - получилось ли? Да я вообще не уверен, что кто-то заинтересуется историей создания Водородного магнитометра для первичного фокуса телескопа БТА. - Первого крупнейшего в мире телескопа с главным шестиметровым зеркалом. Сейчас появились телескопы с одиночными восьмиметровыми зеркалами и ещё большие телескопы с составными зеркалами.
А теперь несколько слов относительно телескопа БТА. Астрофизики стремятся исследовать всё более и более слабые и удалённые объекты. Для этого требуются телескопы всё большего и большего размера. Но строить телескопы с размерами зеркал более 5 метров по классической механической компоновке довольно сложно и громоздко. Был проект Максутова, но это был малопригодный монстр с экваториальной монтировкой чуть ли не стометровой высоты. Решить эту проблему в течение нескольких десятков лет пытались во всём мире. Но решена эта проблема была в СССР путём создания 6 метрового телескопа под руководством Баграта Константиновича Иоаннисиани на основе принципиально иной механической монтировки - альтазимутальной, или проще - азимутальной. Одна ось располагалась вертикально, а вторая горизонтально - в экваториальной монтировке (в частности, проект Максутова) вертикальная ось наклонялась и смотрела на полярную звезду. На Северном полюсе и Южном, экваториальная монтировка равноценна азимутальной монтировке. Азимутальная монтировка, предложенная Иоаннисиани, полностью решала основные проблемы: вес и размеры могли быть любыми. Оставалась нерешённой только одна проблема - создание главного зеркала. Но и тут Иоаннисиани тоже нашёл решение - предложил создать зеркало со специальными разгрузками в высверленных отверстиях зеркала. В создании механической монтировки телескопа участвовали все крупные предприятия Советского Союза. Не буду подробно описывать процесс создания монтировки телескопа, скажу лишь следующее, что таких предприятий уже нет, и не будет - их просто уничтожили при развале Советского Союза. Так что повторить конструкцию такого телескопа невозможно. Мир пошёл другим путём. Об этом написано коротко в произведении: «О телескопах с зеркалами больше шести метров». Пожалуй, здесь стоит сказать несколько слов о начале создания 25 метрового телескопа под руководством Стешенко и Иоаннисиани. К 1986 году был разработан проект этого телескопа. Этот телескоп предполагалось установить в Средней Азии. А испытания первых составных зеркал должно было начаться в Крымской обсерватории. Эти зеркала были метровыми шестигранниками в сумме повторяющими сплошное 25 метровое зеркало. Таких шестигранных зеркал Лыткаринский оптический завод должен был изготовить 1000 штук - и производство их на нём началось. Было изготовлено несколько штук для проведения эксперимента. Для этого в Крымской обсерватории была построена специальная башня, но тут грянула перестройка, и всё покатилось в тартарары. Замечу ещё раз следующее: человечество пошло иным путём - создание больших телескопов с адаптивной оптикой. А теперь немного об уникальности шестиметрового телескопа БТА. Например, для наведения и ведения (сопровождения наблюдаемого объекта) телескопа БТА в шестидесятые годы на предприятиях Советского Союза были изготовлены уникальные шестерни диаметром 8 метров, которые работают, и по сей день. Они были объединены в один блок. Одна из них прямозубая, а другая червячная. Прямозубая шестерня используется для наведения телескопа на объект (большая скорость), а червячная шестерня для ведения телескопом объекта. Приводящий червячную шестерню «червяк» при включении режима наведения смещается по своей оси и выходит из силового зацепления, с червячной шестерней, увеличивая скорость своего вращения до скорости соответствующей вращению шестерён (прямозубой и червячной). Вот таким образом решена проблема ведения и наведения телескопа. Не менее уникально решена проблема плавности и лёгкости вращения телескопа. Телескоп вращается на масляной плёнке. На оси и на опоре телескопа размещены изготовленные с высочайшей точностью полированные части сфер, в зазор которых под большим давлением подаётся жидкое масло. Это масло и создаёт плёнку, на которой и вращается телескоп. Телескоп, а это сотня тонн металла, может приводиться в движение одним человеком. Но для того чтобы начать его движение нужно усилие нескольких человек - момент инерции. Думаю, этих двух примеров достаточно, чтобы показать уникальность и неповторимость конструкции телескопа БТА. Кстати, вес подвижной части купола 1000 тон. Такого телескопа, по-видимому, больше создано не будет. Этот телескоп «сродни» царь-пушке и царь-колоколу. Но пушка не стреляла, и колокол не звонил, а телескоп работает до сих пор. И будет очень обидно, если найдётся какой-нибудь бездарь, который «захватит» власть и «угробит» (не понимая, что творит) этот уникальный инструмент! А аналога этому телескопу нет и, по-видимому, больше не будет! Повторюсь: все совремённые крупные телескопы, которые больше (по площади зеркал) телескопа БТА имеют адаптивную оптику. И поэтому на этих телескопах не возможно получить стабильных, высокодесперсионных спектрограмм, необходимых для детального изучения физики звёзд и других аналогичных объектов.
И далее - и это не исключено - что такое примечание, как приведённое ниже, просто необходимо.
Итак, это произведение частично, местами больше похоже на литературную повесть, чем на воспоминания. Очень правдивые, чёткие и ясные воспоминания я, по-видимому, написать уже не смогу. Многое я к несчастью забыл и, восстанавливая в памяти, невольно облекаю в литературный вымысел - возможно и, по-видимому, даже сумбурный. Это естественная дань моей предыдущей литературной деятельности - если, конечно, её так можно назвать. А можно ли назвать эту мою деятельность литературной? А вот в этом-то я и неуверен. Так что извините! Как сумел - так написал. А может быть - и писать не стоило. Тем более в таком жанре! Поэтому многие фамилии в данном произведении изменены. По-видимому, такой приём более корректен. Но свою фамилию я решил оставить и не менять - хотя это возможно и не совсем прилично. Но с другой стороны я пишу под своей фамилией и не пользуюсь псевдоним - в текст же иногда всё же ввожу повествование от множественного «лица» - мы.
В 1981 году на большом телескопе азимутальном (БТА), повторюсь, тогда самом крупном и единственном в мире, имеющем диаметр главного зеркала шесть метров, был внедрён Водородный магнитометр.
Водородный магнитометр был предложен, а потом разработан и создан почти подпольно - так уж получилось. Но об этом во вводной части - она ниже по тексту.
2. Вводная часть - постановка задачи, краткое и сжатое описание работ по созданию Водородного магнитометра БТА, и кое-что другое…
А вначале немного из истории о том, как я пришёл сначала гипотетически, а потом и практически к возможности создания Водородного магнитометра, а затем и внедрению его на телескопе БТА в его первичном фокусе.
В обсерваторию я приехал в тридцатипятилетнем возрасте 21 августа 1970 года. До обсерватории я работал старшим инженером, но высшего образования не имел. Его я получил уже потом - работая в обсерватории, но это выходит за рамки повествования. Об этом написано в рассказе «Защита дипломного проекта в институте» с небольшими отклонениями от действительных событий. Закончил же я свою деятельность ведущим инженером в Специальной астрофизической обсерватории (САО). Так вот приехав в САО, я поступил, как было заранее договорено с заместителем директора по научной части Андреем Владимировичем Рубцовым, а потом и с директором обсерватории Василием Маркеловичем Катковым, в лабораторию ЛАСП (лаборатория астросветоприёмников) простым инженером. В этой лаборатории принято было выступать на семинарах, которые фиксировались в журнале. И вот когда подошла мая очередь выступать, я хорошо и тщательно подготовившись, выступил с идеей создания магнитометра для измерения магнитных полей звёзд. Магнитными измерениями я занимался и раньше - и рискнул предложить схему магнитометра. Но она, конечно же, была примитивной и малопригодной для работы со звёздами, но об этом я сказал в конце выступления. И добавил: что это не более чем канва - некоторое приближение. И если нужно и можно - я бы мог в этом направлении продолжить работу. Заведующий лабораторией Виталий Степанович Рыков подтвердил, что такая работа запланирована в обсерватории. И для её выполнения, то есть для создания магнитометра БТА приглашён из аспирантуры Московского физтеха аспирант Георгий Чунтонов. Его дочери срочно нужно было сменить климат Москвы на горный климат - у неё была детская астма. И действительно она в горах постепенно затихла, а потом и прошла совсем. Но это так - к слову сказано.
В этой лаборатории (лаборатория астросветоприёмников) мне было поручено разработать прибор для измерений флуктуаций воздушных потоков. Этим прибором я и занялся. По окончании этой работы мною с Рыковым была написана статья в наш журнал, в которой приводились испытания прибора на открытом забрале телескопа БТА.
Кстати, через много лет, к тому времени в Лаборатории астросветоприёмников я уже не работал, заведующий ОФЗиТ (отдел физики звёзд и туманностей) тогда уже Леонид Илларионович Снегов поручил мне установить измеритель флуктуаций воздушных потоков в помещении спектрографа ОЗСП (основной звёздный спектрограф телескопа БТА). Я обнаружил этот прибор на складе, установил его в помещении ОЗСП и включил. К удивлению всех и меня тоже он сразу же заработал. Измерение флуктуаций поручили Юрию Суханову. О дальнейшей судьбе этого прибора я ничего не знаю - я передал его Суханову.
В 1972 году в обсерватории был установлен небольшой телескоп Цейсс-600 с диаметром главного зеркала 600 миллиметров, и я был назначен инженером для его обслуживания. В 1973 году я уже стал почти его «хозяином» так как проводил на нём все технические работы по его усовершенствованию и обслуживанию. Числился я инженером в научном отделе ОФЗиТ. Заведующим отделом был Андрей Владимирович Рубцов. К несчастью он скоропостижно скончался от болезни почек в начале ноября 1974 года.
Небольшое отступление от темы - да простят меня читающие, если они конечно будут. Есть такое негласное предположение, что тот человек, который чего-то сильно боится, подвержен заболеванию почек. Но это, по-видимому, не совсем верно. Скорее всего, это заболевание связано с большим перенапряжением нервной системы. И этому есть наглядные подтверждения. А так ли это? Кто это точно знает? Хотя есть некоторая статистика, которая, в общем-то, это возможно и подтверждает. Но сейчас ли о ней говорить, когда большинство людей повсеместно «опускают до уровня скотов» - вернее животных так всё-таки приличней. А кто это делает? По-видимому, «демократия» - это слово умышленно взято в кавычки так как «демократия» всё разрушает и уничтожает. И в первую очередь любые существующие в мире отдельные, почти не зависимые друг от друга, государственные «пирамиды». Хотя, в общем-то, «косые и кривые». Выражение «пирамида» чисто условное вводимое в повествование как некий образ государства (его внутреннее строение) - чем выше по интеллекту слой, тем в нём меньше людей. Но это в идеальной «пирамиде», а в существующих в настоящее время «пирамидах» всё перекошено. И это уже не «пирамида», - а что непонятно. Но это некоторое пространное отступление от основного повествования - извините! Но всё-таки продолжу дальше - о «пирамиде» и «демократии»:
Итак, немного о пирамиде как я её понимаю, - но это слово уже без кавычек.
Некое образное сравнение с чем-то долговечным, монументальным и устойчивым. Пирамида это некое рукотворное образование. Наиболее известны Египетские пирамиды, но есть ещё пирамиды и в Южной Америке. Пирамиды в Южной Америке немного отличаются от Египетских пирамид, но по форме близки к ним. Есть якобы пирамиды на дне морей и океанов, но это уже экзотика.
Мной, понятие пирамиды часто используется для попытки представить себе некое устойчивое человеческое, рукотворное образование, состоящее из отдельных «кирпичиков» - возможно и людей. Например, некая особь, семья, государство…, но это, конечно же, образно.
Можно к этому добавить и распределение людей в этой образной пирамиде. В нижнем слое этой пирамиды находятся люди, которые в силу своих качеств и случайностей не получили должного развития по сравнению с другими людьми находящимися в следующем втором более высоком слое этой пирамиды. Люди, находящиеся во втором слое пирамиды сумели добиться большего развития, - но их меньше. В третьем - ещё более высоком слое: более развитые люди по сравнению со вторым слоем, но их меньше чем во втором слое и так далее…, но это идеальная пирамида человеческого общества. То же можно сказать и о любом рукотворном построении человеческого общества, или о чём-то построенном этим обществом. Но, повторюсь, это идеальные образования.
На сколько мне известно - таких общественных пирамид до сих пор не существовало. Возможно, что-то подобное пытались создать Александр Македонский и Сталин-Джугашвили, но это не более чем предположения ничем не обоснованные, а может и специально опошленные совремённым капиталистическим обществом. А сейчас с этой всёразрушающей и всё опошляющей «демократией» вообще ничего не понятно. Но о «демократии» - ниже по тексту. А также с последующим разъяснением, что я под этим словом понимаю.
«Демократия» это общественная система, которую совремённое капиталистическое общество применило для неподготовленных к ней бывших советских людей - эту систему можно назвать антигосударственной! И эти люди вдруг и, в общем-то, совершенно неожиданно оказались в этой неведомой и непонятной для них общественной системе. А «демократия» это система, которая будто бы снимает привычное соподчинение людей в государстве. Люди как бы становятся независимыми друг от друга и вроде бы свободными, но при этом нарушается их взаимосвязь и взаимовыручка. То есть каждый член общества независим вроде бы от окружающего его общества, но это только так кажется, что независим, а деньги-то зарабатывать где-то нужно. А где зарабатывать эти деньги? На что-то жить ведь надо, - а тут ещё заводы закрывают и прочие организации (в общем, полный обвал и провал) - работы-то нет! Происходит что-то похожее на отмену крепостного права в 1861 году. Его-то отменили тоже без должной подготовки. А сейчас у нас все товары ввозят из-за границы, своего-то производства уже нет, а за что покупать, денег-то нет. Кто-то берёт кредиты в банке, а кому-то их и не дают - чем отдавать-то будешь, ведь не работаешь. А ведь банки частные, да и всякие конторы тоже, а заводы-то закрыты и разворованы, в обще-то, «куда не кинь - везде клин». В общем-то, всякие неподготовленные реформы порождают беспредел во всём, но самое страшное это засилье сплошных жуликов, которые «ловят рыбку в мутной воде». Вот это государственная система (а государственная ли!) и называется «демократией». Но это очень кратко и в чём-то даже образно, но думаю достаточно понятно.
Демократия это древнегреческое слово, которое определяет общественную рабовладельческую систему государств. Демократия состояла из небольшого количества свободных людей и множества рабов, обеспечивающих свободных людей всем необходимым.
По-видимому, то же происходит и сейчас повсеместно в мире всемирного капитализма, - а точнее Интеркапитала.
Но продолжу основную тему. Итак, работая на обслуживании телескопа Цейсс-600, я получил некоторую свободу в выборе нештатной дополнительной работы. И вот тогда-то я и занялся разработкой и изготовлением спектрофотометра необходимого для наблюдений. Астрономов в обсерватории было много, а наблюдать было не на чем - телескоп-то БТА только строился. Поэтому, поэтапное внедрение спектрофотометра было очень кстати. Я же тогда ещё занимался и электрофотометром с названием «паровоз», который мы с Жорой Алексеевым изготовили сами из различных частей астрофизической аппаратуры. А потом уже после 1975 года начали наблюдать на нем, на телескопе БТА в кабине его первичного фокуса. В этой кабине телескопа устанавливалась аппаратура для наблюдений, и в ней же, размещался наблюдатель. Но нас с телескопа БТА «вежливо попросили убраться» (а я не возражал - даже обрадовался, мне нужно было заниматься спектрофотометром для телескопа Цейсс-600, а потом и Водородным магнитометром для телескопа БТА). А электрофотометр «паровоз» был заменён в первичном фокусе телескопа БТА тоже электрофотометром ЭФИР (электрофотометр имени Рыкова - так его назвал разработчик Сергей Леонтьевич Панарин). Сейчас уже плохо помню, но мне кажется, что электрофотометр типа ЭФИРа (он назывался как-то по-другому) разрабатывался конструктором Ажурковым под непосредственным руководством Рыкова для телескопа Цейсс-600. Он был изготовлен, но на этом телескопе почти не работал, он был неудобен в работе и почти забыт. Тогда таких приборов и прочих устройств изготовлялось много. В общем-то, такое было время. Мне кажется, но я в этом не уверен, что именно этот электрофотометр был взят за основу ЭФИРа. С моей точки зрения электрофотометр ЭФИР не совсем удобен для работы в «стакане», то есть в кабине первичного фокуса телескопа БТА. Мне однажды пришлось заменить наблюдавшего на электрофотометре ЭФИР заболевшего Серёжу Незнакомова при наблюдении «оптической линзы» есть такой термин в астрофизике. Этот электрофотометр ЭФИР кажется первая разработка Сергея Панарина. Неутомимого человека способного работать в течение нескольких суток без сна.
Таких людей способных работать без сна в течение трёх суток в обсерватории было трое. Сергей Панарин, Жора Алексеев и пишущий эти строки.
Так вот, к изготовлению электрофотометра ЭФИР пытались подключить и меня, но передо мной стаяла иная задача. Вернее её перед собой поставил я сам - изготовление Водородного магнитометра. Поэтому к работе с фотометром я отнёсся чисто формально, чем очень удивил Панарина. Я уже тогда понимал, что говорить нужно одно (лучше, вообще-то, не говорить ничего), а делать другое. А думать о том, что мне необходимо, а не о том, что думают (за меня, для себя) другие. Это их личное дело и ко мне никакого отношения не имеет. Ведь я же видел, что творится в обсерватории - по существу начинался её медленный развал. Поэтому, встав на сугубо формальные отношения, я быстро закончил работу с фотометром. И таких работ пытались «навесить» на меня много и не только Панарин - хотя он умел это делать лучше других. Попав в «его сети» выбраться из них очень трудно. Но всё же можно при наличии опыта и большого желания. Это всегда так, когда в работе нет основного организующего начала. А тем более при наличии «демократии» всё разрушающей и в итоге всё уничтожающей, внедряемой «подспудно», по-видимому, высшим руководством страны. У власти-то уже был Брежнев управляемый прогнившей коммунистической партией. В итоге даже коммунисты станицы Зеленчукской, во всяком случае, так они считали и частично даже почти управляли, а вернее очень активно вмешивались в управление обсерваторией, хотя о её работе они представления никакого не имели - потому и не развалили. И так во всём и повсюду. Конечно же, о «демократии» всё уничтожающей и всё разрушающей (и того, о чём в большинстве своём сказано о ней) я тогда ещё не знал, но чувствовал интуитивно. Вот эта интуиция и позволила мне в итоге разработать, изготовить и внедрить в наблюдения на телескопе БТА Водородный магнитометр. Так что, не будь такого положения в стране - не было бы и Водородного магнитометра на телескопе БТА, а что было бы, никто не знает.
Окончательная (предварительная) проработка схемы Водородного магнитометра, а потом и последовательное воспроизведение его узлов началась с 1973 года, и в ней участвовало более десятка сотрудников САО (обо всех участниках сейчас вспомнить трудно). Они, конечно же, во многом сотрудничали со мной неявно, вообще-то, почти «подпольно». А вернее работали они официально, - но не знали для кого и для чего. А кое-кто из них что-то знал, но не всё и ни до конца. В основном и во многом мне помог, как это ни странно директор Специальной астрофизической обсерватории (САО) Василий Маркелович Катков. С ним мной неофициально была согласована необходимость создания такого прибора. И с ним же была согласована затрата некоторого количества рабочего времени и материалов для создания этого прибора. Такая работа не могла быть проделана в обсерватории без неофициального согласия директора. Но об этом тогда официально говорить было некорректно, да и просто неприлично. Ведь провести такую работу «подпольно» было просто невозможно. А вот создание такого прибора поэтапно выполнить было можно хотя и довольно сложно, но это всё-таки удалось - несмотря на некоторые трудности.
Вначале был создан спектрофотометр на базе спектрографа UAGS (Универсальный астрофизический дифракционный спектрограф).
Это был прибор, на основе которого создавался Водородный магнитометр.
Повторю ещё раз: этот спектрофотометр был основной «материальной» базой Водородного магнитометра (в основном, механической).
Итак, Водородным магнитометром БТА становился спектрофотометр, который дополнялся небольшим, но очень сложным электрооптическим анализатором. Этот анализатор управлялся высоковольтным импульсным устройством. Кроме всего этого предстояла трудная и довольно необычная работа по созданию для Водородного магнитометра:
1. Электронной регистрирующей схемы.
2. Сложного и не совсем обычного математического и программного обеспечения.
3. И ряда не менее сложных (и поначалу даже малопонятных) многих других работ, устройств и необычных компьютерных программ.
Кстати, в результате такой моей деятельности я пришёл к выводу, что мир управляется группой финансистов и олигархов. И управляется косвенно, что подтвердилось Концепцией общественной безопасности, о которой я узнал уже потом через некоторое время из популярных лекций генерал-майора Петрова - тогда заместителя начальника ЦУП (Центра управления полётами наших космических кораблей). А сейчас уже об этом все забыли. Это косвенное управление миром достаточно надёжное и даже в чём-то страшное. Люди, управляющие миром (а люди ли!) чётко проводят свою линию управления в жизнь. И действительно, тогда в начале строительства, а точнее уже при отладке основных механизмов телескопа БТА вдруг резко и значительно был увеличен штат сотрудников и не только телескопа, но и в целом - всей обсерватории. К этому надо добавить: что многие основные руководители, стоящие у истоков строительства телескопа БТА уже ушли в лучший мир - умерли. А в лучший ли мир? Вот вопрос? Это были в основном представители Академии Наук СССР. К ним можно отнести: Келдыша, Арцимовича, Максутова и многих других. Необоснованное ничем увеличение штата обсерватории (с сегодняшних позиций 2016 года) возможно связано с началом внедрения в нашей стране всеразрушающей «демократии». И, конечно же, ею разрушаются основные направления (в частности, крупнейший в мире телескоп) поднимающие и усиливающие интеллект человека. Возможно и здесь опять «завязана» Англия, а вернее Великобритания, но это нужно ещё доказать, а это к несчастью нелегко и скорее всего невозможно. Хотя можно в какой-то степени сослаться на произведение Всеволода Владимировича Овчинникова «Корни дуба», в частности приведённое в электронной библиотеке MyHomeLib. Эту библиотеку можно найти в Интернете.
Излишние увеличение штата обсерватории привело к тому, что при отсутствии работы (ведь работающего телескопа БТА ещё не было) люди начали заниматься всем - чем могли и даже не имели права. Полностью набранная эксплуатация телескопа, почти поголовно пьянкою. Научные работники и инженеры (кто не пил) разработкой чего угодно, - нужного и ненужного. Например, в обсерватории разработкой ЭОПов (электрооптический преобразователь) занималось независимо друг от друга одиннадцать или даже двенадцать групп сотрудников и инженеров! Лаборатория ЛАСП (Лаборатория астросветоприёмников) стала насчитывать где-то около двадцати человек! А может быть и больше. В ней были люди, к её работе почти ни какого отношения не имеющие! В этой лаборатории начались склоки - и она развалилась. Кстати, я тоже с большим удовольствием ушёл из этой лаборатории. Занялся вне её настоящим делом телескопом Цейсс-600 (но это с моей точки зрения). Надо отдать должное - некоторые группы подготовили уникальные приборы для телескопа БТА. Например, группа Панарина. Но таких групп было немного. Большинство групп работало почти впустую, если так конечно можно выразиться. Но это так, кстати, а может быть и некстати сказано - некоторое и значительное отклонение от темы.
Вторым сотрудником САО после Каткова с кем я говорил «открытым текстом» был Алексей Раманьков. С ним у меня в квартире (в первом доме, где я живу и сейчас) состоялся конкретный откровенный разговор на тему создания магнитометра для первичного фокуса телескопа БТА. Мы с ним обсудили эту проблему, и он поддержал идею разработки такого прибора. Он мне рассказал, что аналогичный прибор, но совершенно иной конструкции существует в Канаде у Ландстрита. Третьим сотрудником САО, с которым я осторожно с «опаской» обсудил этот вопрос, был руководитель группы магнитных звёзд Иван Васильевич Глагольков. Моя насторожённость была оправданной: Глагольков заявил, что такой прибор нужно строить по типу прибора Ландстрита и Боры (Канада). Бора вскоре перешёл на работу по созданию телескопа с вращающимся ртутным зеркалом. Такая точка зрения Глаголькова вполне объяснима: в то время вполне официально с громадной затратой средств, как финансовых так и материальных и с привлечением многих специалистов Советского Союза разрабатывался и создавался магнитометр на штатном уже изготовленном звёздном спектрографе ОЗСП. Этот спектрограф был установлен в одном из двух фокусов Нейсмита телескопа БТА. А поэтому в его световом канале было диагональное зеркало. Это зеркало могло быть источником дополнительной поляризации, и она могла влиять на результаты измерений магнитного поля исследуемой звезды.
Вообще-то, под эгидой создания «основного» магнитометра БТА было закуплено за рубежом разнообразное уникальное оборудование. Но самое печальное заключалось в том, что это оборудование было просто-напросто «разграблено» всеми кто мог приложить к этому руку. Но всё же оно было частично использовано разработчиками магнитометра для спектрографа ОЗСП. С этим оборудованием они экспериментировали, пытаясь применить его для этого магнитометра. Например, интерферометр Фабри-Перо (находящийся в одном из закупленных приборов) был использован для «основного» магнитометра спектрографа ОЗСП. Этот интерферометр предназначался для выделения только одной узкой спектральной линии - необходимой для измерений магнитного поля. Эта линия выбиралась из большого набора линий спектра с очень высокой дисперсией, который «строился» на первой камере спектрографа ОЗСП. Первая камера самая большая на спектрографе ОЗСП. Зеркало этой камеры (её объектив) 2 метра. В фокусе этого зеркала «строилась нитка» спектра длиной около метра. Вот из этого спектра и выбиралась с помощью перестраиваемого интерферометра только одна необходимая для измерений узкая спектральная линия.
Но это сказанное даже не столь важно - важно другое я в какой-то степени являлся некоторым конкурентом (хотя и не столь значительным) «основного» главного магнитометра на звёздном спектрографе ОЗСП. А потому создавать мне свой магнитометр нужно было осторожно, с оглядкой и ни в коем случае не конкурировать с «основным» официально преподносимым с «помпой» главным магнитометром телескопа БТА. Этот магнитометр предназначался для работы по узким линиям металлов. А мой (если я его создам) для широких водородных линий. Обсуждал я этот вопрос и с Аркадием Нальчиковым. Он в то время работал в группе создающей главный «основной» звёздный магнитометр телескопа БТА на основе спектрографа ОЗСП. Сейчас я уже не помню, чем закончилось наше обсуждение. Но в дальнейшем мы с ним тесно сотрудничали при испытании макета Водородного магнитометра на шестидесятисантиметровом телескопе Цейсс-600 и доводке его до состояния прибора достойного для установки в первичном фокусе телескопа БТА - в кабине первичного фокуса этого телескопа. Кстати, основным моим помощником в то время был Алексей Раманьков, незадолго перед этим поступивший работать в Специальную астрофизическую обсерваторию. Тогда ещё все надеялись, что это будет обсерватория, а не один громадный единственный телескоп БТА, погибающий без поддержки малыми собратьями - телескопами с меньшими по диаметру зеркалами. Но здесь я невольно забегаю вперёд и значительно.
А теперь вернусь во времена создания Водородного магнитометра. Итак, до того, когда наконец-то появился хоть какой-то тогда ещё не совершенный примитивный магнитометр, на котором можно было начать пробные наблюдения на телескопе Цейсс-600. Предстояла довольно сложная длительная и кропотливая работа с преобразованием спектрофотометра в Водородный магнитометр БТА. Кстати, на спектрофотометре были выполнены наблюдения, которые опубликованы в печати. На нём же была просканирована эмиссионная линия одной из сейфертовских галактик. Наблюдения были выполнены под руководством Андрея Фабрикова и представляли тогда, по-видимому, большой научный интерес, но к несчастью по независящим от Фабрикова причинам опубликованы небыли. На этом спектрофотометре вместе со мной проводили наблюдения Иван Васильевич Глагольков, Алексей Раманьков, Жора Алексеев и возможно кто-то ещё, но этого я сейчас уже не помню. С Алексеем Раманьковым мы очень долго измеряли на телескопе Цейс-600 переменность в области «депрессии» спектра предполагаемых магнитных звёзд. Помню, даже было выступление Раманькова по этому поводу на семинаре. А были ли опубликованы эти наблюдения, не знаю, а вернее не помню.
Работа со спектрофотометром позволила получить навыки и оценить возможности применения этой техники для Водородного магнитометра БТА.
Как я уже писал: параллельно со мной усиленными темпами шла официальная разработка магнитометра на спектрографе ОЗСП. На нём работал большой коллектив сотрудников САО (Специальной астрофизической обсерватории).
Кстати, САО так и не стала обсерваторией в прямом смысле этого слова. Телескоп-то БТА был в ней один-одинёшенек. Со временем отправили на Казанскую астрофизическую станцию телескоп Цейсс-600 (при директоре Сергее Леонтьевиче Панарине - о нём тогда просто сотруднике САО уже говорилось). А телескоп с 400 миллиметровым главным зеркалом передали московской «конторе» занимавшейся (и сейчас тоже) наблюдением искусственных спутников Земли. Куда он исчез потом - никто не знает. Да многое исчезло из обсерватории неизвестно куда. Ведь начался посткоммунистический хапарей, то есть наглое неприкрытое разворовывание всего что можно, а ещё более желательно - того, что нельзя. Во главе то страны после развала СССР остались перекрашенные в краснобелоголубой цвет коммунисты. Но здесь не место заниматься разбором поведения коммунистической партии в период распада Сталинской Империи. По-видимому, коммунисты не задумывались о последствиях. Это стало очевидным при правлении страной Брежневым - он правил, а им управляли, по-видимому, всё те же коммунисты, находящиеся в высшем эшелоне партии, а, в общем-то, и в правительстве. Кстати, подобны им в чём-то и современные олигархи. А тем более, всемирные финансисты - теперь уже управляющие Землёй и ведущие её «в пропасть». Так ли это? Будущее покажет. Возможно, я и ошибаюсь в своих предположениях. Вообще-то, потом при телескопе БТА появился метровый телескоп, но это уже потом и, конечно же, слишком поздно, как говорится - к тому времени «поезд уже ушёл».
Но вернёмся в далёкое прошлое. Коллектив создававший «основной» главный магнитометр на спектрографе ОЗСП постоянно преображался. Кто-то уходил - кто-то приходил. Есть такая пословица: «У семи нянек - дитя без глазу». В общем, работа «кипела», как в басне Крылова: «Лебедь, рак и щука». Но это всегда так, когда людей работает много, то много и идей (в общем-то, почти что «демократия», в сегодняшнем понимании этого слова, - но это разрушение, а не созидание). А это приводит к тому, что работа продвигается вперёд с трудом и не всегда в нужном направлении. К тому же, можно добавить, руководство над ними (техническими работниками) было возложено зачастую на астрофизиков или близким к ним руководителям в технике плохо разбирающимся, но пытающихся её освоить. Это тогда основное направление работы астрофизиков. Об астрофизике думай, но в основном усиленно осваивай технику. Можешь даже пилить «железки» в мастерской - это горячо приветствуется и вознаграждается рублём. А это тоже «лебедь, рак и щука». Но зато много побочного выхода - и я, конечно же, это использовал. Так у меня появился благодаря Нальчикову кристалл KDP на «основном» магнитометре уже не нужный их там испытывалось несколько. Этот кристалл был там (ещё на «основном» магнитометре) помещён в герметический специальный корпус (НЭЗ) с контактами для подключения высокого напряжения. И я начал проектировать под него механическую конструкцию, которая устанавливалась перед спектрографом UAGS. Кроме того: Нальчиков мне «подарил» кристалл полевого исландского шпата, который применялся для разведения лучей с диаметрально противоположными линейными поляризациями, которые появляются на выходе кристалла KDP. Но на кристалл KDP нужно было подавать высоковольтное импульсное напряжение (порядка 5 киловольт) с частотой, как показали расчёты (для телескопа Цейсс -600) не менее 200 герц. Эта частота, а вернее близкая к ней частота 260 герц была сохранена и для Водородного магнитометра телескопа БТА. К тому же, эта частота 260 герц «была завязана в электронную схему магнитометра». Вернее, эта частота связана (однозначно, неразрывно) с работой этой схемы да к тому же ещё и с формирователем высоковольтных импульсов для кристалла KDP работающим на этой же частоте (на более низкой частоте формирователь импульсов работать не мог - значительно искажались передний и задний фронты импульса). Вся электронная схема Водородного магнитометра синхронизировалась и управлялась от одного кварцевого генератора, но об этом дальше по тексту. Так вот, такой формирователь высоковольтных импульсов для кристалла KDP был разработан и изготовлен с активным участием Олега Юрьевича Георгиева, а вернее благодаря ему. Почти прямоугольные импульсы амплитудой около 5 киловольт и частотой 260 герц. На этой частоте формирователь импульсов прекрасно работал. Этот формирователь высоковольтных импульсов управлялся кварцевым генератором (10 МГц) общим для всей электронной схемы Водородного магнитометра телескопа БТА. Кстати, им же кварцевым генератором управлялся и входной электронный формирователь импульсов (то есть бывших фотонов от звезды) поступающих с фотоумножителя ФЭУ (подробно смотри ниже по тексту). Формирователь преобразовывал статистический поток импульсов с ФЭУ в поток импульсов тоже статистический, но «привязанный» к частоте кварцевого генератора единого для всей электронной схемы, в общем-то, тогда уже Водородного магнитометра, но пока ещё не телескопа БТА, а телескопа Цейсс-600.
Попытаюсь описать в целом (но кратко) принципиальную схему Водородного магнитометра. Свет от звезды попадает сначала в поляриметрическую приставку - включающую в себя: кристалл KDP и призму из исландского полевого шпата. Свет, проходя кристалл KDP - после него расщепляется призмой на два луча. Затем эти лучи оказываются на зеркальном поле входной щели спектрографа и видны на ней в виде дух изображений одного наблюдаемого объекта. Затем правое изображение подводится к центру щели и «проваливается» в её, - а левое изображение объекта в измерениях не используется. В первом варианте Водородного магнитометра используется только одно изображение, то есть один луч - второй луч «отсекается» ограниченным размером входной щели (её длины, - а вернее, как говорят её высоты). Напоминание: спектрограф (по ходу луча от звезды) размещался за поляриметрической приставкой. Затем свет попадает на дифракционную решётку спектрографа (оптика спектрографа в этом описании предельно упрощена) и после фокусировки линзами на выходе спектрографа появляется «нитка» спектра. Эта «нитка» спектра «проваливается» в выходную щель - то есть в щель блока ФЭУ (фотоэлектрического умножителя). Величина раскрытия регулируемой выходной щели определяет участок спектра, пропускаемый этой щелью. Этот участок спектра (пропущенный выходной щелью) фокусируется на фотокатоде ФЭУ линзой. Участок спектра (пропущенный линзой) преобразуется ФЭУ в поток электронных импульсов поступающих на формирователь, который управляется кварцевым генератором для «привязки» импульсов к общей частоте электронной схемы всего Водородного магнитометра. Формирователь выполнен на микросхеме К155ТМ2. Её схема и описание приведено в «Справочнике по интегральным микросхемам», Москва, «Энергия», 1980 год. Возможно, это информация избыточна. В данном описании Водородного магнитометра работа кристалла KDP не рассматривается, в общем-то, игнорируется. И делается это для упрощения понимания работы Водородного магнитометра. А так ли это судить вам читающим этот текст.
Пожалуй, эта проделанная работа открыла возможность создания Водородного магнитометра, а вернее его первой действующей модели. Эта модель (первый вариант) Водородного магнитометра начала своё восхождение к «стакану» телескопа БТА хотя и медленно, но верно.
Ещё немного об оптической схеме первого ещё примитивного варианта Водородного магнитометра. Эта основная схема была сохранена и для «стакана» телескопа БТА, но, конечно же, адаптированная к его конструкции - вернее к его оптической схеме. «Стакан» (как уже говорилось) это кабина первичного фокуса телескопа БТА. В кабине помещался наблюдатель и аппаратура для наблюдений. По-видимому, следует добавить, что между главным зеркалом телескопа БТА и Водородным магнитометром никакой оптики не было за исключением одной линзы. Эта линза преобразовывала фокус главного зеркала телескопа БТА 24 метра - в фокус 72 метра. Это было необходимо для адаптации спектрографа UAGS. Такой вариант был самым простым и, по-видимому, наиболее оптимальным.
Отличительной чертой конструкции Водородного магнитометра от «основного» магнитометра установленного на спектрографе ОЗСП было то, что вся его поляриметрическая оптика (кристалл KDP, кристалл исландского шпата и линзы) устанавливались до щели спектрографа UAGS. Такая установка поляриметрической оптики позволяла сохранить «чистым» (без сферических аберраций и прочих искажений) спектр после щели спектрографа. Эта оптическая схема была более простой и оптимальной по сравнению с той, что была принята для «основного» магнитометра. Если не ошибаюсь, а я почти уверен, что не ошибаюсь в «основном» магнитометре поляриметрическая оптика была установлена за щелью спектрографа ОЗСП.
Итак, первый однолучевой вариант Водородного магнитометра испытывался на телескопе Цейсс-600 и, конечно же, по самой яркой звезде северного неба Сириус. И как мы с Нальчиковым и ожидали - никакого магнитного поля мы на нём не обнаружили. Это было хотя и отрицательным, - но важным наблюдением. Наблюдения проводились зимой, когда Сириус находится в середине ночи в меридиане и наблюдения его по времени были максимальными по продолжительности. Такими наблюдениями мы занимались три ночи - магнитного поля на нём не было, что и требовалось доказать. До наблюдений Сириуса мы навились на звезду с большим магнитным полем и получали результат отличный от нуля и значительно. Это доказывало, что Водородный магнитометр работает и его нужно совершенствовать и кропотливо отлаживать. Кстати, такие же аналогичные наблюдения, но уже без наблюдений Сириуса мы проводили с Алексеем Раманьковым, а потом и с Витей Бычковым, но это уже потом. А первые и самые тяжёлые с Нальчиковым.
А теперь немного подробнее о наблюдениях с Алексеем Раманьковым и о некоторых необычных случаях со мной и с ним.
Нами, мной и Алексеем Раманьковым, на Водородном магнитометре установленном на телескопе Цейсс-600 был проведён довольно большой и длительный ряд наблюдений магнитных полей звёзд. В процессе этих наблюдений была окончательно отлажена как оптическая, так и электронная схемы Водородного магнитометра. Эти наблюдения длились где-то около года.
Раманьков тогда жил в бараке в одной комнате, где стояли две кровати. В этом бараке жили многие - помню рядом с нами жил Маркенов. Барак назывался Слава КПСС, такой лозунг был написан на его крыше. Не помню уже, но возможно, в комнате Раманькова одну из кроватей поставили специально для меня. Я довольно часто после наблюдений или в ожидании хорошей погоды оставался у него ночевать. Зимой, когда дули сильные ветры подоконник окна, обращённый к горе Пастухова (а наиболее сильные ветры дули с юга, где находилась эта гора) оказывался занесённый снегом, хотя окно было замазано замазкой. Возможно, снег образовывался на подоконнике от мороза. И вот однажды я проснулся, а встать не могу, кот-то держит меня за волосы. Я позвал Раманькова, он проснулся и включил в комнате свет - и застыл с открытым ртом. Мои волосы примёрзли к подоконнику - они были длинные, я давно не стригся, было негде и некогда. Пришлось согревать воду кипятильником и отмачивать. Ножниц-то не было.
Был ещё и такой случай в начале работы Алексея Раманькова на телескопе Цейсс-600.
Перед сменой наблюдательной аппаратуры «труба» телескопа устанавливается на две специальные переносные стойки - после смены аппаратуры «трубу» телескопа нужно сбалансировать. Для этого на «трубе» снизу и сверху находятся рейки, на которые устанавливаются дополнительные грузы. Эти грузы крепятся к рейкам винтами, которые затягиваются гаечным ключом, но не окончательно, а предварительно, так как балансировка предварительная, а окончательная балансировка проводится при убранных стойках. Я подавал Алексею грузы, а он предварительно крепил их к рейкам. Итак, «труба» уже была предварительно сбалансирована и крыша павильона телескопа открыта. Она откатывалась на катках с помощью специального штурвала. Открылось небо - усеянное звёздами. Я резко поднял «трубу» телескопа и услышал какой-то шум…, совершенно инстинктивно я отпрянул резко в сторону и мимо моей головы пролетел груз - и врезался в пол. Груз должным образом не был закреплён на верхней рейке. Труба телескопа начала опускаться и я повис на ней, крикнув Алексею, чтобы он установил груз на положенное для него место. Он, вытерев пот со лба, быстро подкатил лестницу для наблюдений к телескопу и уже надёжно закрепил груз на рейке.
И, пожалуй, ещё один и последний случай. Не буду вас утомлять различными байками из истории наблюдений, их всё равно все не перескажешь, их-то много. А произошло следующее: «разыгрался» обычный в это время года зимний ураган. Портальный кран около башни телескопа БТА надсадно воет и свистит, а наш павильон дрожит. И мы с Алексеем сидим в этом павильоне и тоже дрожим - тепло-то всё выдувает ветер. Нагреватели не справляются, как на тонущем корабле в шторм насосы, которые откачивают забортную воду. А у нас вода кончается - ветер выдул весь снег вокруг павильона. Только осталось немного снега в яме сразу же за павильоном, но туда опасно выходить может укатить ветром человека вниз по склону. Но приходиться рисковать - не помирать же от жажды. Алексей сидел и записывал что-то в журнал наблюдений. Повернувшись ко мне, он попросил меня заварить чай. Я включил чайник и вскипятил в нем воду. Воды в чайнике оставалось немного только на два стакана. Я, не долго думая, заварил чай, как обычно я заваривал. Насыпав в стаканы сахара, я размешал его там и один стакан протянул Алексею. Он сделал один глоток, и его перекосило, как будто он проглотил ежа. Чай-то был очень крепко заварен. Он поперхнулся и закашлялся, а потом прохрипел, что я изверг рода человеческого и, вообще, маня убить мало, и ему бы хотелось, чтобы я вышел и прогулялся по свежему воздуху. А он посмотрит потом, куда меня укатило, а после этого соберёт меня по частям и отправит на Буково посылкой. Чай он этот глотал чайной ложечкой с промежутками, равными нескольким минутам. А когда ветер немного утих, он усиливался и стихал с интервалами примерно около часа, я выбежал из павильона и набрал полный чайник снега, утрамбовав его там. Таким образом, Алексей был спасён от лютой смерти в результате «недопивания». И я тоже остался жив - меня «не укатило» на Буково.
А дальше о Водородном магнитометре. Это был первый уже работающий вариант магнитометра. В нём использовался только один луч - второй осекался входной щелью спектрографа. Частью Водородного магнитометра был упоминавшийся спектрофотометр. На нём находилась выходная щель, линза Фабри и фотоэлектрический умножитель, который преобразовывал свет в электрические импульсы.
В дальнейшем на Водородном магнитометре была внедрена двулучевая схема. Эта схема позволяла использовать оба луча выходящих из электрооптического анализатора (кристалл KDP и кристалл исландского шпата). Эта схема будет описана ниже в соответствующем разделе. А пока кратко: лучи пропускаются через две специальные щели на блоке выходных щелей магнитометра и собираются конденсором состоящем из трёх линз на фотокатоде фотоэлектрического умножителя. Количество света пропускаемого магнитометром (в этом случае) увеличилось в два раза. Была заменена камера спектрографа - и общее пропускание света магнитометром возросло примерно в четыре раза. Также была изменена (упрощена) схема коллиматора и просветлена вся оптика спектрографа. Изменена конструкция и просветлена вся оптика электрооптического анализатора (включая все линзы). Магнитные поля начали измеряться по двум водородным линиям Н-бета и Н-гамма. Всё это повысило пропускание света Водородным магнитометром более чем в десять раз.
Затем была введена в схему магнитометра входная вертикальная щель перед электрооптическим анализатором (щель спектрографа располагалась горизонтально). Ведение вертикальной щели уменьшило засветку при наблюдениях белых карликов. Яркость белых карликов значительно ниже яркости Ар звёзд. Для сканирования водородных линий белых карликов был введён специальный режим работы. Сканирование - это измерение контура водородных линий. Из-за малой яркости белых карликов просканировать линию не удавалось (практически было невозможно) - поток-то фотонов небольшой. Специальный режим сканирования водородной линии белых карликов стал возможен после внедрения на Водородном магнитометре измерений четырёх параметров Стокса (об этом ниже по тексту). В световом канале Водородного магнитометра устанавливался оптический элемент для измерения Q-параметра Стокса (четверть волновая пластинка), а перед ним вводился поляроид с вертикальной поляризацией. На блоке выходных щелей магнитометра, щель для сканирования водородной линии разделялось на две части. Нижняя часть щели оставалась такой, какой и была для сканирования линии, например, одной водородной линии Н-бэта. А верхняя часть щели разделялась на две части (большие по размеру - в смысле их ширены) и располагались эти части (повторяю, верхних щелей) в области непрерывного спектра звезды. По обе стороны от нижней (сканирующей) щели с помощью, которой выполнялось построение контура водородной линии, или по-другому, сканирование. Построение контура выполнялось, конечно же, при включённом электрооптическом анализаторе. С частотой его переключений свет попадал то в две верхних щели (в непрерывном спектре) то в сканирующую нижнюю щель. А дальше обычный режим работы водородного магнитометра (смотри ниже по тексту). По-видимому, необходимое послесловие: верхние щели (в непрерывном спектре) были удалены от нижней сканирующей щели на такое расстояние, чтобы в них не попадали крылья сканируемой линии Н-бэта. Напомню, водородная линия это «провал» в непрерывном спектре звезды. Количество света при движении щели по спектру (сканировании) постепенно уменьшается почти до нуля, а потом опять повышается до величины непрерывного спектра звезды.
Водородный магнитометр был также преобразован в поляриметр - измеритель четырёх параметров Стокса (о нём слегка упоминалось - сканирование водородных линий белых карликов). Измерялись Q-параметр, U-параметр и V-параметр, то есть линейная поляризация и круговая (в общем-то, эллиптическая). Для этого использовалась специальная маска только для одного луча. Но об этом тоже ниже по тексту.
Водородный магнитометр телескопа БТА прибор достаточно сложный - непростой. В нём используется метод синхронного детектирования сигналов. Для этого свет звезды пропускается через специальный электрооптический анализатор круговой поляризации, разделяется установленной за ним призмой из исландского шпата на два луча и попадает в щель спектрографа. После спектрографа свет пропускается через систему специальных щелей и собирается линзовым конденсором на фотокатоде фотоэлектрического умножителя. Фотоэлектрическим умножителем свет преобразуется в поток электрических сигналов (импульсов). Импульсы распределяются по двум электронным каналам. Каналы управляются специальным устройством. Оно же (это устройство) управляет электрооптическим анализатором и синхронно с ним электронным переключателем каналов. Импульсы фиксируются электронными счётчиками, в которых они накапливаются. И затем, после десяти измерений, обрабатываются. Вычитаются друг из друга (второй канал из первого) и делятся на их сумму, при этом их сумма величина постоянная, а не статистическая, это необходимо для сохранения первоначальной статистики, но это уже понятия «высшего порядка» не предназначенные для простого рассмотрения. Кому интересно - могу дать ссылку: «Водородный магнитометр БТА. 1. Оценка эффективности» В. Г. Штоль. Астрофизические исследования (Известия САО), 1991, 33, 176-202. Полученная величина (разность, делённая на сумму) умножается на некий коэффициент (магнетон Бора). Вот таким образом определяется магнитное поле звезды, если только оно есть на ней. Процесс накопления импульсов контролируется. Для этого они (поток импульсов) выводятся на дисплей компьютера. После каждых десяти измерений (накоплений) производится обработка результатов этих измерений: Рассчитывается величина магнитного поля, среднеквадратическая ошибка измерений и ошибка по распределению Пуассона (корень квадратный из числа накопленных импульсов) - эти ошибки не должны сильно различаться. К тому же, контролируются сбои, это измерения, явно превышающие среднеквадратическую ошибку. Допустимость количества сбоев контролирует наблюдатель сидящий за компьютером. Кстати, это был единственный прибор на телескопе, на котором в процессе наблюдений осуществлялся полный контроль процесса наблюдений. Кстати, все программы были написаны программистом, тесно сотрудничавшим со мной Алексеем Фёдоровичем Назаренко, при разработке и внедрении на телескопе БТА Водородного магнитометра. А первые программы, когда ещё Водородный магнитометр испытывался на телескопе Цейс-600, были написаны Колей Сомовым и Наташей Каныгиной.
Почти все процессы наблюдений на Водородном магнитометре были автоматизированы, а вернее выполнялись дистанционно, в частности, измерение магнитных полей Ар звёзд. В «стакане», кабине первичного фокуса телескопа БТА, наблюдателя не было. Наблюдатель оставался только у компьютера в аппаратной. Вполне можно было убрать наблюдателя и из аппаратной, но это требовало введения полностью автоматических наблюдений на телескопе БТА, а к этому был не готов состав астрофизиков наблюдающих на телескопе. Да они никогда бы не согласились покинуть аппаратную. Они ведь наблюдая для заявителя программы «выкраивали» и для себя небольшую часть наблюдательного времени. Да к тому же наблюдая на телескопе, они получали «горные», а это тридцать процентов к зарплате. В общем, каждый изощрялся, как мог. Повторюсь: ведь уже была тогда пресловутая «демократия», всё разрушающая и уничтожающая. В общем-то, работать на телескопе становилось всё труднее и труднее, к несчастью такое было время.
Но в канун 2000 года, перед началом третьего тысячелетия, в стране было неспокойно. Ельцин просто-напросто пропивал страну. Да, наверное, и самого себя - окончательно и бесповоротно. Что посеял - то и пожал! А те люди, а люди ли, которые поставили его править страной, но не руководить (руководили то они) пока жили припеваючи, но для некоторых из них это было пока! Живут-то они в своей стае, как собаки на воле! О трудностях того времени писать не буду - они и теперь существуют. Я чувствовал, что скоро мне придётся уходить с работы, а, следовательно, и из САО. «Внизу», на нижней научной площадке я себе работу не представлял. Я был в то время ведущим инженером и к науке, астрофизике, никакого отношения формально не имел. Переучиваться мне было уже поздно, да и просто смешно! Мне уже шёл седьмой десяток лет. Работать «на горе» становилось трудно - наблюдения-то на телескопе БТА работа нелёгкая. А тем более на Водородном магнитометре. Я-то должен был находиться на нём постоянно. Наблюдать никто без меня на Водородном магнитометре не мог. Я сам организовал такую работу на нём - и винить в этом кого-либо кроме самого себя просто было невозможно и даже, в общем-то, глупо. Начинались проблемы со здоровьем, беспокоили почки - сказалось значительное перенапряжение нервной системы. Я себе подготовил приличную пенсию и поэтому уход с работы в финансовом отношении мало что менял. Тогда тем, кто работал, пенсию не платили. Это уже потом чтобы окончательно «угробить» преемственность в работе - работающим стали платить пенсию. Маразм крепчал! К тому же, был уменьшен ещё и размер самой пенсии. А это, грубо говоря, уже подлость. Но таким тогда было руководство страны, правил то Ельцин, а кто им управлял? Но об этом я уже писал и, в общем-то, слегка увлёкся. Но это необходимо для понимания того, о чем я хочу рассказать.
В связи со сказанным я договорился с Валерием Леушиным, тогда уже доктором физико-математических наук, о совместной работе по уникальным измерениям магнитных полей ярких звёзд. Расчетная точность измерений их магнитных дипольных полей должна была лежать в пределах 5 - 10 гаусс, а возможно и меньше. Таких измерений в мире вроде бы никто не проводил. Но для этого требовалось найти способ повышения пропускной способности по световому потоку Водородного магнитометра, то есть изменить схему формирователя импульсов на входе его электронной схемы, - а это было непросто. Потому что после формирователя все импульсы «привязывались» к одной частоте. А также заменить фотоумножитель EMI, нашим российским фотоумножителем ФЭУ-147. Этот тип фотоумножителей мне прислали по заявке из города Москвы. Кстати, после (описанной уже) модернизации Водородного магнитометра, то есть изменения (улучшения) его оптической схемы, и при существующей электронной схеме, максимальная звёздная величина, которую можно было наблюдать на нём, с полностью открытой входной щелью - не превышала по яркости 5 - 4 звёздных величин. Для более ярких звёзд (3 - 0 звёздных величин) щель необходимо было прикрывать. При этом максимальное магнитное поле (а это звёзды 4 - 5 величины), которое можно было получить на нём за час наблюдений - составляло 30 - 40 гаусс. И поэтому, для увеличения точности измерений требовалось изменение его электронной схемы. Такой вариант электронной схемы, но только для измерений магнитных полей в пределах 5 - 10 гаусс обсуждался мной с Алексеем Васильевичем Драбовым и вполне мог быть реализован. Для более ярких звёзд, например, Сириуса или для получения значений магнитных полей меньших 5 гаусс возможность создания такой схемы оставалась проблематичной.
С этим предложением мы с Леушиным вышли на директора САО РАН Юрия Петровича Болекова. РАН - Российская Академия Наук. И договорились с ним, что я буду дополнительно работать по контракту, а Леушин обеспечит научную часть программы. Работа началась и шла успешно, но произошло незапланированное - у Леушина предынфарктное состояние, а у меня две операции на почках. Вторая операция очень сложная - сразу на двух почках. У меня в почках обнаружили камни. Вообще-то, они у меня появлялись с 1966 года, но благополучно выходили - были маленькие. Вот так бесславно закончилось (кстати, не начинаясь) наше, то есть моё и Леушина - уникальное измерение слабых магнитных полей звёзд!
3. О способе измерения магнитных полей звёзд
Магнитные поля измеряются по спектрам звёзд. По спектральным линиям в этих спектрах. Для этого используя эффект Зеемана открытый на Земле. Эффект Зеемана заключается в том, что если вещество, например, газообразное пронизано магнитным полем то спектральные линии этого вещества расщепляются. Вместо одной спектральной линии при продольном магнитном поле (направленном на нас или же от нас) появляются две спектральных линии, а при поперечном магнитном поле три спектральных линии. Эти спектральные линии оказываются поляризованными. В случае двух спектральных линий (продольное магнитное поле) каждая из этих спектральных линий имеет круговую поляризацию. Эти поляризации в каждой из двух спектральных линий противоположные. Одна поляризация (в первой линии) «закручивается» по часовой стрелке, а вторая (во второй линии) «закручивается» против часовой стрелки. В случае же поперечного магнитного поля (в этом случае три линии) центральная спектральная линия имеет линейную поляризацию (плоскость которой, например, расположена вертикально). А боковые спектральные линии (слева и справа от центральной линии) имеют тоже линейную поляризацию (но плоскости этих поляризаций расположены в этом случае горизонтально). «Не мудрствуя лукаво» можно сделать вывод, что проще измерять продольное магнитное поле по двум спектральным линиям, чем такое же по величине магнитное поле по трём спектральным линиям. Кстати, расчёты показывают, что чувствительность метода измерений магнитного поля по двум спектральным линиям (продольное магнитное поле) в три раза чувствительнее измерений магнитного поля по трём спектральным линиям (поперечное магнитное поле).
А теперь для понимания метода измерения магнитного поля рассмотрим работу фотографического анализатора круговой поляризации, с помощью которого измеряются магнитные поля звёзд, но только по узким спектральными линиями, как правило, спектральным линиям металлов. Принцип работы анализатора круговой поляризации такой: луч света после телескопа попадает на анализатор круговой поляризации (кванты света имеют либо левостороннюю, либо правостороннюю круговые поляризации и эти поляризации равновероятны - это экспериментально установили физики). Анализатор круговой поляризации состоит из фазовой пластинки, например, тонкой слюдяной пластинки расщеплённой так, что свет, проходя ее, преобразуется из противоположных по вращению круговых поляризаций в две линейных поляризации, которые диаметрально противоположны, то есть находятся под углом 90 градусов друг к другу. Эти поляризации находятся в одном луче - пока ещё не разделённом. Если этот свет с двумя диаметральными линейными поляризациями (можно просто сказать плоскостями) направить на кристалл исландского шпата вырезанного под определённым углом то эти линейные поляризации разделятся (в пространстве) на два луча, которые попадают на спектрограф. Желательно перед спектрографом поставить четвертьволновую пластинку для преобразования линейных поляризаций в круговые поляризации. Это особенно необходимо для спектрографов с дифракционной решёткой. В итоге, на выходе из спектрографа окажутся два спектра одной и той же звезды, но в разных круговых поляризациях. При наличии продольного магнитного поля на звезде на верхней нитке спектра окажутся левые спектральные линии из расщеплённых магнитным полем дуплетов (многих спектральных линий), а на нижней нитке спектра - правые спектральные линии из этих же дуплетов. Напомню: у них противоположные круговые поляризации. Эти два спектра после спектрографа попадают на одну фотографическую пластинку и фиксируются на ней. На этой же фотографической пластинке ниже и выше двух спектров звезды фиксируются две «нитки» одного и того же спектра сравнения. С помощью двух «ниток» (одного и того же) спектра сравнения определяется взаимное смещение спектральных линий звезды на верхней «нитке» и нижней «нитке» этих спектров. Если конечно это смещение есть, а оно появляется при наличии на звезде магнитного поля. Но это уже потом, вначале же, пластинка проявляется, высушивается и отправляется на специальный измеритель. На этом измерителе и определяется величина расстояния между спектральными линиями, которые находятся на верхней и нижней «нитках» спектров - относительно двух «ниток» спектра сравнения. Это расстояние и будет определять величину продольной составляющей магнитного поля, если конечно оно есть и пронизывает атмосферу звезды. Если магнитного поля нет, то и смещения спектров нет! Необходимо напомнить, что такие измерения проводятся не по одной спектральной линии, а по множеству их - по одной линии поля не измеришь чувствительность очень низкая. У этих многих линий различная чувствительность к магнитному полю. Так что эти измерения не простые, а довольно сложные. Но это выходит за рамки сего повествования. Надеюсь, стало более или менее понятно, как измеряется поперечное магнитное поле звезды? Или нет? Если нет, то ничем помочь не могу. Как сумел, объяснил.
4. Так почему магнитометр назван водородным?
Водородный, потому что он должен работать по широким спектральным водородным линиям звёзд. В атмосферах звёзд преобладает водород - его в звёздах больше всего. Под атмосферой звезды расположена её фотосфера она более горячая относительно атмосферы. Излучение фотосферы нагревает атмосферу и кванты света, покидая ее, доходят до поверхности Земли - частично поглощаясь в земной атмосфере. Если бы не было земной атмосферы, нас бы сожгло ультрафиолетовое излучение Солнца да «неуютно» бы было от излучений с большими энергиями, например, рентгеновскими, а также от убивающего всё живое гамма излучения. Но интенсивность гамма излучения не большая и оно в основном приходит из дальнего космоса. Но кто знает, какие ещё зоны жёсткого излучения Солнце со своими планетами будет пересекать при своей линейной скорости движения 250 километров за секунду. С этой скоростью Солнце движется вокруг центра нашей Галактики - оборот вокруг, которого оно совершает примерно за 180 миллионов лет. Интересно кто ни будь из нас, доживёт до того момента, когда Солнце сделает полный оборот вокруг центра Галактики? Как вы думаете? Я, например, думаю, что человечества на Земле не будет. А вот Солнце, наверное, и почти точно - доживёт. Повторюсь ещё раз: нас людей в том виде, в каком мы сейчас существуем, на планете Земля уже не будет. Вот и «прикиньте» интересная наука астрономия? Или нет?
5. Разработка и создание спектрофотометра
Сначала был реализован спектрофотометр на базе спектрографа UAGS (Универсальный астрофизический дифракционный спектрограф) с внешней камерой - это телеобъектив МТО-1000. Телеобъектив был размещён в специальном корпусе. Этот телеобъектив (в специальном металлическом корпусе) легко и быстро ставился на спектрограф. Для установки на спектрограф на переднем фланце корпуса телеобъектива были четыре выреза (паза) под болты. Болты эти (несъемные - четыре штуки) с пластмассовыми фигурными головками (для затяжки вручную) находились на корпусе спектрографа. В этом месте (между этими болтами) было круглое отверстие в его корпусе, предназначенное для установки его штатной зеркально-линзовой камеры. Отверстие, при снятой камере, закрывалось пластмассовой крышкой (с такими же четырьмя вырезами, как на переднем фланце камеры). Крышка поворачиваясь, уходила под болты и притягивалась к корпусу спектрографа указанными четырьмя болтами с фигурными пластмассовыми головками. Установка телеобъектива МТО-1000 (как уже говорилось, находящегося в корпусе) на спектрограф UAGS производилась следующим образом:
1. Корпус телеобъектива частично опускался внутрь круглого отверстия спектрографа.
2. При этом фланец корпуса телеобъектива с пазами был повёрнут по часовой стрелке так, что пазы оказывались рядом с выкрученными до отказа фигурными болтами.
3. После этого телеобъектив поворачивался против часовой стрелки, и пазы входили под болты.
4. Затем болты закручивались вручную - фиксируя телеобъектив в спектрографе.
На корпусе для телеобъектива МТО-1000 на заднем (вернее, верхнем фланце) были такие же четыре несъёмных болта (с цилиндрическими головками и «накаткой» на них, для затяжки вручную), как и на корпусе спектрографа. С помощью этих болтов к корпусу камеры телеобъектива крепилась «подвижка» с четырьмя такими же вырезами (пазами), как на переднем фланце камеры. О «подвижке», специальном прецизионном устройстве для перемещения выходной щели спектрофотометра или в дальнейшем выходных щелей Водородного магнитометра, смотри ниже по тексту. «Подвижка» (так же, как и телеобъектив) устанавливалась слегка повёрнутой против часовой стрелки относительно болтов верхнего фланца корпуса телеобъектива. Затем «подвижка» поворачивалась по часовой стрелке, а её пазы уходили под болты верхнего фланца корпуса телеобъектива. После этого болты закручивались - и тоже вручную.
В фокусе телеобъектива на перемещаемой части «подвижки» была установлена в металлическом корпусе выходная щель, вырезающая участок исследуемого спектра (замечание: кстати, для грубого наведения на необходимый участок спектра, вместо корпуса выходной щели ставился окуляр). За щелью в том же корпусе по ходу оптического луча находилась линза Фабри, которая строила изображение звезды (в участке исследуемого спектра) на фотокатоде фотоумножителя типа ФЭУ-79. Как уже говорилось, выходная щель, и линза Фабри размещались в специальном корпусе, к которому крепился (с помощью резьбового соединения) корпус фотоумножителя ФЭУ-79 с высоковольтным делителем напряжения и предварительным усилителем.
Со временем этот усилитель был заменён усилителем с регулируемым порогом дискриминации импульсов. В одном металлическом корпусе с усилителем находился и формирователь этих импульсов (с равной стандартной амплитудой). Усилитель с дискриминатором и формирователем импульсов был разработан Алексеем Васильевичем Драбовым.
Итак, продолжим о спектрофотометре, его специальный корпус (содержащий щель, линзу Фабри и стальной стакан ФЭУ) был снабжён четырьмя такими же вырезами (пазами) на своём установочном фланце такими же точно, как и на фланце камеры, но более миниатюрными. А на перемещаемой части «подвижки» имелись четыре винта под эти пазы (вырезы). Винты эти были с цилиндрическими головками с «накаткой» для закручивания вручную. Блок, с выходной щелью, линзой Фабри и ФЭУ, устанавливался точно также на «подвижку», как камера на спектрограф и «подвижка» на камеру.
Работа по внедрению на спектрофотометре фотоумножителя ФЭУ-79 была проведена с непосредственным и основным участием Славы Дебура.
А теперь подробнее: для спектрофотометра в мастерских телескопа БТА началось изготовление специального устройства, которое позволяет с высокой точностью по стрелочному индикатору с ценой деления 10 микрометров наводить щель спектрофотометра на нужный участок спектра, - а затем сканировать его. Сканировать - это значит перемещать последовательно ФЭУ со щелью по спектру. В данном случае перемещать щель с точностью один шаг, который равен 10 микрометрам. Это устройство (о нём уже говорилось) было названо «подвижкой» - свободный, непрофессиональный сленг, довольно часто используемый в различных обсерваториях. Эта «подвижка» работала до конца эксплуатации Водородного магнитометра. В дальнейшем эта «подвижка» была автоматизирована. На «подвижке» был установлен шаговый электродвигатель, и она управлялась из аппаратной телескопа БТА дистанционно, как впрочем, и весь Водородный магнитометр. Но об этом ниже. А вначале «подвижка», а вернее то, что на ней было закреплено (щель и ФЭУ) перемещались по спектру вручную с помощью специальной рукоятки - маховичка. На этом спектрофотометре были выполнены наблюдения, которые опубликованы в печати.
Ну а теперь немного подробнее о работе с «подвижкой» да и вообще со спектрофотометром. Как уже говорилось, спектрофотометр выполнен на базе спектрографа UAGS и телеобъектива МТО-1000. Телеобъектив имеет эквивалентное фокусное расстояние один метр при физической длине приблизительно 0.2 метра. Применение этого объектива значительно сокращает размеры спектрофотометра в целом. Спектрограф компактен - фокусное расстояние его коллиматора тоже один метр. Этот спектрограф легко ставится на телескоп Цейс-600. Да, в общем-то, этот спектрограф и предназначен для этого телескопа. Напомню: диаметр главного зеркала телескопа 600 миллиметров. Спектрограф работает с набором дифракционных решёток - предназначенных непосредственно для него и выпускаемых, как и сам спектрограф той же фирмой Цейс. В основном на спектрофотометре использовалась дифракционная решётка с 1300 штрихами на миллиметр. При этом на выходной щели спектрофотометра (перед фотокатодом ФЭУ) строилось изображение спектра наблюдаемой звезды (или другого астрофизического объекта) с обратной линейной дисперсией 7 ангстрем на миллиметр.
Пояснение: 1 ангстрем = 0.0001 микрометров = 0.0000001 миллиметров. Или по-другому, 1миллиметр = 10000000 ангстремам спектра. Но это никак не связанно с дальнейшим текстом. Это только сравнение линейных метрических величин - и не более.
В нашем случае с данным спектрографом (о нём уже говорилось) в 1 миллиметре щели укладывалось только 7 ангстрем спектра. Или же в щели приблизительно 0.14 миллиметра окажется 1 ангстрем спектра. И перемещая (сканируя) щель по спектру с помощью «подвижки» с точностью 0.01 миллиметра (10 микрометров) можно довольно точно и надёжно получить характеристику спектра на участке сканирования. При этом просканированный участок спектра получается с фотоэлектрической точностью. Повторяю: ведь за линзой Фабри находился фотоумножитель ФЭУ-79. Работа со спектрофотометром позволила получить навыки и оценить возможности применения этой техники для Водородного магнитометра - сначала телескопа Цейс-600, а потом и телескопа БТА.
6. Преобразование спектрофотометра, сначала в Водородный магнитометр телескопа Цейс-600, а затем - переориентация его на телескоп БТА
А теперь вернёмся к Водородному магнитометру, который был реализован на базе спектрофотометра. Преобразование спектрофотометра в Водородный магнитометр началось с того, что перед спектрографом UAGS был установлен электрооптический анализатор. Электрооптический анализатор включал в себя управляемый высоковольтными прямоугольными импульсами кристалл KDP и пассивный (неуправляемый) кристалл исландского шпата. Это устройство с фокусирующими линзами размещалось в специальном корпусе перед щелью спектрографа. Корпус электрооптического анализатора крепился специальным фланцем к трубе телескопа Цейс-600 или в «стакане» телескопа БТА. «Стакан», это кабина первичного фокуса телескопа БТА. В кабине находился наблюдатель, и устанавливалась аппаратура для наблюдений, в частности, Водородный магнитометр. Но это уже потом, а вначале Водородный магнитометр, как говорилось раньше, довольно долго испытывался на телескопе Цейс-600. Всё это в той или иной мере описано вводной части и приведено здесь просто для напоминания.
Итак, первая конструкция электрооптического анализатора была выполнена в виде макета. То есть являлась некой моделью будущего Водородного магнитометра. Конструкция была довольно примитивной и, конечно же, ненадёжной. Но это необходимо было для быстрой замены в ней деталей. Ведь многое делалось по методу проб и ошибок, как всякое новое и ещё не известное устройство. Аналогов такого прибора не было, а существующие магнитометры для кабины телескопа БТА, по-видимому, не подходили - они были разработаны для небольших телескопов. Да и вообще Водородный магнитометр разрабатывался и создавался почти подпольно и, повторюсь, методом проб и ошибок. Кто знает, может быть, такой метод создания прибора позволил нейти неординарные решения в его конструкции. Не знаю насколько это справедливо, но такой или похожий метод создания наших советских космических кораблей (четыре тома воспоминаний конструктора Чертока) позволил создать не повторённую никем до сих пор торпеду. Но в последней фразе просматривается моя мания величия. Так что извините.
Учитывая сказанное, первую модель Водородного магнитометра, по-видимому, подробно описывать, не имеет смысла. Её давно уже нет. Да и кому это нужно? Можно лишь добавить одно: многое в ней было на капроновых ниточках и пружинках, но как не странно работало надёжно. Недаром же есть пословица: самое долговременное это временное. Но когда Водородный магнитометр переориентировался на телескоп БТА, вся временная оснастка была заменена более прочной и надёжной. Хотя сама схема Водородного магнитометра какое-то время оставалась самой примитивной, но этот период был недолгим.
Вся механическая часть Водородного магнитометра для телескопа БТА была выполнена на тщательно изготовленных «ласточкиных хвостах» - горизонтальных (перемещающихся влево и вправо) подвижках с фиксаторами положений. Фиксаторы управлялись отдельными рукоятками. Это стало очень актуальным, когда начали измерять на Водородном магнитометре четыре параметра Стокса, а так же наблюдаться белые карлики. Все необходимые для этого четвертьволновые пластины и поляроид были установлены на двух подвижках. Две четвертьволновые пластины для измерения Q-параметра и U-параметра на одной подвижке (измерение линейной поляризации - подробно описано ниже по тексту), а поляроид с одной четвертьволновой пластиной - на второй. Одна четвертьволновая пластина (находящаяся на второй подвижке) необходима для генерации круговой поляризации при проверке работы магнитометра в режиме измерения магнитных полей звёзд. А находящийся на этой же подвижке поляроид предназначен для сканирования водородных линий белых карликов. Подвижки перемещались по «ласточкиным хвостам», которые находятся внутри корпуса поляриметрической приставки. Вся необходимая оптика (пластины и поляроид) вводились вручную. Была разработана схема введения и выведения пластин и поляроида дистанционно с использованием шаговых двигателей, но реализована не была.
Перед всей этой механикой устанавливалась стандартная щель с регулируемым раскрытием губок (изготовитель - Ленинградское оптико-механическое объединение). Она вводилась и выводилась тоже с помощью горизонтальной подвижки. Эта щель находилась вертикально по отношению к щели спектрографа, которая была расположена горизонтально. Вертикальная щель была необходима для «отсечения» лишней засветки при наблюдении белых карликов, а также для надёжного сканирования (определения контура) их водородных линий. Как известно белые карлики объекты слабые. Наблюдения белых карликов (измерение их магнитных полей) тоже проводилось на Водородном магнитометре БТА. В общем-то, на Водородном магнитометре шло много наблюдательных программ. Но об этом ниже по тексту.
7. Более подробное описание принципа работы Водородного магнитометра на телескопе БТА
А теперь рассмотрим более подробно (вернее напомним) принцип работы Водородного магнитометра БТА. Если использовать для измерения магнитного поля звезды её водородные линии метод измерения магнитного поля многократно усложняется. В данном случае приходится работать в режиме синхронного детектирования. То есть, проводить измерения хотя бы в одном луче, но синхронно с переключением на кристалле KDP полярности приложенного к его обкладкам напряжения. Итак, на кристалле KDP после переднего фронта высоковольтного импульса устанавливается постоянное напряжение (вершина высоковольтного прямоугольного импульса, эти прямоугольные импульсы следуют друг за другом с частотой 260 герц). В этот момент подключается устройство, регистрирующее свет, а вместе с ним и аппаратура, преобразующая кванты света в электрические импульсы. Эти электрические импульсы регистрируются двумя счётчиками импульсов. Первым счетчиком, когда на кристалле KDP плоская вершина положительного высоковольтного импульса, а вторым счетчиком, когда на кристалле KDP плоская вершина отрицательного высоковольтного импульса. Информация, накопленная в счётчиках, обрабатывается следующим образом: содержимое второго счётчика вычитается из содержимого первого счётчика и делится на их сумму, а затем для определения величины магнитного поля умножается на некий коэффициент (магнетон Бора). Таким образом, измеряется магнитное поле звезды. Если, конечно, это магнитное поле на звезде есть. В этом случае (при наличии магнитного поля) будут две водородных линии слегка сдвинутые одна относительно другой. При отсутствии магнитного поля будет одна водородная линия. Но об этом дальше по тексту. Способ измерения магнитного поля будет подробно описан ниже.
А теперь перейдём к более подробному объяснению способа измерения магнитного поля звезд (на Водородном магнитометре телескопа БТА) и обоснованию частоты переключений кристалла KDP. Здесь необходимо напомнить, что кристалл KDP (как уже говорилось) переключался электрическими высоковольтными прямоугольными импульсами, приложенными к его обкладкам (НЭЗам). Эти обкладки, к тому же, дополнительно герметизируют кристалл KDP, но поглощают много света, потому что они металлизированы распылением. Этот кристалл должен быть защищён от паров воды в воздухе. Как уже говорилось: кристалл KDP преобразует кванты света с лево- и правовращающимися круговыми поляризациями в кванты света с диаметрально противоположными линейными поляризациями. То есть, с плоскостями поляризаций, повёрнутыми относительно друг друга на 90 градусов. Кванты света, проходя призму из исландского шпата, разделяются пространственно (разводятся) на два световых потока. Они, как уже говорилось, имеют диаметрально противоположные линейные поляризациями. Один из потоков квантов света отходящий, например, вправо в выходную щель не попадает - экранируется её губками. А второй идущий прямо (вертикально линейно поляризованный) используется для измерений - «проваливается» в выходную щель.
Начнём с наведения выходной щели магнитометра на водородную линию. Эта операция выполняется с помощью фотоэлектрического сканирования всей водородной линии выходной щелью Водородного магнитометра (при выключенном KDP). Сканирование - это последовательное перемещение щели по всей водородной линии с целью построения её контура. То есть, формы «провала» этой линии в непрерывном спектре звезды. После сканирования эта выходная щель магнитометра (находящейся в фокусе камеры спектрографа) наводится, например, на левое крыло водородной линии с помощью стрелочного индикатора «подвижки», как уже говорилось с точностью 10 микрометров (0.01 миллиметра). На перемещающейся части «подвижки» вместе со щелью (а вернее за ней) находятся: линза Фабри и фотокатод ФЭУ. После наведения щели на выбранный участок левого крыла водородной спектральной линии запускается в работу кристалл KDP.
Если на звезде есть магнитное поле, то линия слегка расщепляется, это не только незаметно на глаз, но даже с трудом поддаётся измерению. Но эти части левых крыльев (можно сказать и так - двух широких водородных линий, которые проваливаются в выходную щель) слегка смещены продольным магнитным полем звезды относительно друг друга. Эти части (одной, в общем-то, водородной линии) имеют противоположно вращающиеся круговые поляризации. Поэтому в зависимости от направления вращения квантов составляющих расщеплённую линию они будут избирательно пропускаться кристаллом KDP. Кванты с левым вращением будут пропускаться кристаллом KDP при положительном импульсе на нём, а кванты с правым вращением будут пропускаться при отрицательном импульсе на этом кристалле. А потом уже эти кванты (преобразованные с помощью ФЭУ в импульсы) будут регистрироваться в двух независимых каналах. В первом канале при положительном импульсе на кристалле KDP и во втором канале при отрицательном импульсе на кристалле KDP. То есть эти кванты селективно выбираются (а потом и регистрируются в виде импульсов) из одного или второго компонента расщеплённой магнитным полем звезды водородной линии. А так как компоненты линий смещены относительно друг друга то количество квантов зарегистрированных от каждой из них будет различным - площади частей двух водородных линий попадающих в щель различны по величине, то есть они слегка сдвинуты относительно друг друга магнитным полем. Откуда следует, что поток квантов, регистрируемый ФЭУ, стоящим за выходной щелью Водородного магнитометра будет не одинаков для одной и второй частей крыльев водородной линии вырезаемой выходной щелью. Две части линии это одна линия, расщеплённая магнитным полем. Итак, импульсы, приходящие с ФЭУ «разбрасывается» по двум каналам синхронно с переключением полярности прямоугольных импульсов управляющих кристаллом KDP. Далее следует: накопление импульсов постепенно из статистических разбросов начинает всё более надёжно выделять разность, связанную с величиной магнитного поля звезды - всё это из общего числа зарегистрированных импульсов. В данном случае имеется в виду разность импульсов в двух каналах. Повторюсь: в первый канал попадают импульсы с ФЭУ, когда на кристалле KDP положительный прямоугольный импульс, а во второй канал, когда на кристалле KDP отрицательный прямоугольный импульс. Эти высоковольтные импульсы подаются на кристалл KDP, как уже говорилось раньше с частотой 260 герц. Для телескопа с диаметром зеркала 600 миллиметров частота переключений кристалла KDP должна быть близка к 200 герцам. Мы же подавали на кристалл KDP прямоугольные импульсы с частотой 260 герц и производили в это время синхронное детектирование сигнала, то есть фиксировали информацию только тогда, когда на кристалл KDP подавался положительный или отрицательный прямоугольный высоковольтный электрический импульс. В таком режиме (как говорилось ранее) мы и работали, то есть информация синхронно с переключениями кристалла KDP (сначала положительный импульс потом отрицательный) записывалась в два канала. Если на кристалле KDP был положительный импульс, то в первый канал. Если же на кристалле KDP отрицательный импульс, то во второй канал. Информация запоминалась в каналах (то есть, в электронных счётчиках), а затем информация из второго канала вычиталась из информации первого канала и делилась на их сумму, но без учета разбросов статистики (то есть, образно говоря на целые постоянные числа) - это необходимо для сохранения «неискажённой статистики». Смотри ссылку: «Водородный магнитометр БТА. 1. Оценка эффективности» В. Г. Штоль. Астрофизические исследования (Известия САО), 1991, 33, 176-202. Полученный результат вычитания и умножался на некий коэффициент (магнетон Бора) в результате получалось магнитное поле - если оно было на звезде. Далее более подробно об этих измерениях. При измерениях магнитного поля с такой частотой переключения каналов 260 герц, эти измерения «выводились» за пределы атмосферных флуктуаций, которые гораздо медленней 260 герц. Кроме того, всякие мешающие факторы: изменение питающего напряжения, изменения температуры и давления и многое другое происходит плавно. За это время (при частоте 260 герц) проводятся серии относительных измерений накапливаемых в двух цифровых каналах (счётчиках) и затем обрабатываются. Такие изменения (в нашем случае не мешающие измерениям) происходят за секунды - в крайнем случае, за десятые доли секунды. Был такой случай: ростовские монтажники, работавшие на телескопе, взяли на ночь срочную «левую» работу по ремонту автомашины и, включив электросварку, начали работать. А Водородный магнитометр в «стакане» телескопа БТА сразу же перестал работать, нарушилась статистика поступающих и высвечивающихся на дисплее сигналов. Вообще-то, Водородный магнитометр был единственным астрофизическим прибором на телескопе БТА, на котором в процессе наблюдений контролировалась статистика поступающих на его вход сигналов. Были и другие способы контроля работы магнитометра в процессе наблюдений, которые мало кто понимал, а поэтому я о них умалчивал и говорил о них в критических случаях, когда было остро необходимо. Я, например, знал такой метод, которым пользовались некоторые научные сотрудники - довести обсуждения до такого состояния разными малопонятными, а зачастую и ложными теоретическими измышлениями, что «вместе с водой выплёскивался и младенец».
А теперь более подробно (для лучшего понимания) о методе измерения магнитных полей на Водородном магнитометре. Начнём с наведения на звезду. На спектрографе UAGS есть устройство подсмотра звезды на его входной щели. Губки щели зеркальные. И когда звезда появляется на этих губках (после наведения телескопа на эту звезду) то она, как правило, являясь достаточно яркой, освещает всё поле подсмотра, то есть его зеркальные губки с тёмной полосой. Тёмная полоса это входная щель спектрографа. Но на зеркальных губках щели, вообще-то, появляется не одна звезда, а её два изображения. А два изображения звезды появляются, потому что свет, от звезды проходя кристалл KDP и призму из полевого исландского шпата, разводится этой призмой на два луча (но об этом уже говорилось). В поле подсмотра иногда появляется одно изображение звезды, которое может оказаться почти в центре зеркальных губок щели. В этом случае нужно вывести в поле подсмотра второе изображение, находящееся вне поля. А это делается с помощью пульта управления телескопом БТА. Этот пульт управления находится в кабине у наблюдателя. С помощью этого пульта первое изображение звезды двигается наблюдателем вдоль щели пока на зеркальных губках щели, не появится второе изображение звезды. После этого правое изображение наблюдатель «проваливает» в щель - в центр этой щели, при этом второе левое изображение «автоматически» окажется вне щели. Эти операции выполняет наблюдатель в «стакане» телескопа БТА. Некоторое пояснение: в первом варианте Водородного магнитометра на телескопе БТА для измерений магнитного поля использовался один прямой (никуда не отклоняемый) луч света. Второй луч света после призмы из исландского полевого шпата в измерениях не участвовал. Итак, этот первый луч света, проходя спектрограф, строит «нитку» спектра звезды на (одной) выходной щели Водородного магнитометра - однолучевой вариант магнитометра. Эта выходная щель Водородного магнитометра телескопа БТА расположена перпендикулярно спектру. Измерения в этом случае велись по одной спектральной линии Н-бэта. На индикаторе «подвижки» на его маленькой шкале отсчитывающей миллиметры, стрелка устанавливалась на деление 5, что соответствовало 5 миллиметрам. В этом случае (и обязательно) большая основная стрелка индикатора, отсчитывающая сотые доли миллиметра должна быть доведена до нулевого отсчёта - весь линейный диапазон индикатора составлял 10 миллиметров. 5 миллиметров это центр водородной линии Н-бэта - так выставлена дифракционная решетка спектрографа. После этого сканируется водородная линия. То есть строиться её контур. А построение контура водородной линии звезды выполняется с помощью перемещения выходной щели магнитометра. За этой выходной щелью находятся в одном блоке линза Фабри и ФЭУ (фотоэлектрический умножитель). Все эти устройства размещены на перемещаемой части «подвижки» передвигаемой специальным винтовым устройством, приводимым в движение поворотом рукоятки - маховичка. Моховичёк поворачивается наблюдателем в кабине телескопа БТА. Перемещение подвижки фиксируется на индикаторе. Эти фиксируемые на индикаторе отсчёты передаются наблюдателем из кабины первичного фокуса телескопа БТА в аппаратную по микрофону. Находящийся в аппаратной второй наблюдатель записывает их. А под ними записывает количество импульсов, высвечиваемое на компьютере, и соответствующее отсчётам на индикаторе, переданным наблюдателем из кабины телескопа БТА. По этим отсчётам на индикаторе, и соответствующему им количеству импульсов на дисплее компьютера, строится контур водородной линии Н-бэта. При этом ширина выходной щели не должна быть меньше 0.1 миллиметра. После того как получен контур водородной линии, щель устанавливается в центр левого крыла этой линии - ширина щели в этом случае не должна быть больше трети ширины этого крыла, но это определяет сам наблюдатель. Итак, водородная линия Н-бэта просканирована, и выходная щель Водородного магнитометра установлена в центр левого крыла этой линии. А теперь перейдём к измерениям магнитного поля звезды. Если на звезде магнитного поля нет, то на выходной щели Водородного магнитометра будет часть одного левого крыла водородной линии. Эта часть крыла водородной линии «вырезана» выходной щелью, которая установлена в центре левого крыла - этой водородной линии. Примечание: на рисунке эта щель будет вертикальной. В этом случае независимо от работы поляриметрического анализатора (кристалл KDP и призма исландского шпата) водородная линия, как и была одной так одной и останется на выходной щели Водородного магнитометра. Поэтому количество регистрируемых импульсов счётчиками первого и второго каналов Водородного магнитометра будет одинаково, разность же их будет равна нулю. А, следовательно, равно нулю будет и магнитное поле на звезде. Но это с точностью до статистики, определяющей разброс импульсов. А теперь представим себе, что на звезде неимоверно большое магнитное поле, направленное на нас и пронизывающее атмосферу звезды. Такого магнитного поля в природе не бывает, но у нас есть! Введём ещё и такое отступление от природы: водородная линия имеет контур в виде треугольника - то есть «провал» в непрерывном спектре звезды треугольный. Вершина треугольника опущена вниз и на левой стороне его в центре этой стороны - щель. Щель расположена вертикально, и её ширина перекрывает часть стороны треугольника. Но это в случае отсутствия магнитного поля на звезде. Но у нас-то большое, огромное поле на звезде! В результате на щели появится два треугольника смещённых вправо и влево от треугольника, который исчез. То есть вместо одной водородной линии появятся две водородные линии. И эти водородные линии будут смещены влево и вправо от места центральной уже несуществующей водородной линии. И смещение этих линий будет заметно «на глаз», например, на двадцать процентов их полуширины. К тому же, эти линии будут иметь круговые поляризации, направленные в противоположные стороны. Об этом уже говорилось - и говорилось не один раз. А теперь гипотетически расположим глаз за выходной щелью магнитометра. И будем переключать кристалл KDP и «переключатель» электронных каналов с частотой 1 герц, то есть раз в секунду. В этом случае мы увидим, что части линий проваливающихся в выходную щель будут «прыгать» раз в секунду. То есть, когда в выходную щель попадает часть света левой линии, то щель освещена большим количеством света. Потому что линия будет находиться на щели и, соответственно, площадь её больше. А когда в выходную щель будет попадать часть правой линии, то щель освещена меньшим количеством света - линия находиться почти вне щели и площадь её меньше. В щель-то проваливается то одна, то вторая линия. Повторюсь ещё раз: они-то имеют противоположные круговые поляризации. Одна линия с левовращающейся поляризацией, а другая линия с правовращающейся поляризацией. А теперь восстановим нормальную работу схемы - уберём гипотетические введения. Уберём глаз из-за щели и восстановим частоту переключений кристалла KDP - 260 герц. Но огромное, нереальное магнитное поле на звезде оставим! А теперь рассмотрим работу схемы. Когда на кристалле KDP плоская вершина положительного высоковольтного импульса (управляющего кристаллом KDP) этот кристалл пропускает кванты света с левовращающейся круговой поляризацией, а когда на кристалле KDP плоская вершина отрицательного высоковольтного импульса - кристалл пропускает кванты света с правовращающейся круговой поляризацией. Поэтому-то, на выходной щели Водородного магнитометра появляются части водородных линий с разными круговыми поляризациями, которые пропускаются выходной щелью синхронно с переключающими кристалл KDP высоковольтными импульсами. А кванты света, преобразованные ФЭУ в поток импульсов синхронно с переключением кристалла KDP «разбрасываются» по двум каналам - электронным счётчикам. Так как за выходной щелью Водородного магнитометра разные по величине потоки света при переключении кристалла KDP, то и в каждом из двух каналов (счётчиков) Водородного магнитометра будет разное количество импульсов. А это, при вычитании количества импульсов в каналах друг из друга и делении результата вычитания на сумму количества импульсов в двух каналах, даст неимоверно большое, громадное магнитное поле вообще не существующее в природе - исключая какие-то сверхзвёздные процессы!
В то время со мной начал сотрудничать инженер-механик Викульев (в большей степени) и в меньшей степени тоже инженер Кунгуров. Оба инженера из службы эксплуатации телескопа БТА. Я их включал в рацпредложения, а Николая Викульева и в статьи, если была возможность, и договаривался с их руководителями о сотрудничестве с ними при создании и отладке спектрофотометра. А с Николаем Викульевым и потом - в работе с Водородным магнитометром. Викульев работал со мной до конца «жизни» Водородного магнитометра.
При изготовлении «подвижки» и других механических устройств спектрофотометра, а потом и Водородного магнитометра со мной сотрудничала почти вся механическая мастерская находящаяся тогда в башне телескопа БТА. А потом большую часть сотрудников механической мастерской перевели на нижнюю площадку САО - в посёлке Нижний Архыз. Кроме сотрудников механической мастерской со мной сотрудничали программисты, как я уже говорил, в частности Алексей Фёдорович Назаренко и Алексей Павлинов. Но с Павлиновым произошёл неприятный, но вполне закономерный случай. И меня это характеризует с не лучшей стороны. Он был очень способный программист и не плохой математик, но далеко не астрофизик, а начал сотрудничать с Андреем Фабриковым. Я ему несколько раз напоминал о том, что он не астрофизик, но он не внял моим предупреждениям. Уже не помню, но, кажется, он даже перешёл к Фабрикову в группу и соответственно потерял место программиста. Что произошло с Павлиновым потом, я не знаю, вернее не помню - он просто перестал меня интересовать. Возможно, это с моей стороны и грубо, но к несчастью это так. Мне было не до него. Потом Павлинов куда-то исчез - возможно, даже обидевшись не меня, так ли это я не знаю. Он даже не оставил мне листинги программ, но они мне, в общем-то, были и не нужны. Я вполне обходился и без них. Но ссылаться на написанные им программы, конечно же, не мог - листингов-то не было. Да и вообще на Водородный магнитометр не было никакой документации - это, конечно же, характеризует меня не с лучшей стороны. Но это действительно было так - и только так! Но о причинах этого явления я, кажется, уже писал. Возможно, это отрицательные черты моего характера. И, ещё раз повторюсь, они характеризует меня с не лучшей стороны. Но с другой стороны - при моей «загрузке» работой мне некогда было думать о людях, которые пытаются «сидеть сразу на двух стульях».
Неофициальное внедрение этого прибора на БТА имело свои отрицательные, но в большей степени всё-таки положительные последствия. Отрицательные последствия, в основном касались лично меня, но это вряд ли кого-то может заинтересовать. Другими словами: я не сделал карьеры, но я выбрал сознательно такой путь и не жалею об этом. Мне по жизни эта карьера просто была не нужна. К тому же я начал в основном интуитивно замечать, что есть силы в стране, которые делали всё от них зависящее, чтобы дискредитировать работу телескопа. Например, не допустить строительство средних и малых телескопов поддерживающих работу этого (тогда) гиганта телескопа БТА. Оставить телескоп БТА в одиночестве это всё равно, что «распилить» уникальное его зеркало на части. И этим силам к несчастью такую «нелепость» удалось претворить в жизнь. Вообще-то, история телескопа отдельная большая тема. Но сказанное только моё мнение - не исключено, что это и не так. А тогда как?
К примеру, уже в бытность директорства Панарина САО лишилось тридцатипроцентной «квоты» наблюдательного времени для сотрудников БТА. Это наблюдательное время предназначалось для решения астрофизических задач поставленных непосредственно в САО ведущими её астрофизиками. Так предполагалось в начале, когда считалось, что в обсерватории таковые будут. К тому времени, когда директором стал Панарин, таких сотрудников в обсерватории почти уже не было, а если и были, то они были лишены такой возможности. А именно, ставить на телескопе БТА свои задачи, не утверждённые на КТШТ, они не могли. КТШТ - комитет по тематике шестиметрового телескопа. В него входили все ведущие астрофизики сначала Советского Союза, а потом и СНГ - содружество независимых государств. Да не это главное…, а главное то, что как токовой обсерватории не было, а был только один большой самый крупный в мире шестиметровый телескоп, возвышавшийся над остальными телескопами всего мира и шатавшийся «от любого дуновения ветра», как «неприкаянная» дельта-функция. Но это небольшое отступление от главной темы. Поэтому вернёмся к основной теме повествования. Итак, на одном учёном совете, конечно же, с «подачи» Панарина возникла склока между сотрудниками при распределении наблюдательного времени между ними. Панарин волею директора, а это он умел, прервал учёный совет и отказался от этой квоты. Скорее всего, такое распоряжение ему было дано «сверху». А с какого верху? Откуда? Это неизвестно и по сей день. А может быть, такого распоряжения и не было. А почему он так поступил. Никто кроме него этого не знает. И, вообще, в его деятельности в бытность его директором непонятного много.
А положительные последствия внедрения Водородного магнитометра на телескопе БТА заключались в том, что Водородный магнитометр всецело оставался в моих руках, из которых его «выцарапать» было практически невозможно. На него почти не было ни какой документации - и потому на нём никто не мог полноценно работать без моего участия. Мне пришлось затратить много усилий на организацию такого вида работ: это улучшения, и часто принципиальные, вносимые в схему Водородного магнитометра. Я его постоянно модернизировал и улучшал. И это было необходимо для решения принципиально новых наблюдательных задач приходящих со временем. С моей точки зрения это было оправдано. Может быть, поэтому он проработал в первичном фокусе телескопа БТА семнадцать лет и вместе со мной «ушёл на пенсию». В общем-то, в то время начала разваливаться обсерватория (если её так можно назвать) да и страна тоже она была тогда уже не Советским Союзом, а падающей в пропасть Россией. И это падение организовали в основном Гайдар и Чубайс с Ельциным. Но это те, кто был «на виду», а о тех кто «в тени» я, пожалуй, умолчу. Ведь рассказ не о них, а о Водородном магнитометре телескопа БТА.
По-видимому, ко всему прочему надо добавить следующее:
Во-первых, Водородный магнитометр занимал по количеству наблюдательных ночей второе место после сканера БТА. Сканер работал не в «стакане» а на балконе в фокусе Нейсмита. И это при постоянной борьбе за наблюдательное время в «стакане» первичного фокуса БТА. И в борьбе не с кем ни будь, а с самим Панариным Сергеем Леонтьевичем. Он был в то время директором САО. Попробовал бы кто ни будь «потягаться» с ним. Я бы с удовольствием посмотрел на того человека, и что бы от него осталось после такого прессинга. Но это так просто сказано. И возможно некстати, а потому извините.
Во-вторых, на нём (магнитометре) ставились постоянно новые задачи, и поэтому его приходилось периодически модернизировать, но об этом я уже говорил и ещё скажу позже. И, не исключено, что именно потому он был хорошо известен в мире - хотя, как всегда (и это касается только лично меня и моей работы) «нет пророков в своём отечестве». Но ведь я сам этого добивался. И добился даже того, чего не хотел - ушёл из САО. И не по собственному желанию, а в связи с болезнью почек. По-видимому, сказалось перенапряжение организма. А сложностей было много и разных. К примеру, возникли сложности с управлением жилищным хозяйством в посёлке - в итоге мне пришлось вмешаться в чуждую мне деятельность: организовать, в общем-то, видимость создания жилищного кооператива посёлка. Это значительно уменьшило алчность руководителя ЖКХ, кстати, женского пола - в руководстве ЖКХ тогда уже были только женщины. А сейчас и в руководстве САО уже большинство женщин, к чему бы это? По-поводу этого можно, по-видимому, сказать несколько слов, а проще…, привести куплет из песни Владимира Семёновича Высотского, слегка преобразованной:
Почему всё не так вроде всё, как всегда.
Тоже небо опять голубое.
Тоже лес, тот же воздух и та же вода,
Но в душе в глубине - нет покоя.
Этот отрывок песни, по-видимому, определяет состояние женщин «взваливших» на себя ответственность руководителей. Женщины, скорее всего, просто генетически не способны заменить мужчин, а тем более на руководящих постах, во всяком случае, пока они остаются продолжателями (матерями) человеческого рода. А, вообще-то, благодаря женщинам воспроизводится потомство - человеческий мир высокоразвитых животных. А это очень сложный и ответственный процесс и его пока ни чем невозможно заменить. Это могут осуществлять только женщины. Возможно это не так, - а тогда как? Но жилищный кооператив всё-таки остался в посёлке. Этот кооператив «подхватил» один из сотрудников САО Виткинский, кстати, он его и предлагал, до моего вмешательства в это дело. Он существует, возможно, и сейчас с подставными лицами «тлеет, но не греет», некая аналогия косвенного управления миром международными финансистами и олигархами. Возникали и другие сложности и в частности с проведением наблюдений на БТА. Я чувствовал, что работать с Водородным магнитометром «на горе» уже не могу, начались сильные не проходящие боли в почках. А, в результате, как я уже писал - две операции. Меня хотели оставить на работе «в низу» в поселке, несмотря на перенесённые мной операции, но я всё-таки ушёл из САО. Интуитивно понимая, что в САО работать больше нельзя. Ведь в стране всё делалось её руководством в последние годы существования социалистической системы, а тем более после её краха, чтобы нейтрализовать все её достижения и, конечно же, в первую очередь в науке. Сейчас, во времена нашего феодального капитализма это видно уже невооружённым глазом. Но тогда это можно было только предвидеть - и не больше. Да и по возрасту я был уже далеко не мальчик - мне уже шёл седьмой десяток лет. К тому же, я не был астрофизиком и это главное. Обсерватория-то астрофизическая. Да и каким я мог стать астрофизиком, поступив на работу в САО, в тридцать пять лет? Только, образно говоря, мальчиком на побегушках.
8. Постоянная модернизация Водородного магнитометра БТА, которая была необходима для постановки на нём новых наблюдательных задач
Но вернёмся к Водородному магнитометру. Как я уже говорил, модернизация Водородного магнитометра проводилась постоянно до самого конца его работы на телескопе БТА.
В частности, было внесено принципиальное изменение в его схему. Начал использоваться второй луч, отсекаемый выходной щелью. И эти оба луча выводились на один ФЭУ (фотоумножитель). Это значительно повышало надёжность и точность измерений, то есть в два раза увеличило световой поток попадающий на ФЭУ.
Возможно, это было изобретением, но я уже был «сыт по горло» оформлением этих изобретений. Они ведь ничего не дают для науки и нужны были только мне, а это опять-таки мой собственный личный престиж. Мне же этот престиж был не нужен. А для их оформления необходима затрата значительного количества времени. К тому же, такие изобретения в науке не приносят тому, кто их оформляет, никаких личных материальны выгод, но это так к слову сказано и, наверное, некстати.
А теперь немного об истории этого «изобретения». Мне нужно было ехать в командировку. Ночью перед командировкой у меня очень сильно разболелся зуб. Я принял таблетку пенталгина и сел в автобус. Боль постепенно затихла, и я уснул. Как не странно во сне я увидел схему разведения лучей и сборку их на один ФЭУ. По-видимому, эта схема у меня в подсознании сформировалась давно, а зубная боль и пенталгин вывели её в сознание. Такие случаи у меня бывали и раньше в бытность моей работы в «наладке». Кстати, мне Георгий Чунтонов сделал комплимент. Он сказал - такое решение проблемы с пространственным разведением лучей похоже на общую теорию относительности Эйнштейна о кривизне пространства. Но у Эйнштейна его предложение, как и всё в астрофизике ещё проблематично, а у тебя оно работает и без проверки - заявил мне Георгий. Удивительно, что Чунтонову потребовалось несколько минут, чтобы понять суть моего предложения. Жоре же Алексееву где-то около часа. А большинство сотрудников САО, с которыми я пытался обсудить свой вариант преобразования Водородного магнитометра, вообще ничего не поняло - им это было просто неинтересно.
Так вот, как смогу попытаюсь объяснить введение в схему второго луча, как уже говорилось ранее отсекаемого выходной щелью. Этот второй луч выбирался из второго правого крыла водородной линии. С первым лучом левого крыла мы до этого уже работали. Была применена система двух щелей смещённых (на выходе спектрографа UAGS) на расстояние равное разведению лучей призмой из исландского шпата. Призма была составная состоящая из двух частей вторая часть призмы равная по длине первой части повёрнута на 90 градусов относительно первой. Этим поворотом второй части призмы обеспечивалось симметричное разведение лучей света проходящих через призму. А щели размещались так, чтобы в них проваливались выбранные участки левого и правого крыльев водородной линии используемой для измерения магнитного поля. Повторюсь для лучшего понимания: расстояние, на которое смещались щели, было постоянным, равным величине расщепления лучей призмой из исландского шпата. А разнесение щелей зависело от ширины используемой водородной линии, поэтому для каждого класса звезд изготовлялась своя щелевая маска. То есть, щели находились на металлическом (стальном) шлифованном прямоугольном корпусе - пластине. Изготовление щелей сложный технологический процесс. Подробно я его описывать не буду. Замечу только: для изготовления щелей в корпусе маски сверлились отверстия, на которые под микроскопом наклеивались кусочки металлических лезвий от безопасной битвы. Как правило, использовались лезвия «Нева».
Здесь следует заметить, что изображения звёзд на входной щели спектрографа находятся в горизонтальной плоскости. А на выходе спектрографа спектр одного изображения пропускаемого выходной щелью условно для более простого представления (вернее понимания) расположен в вертикальной плоскости, - но это для однолучевой схемы. А для двулучевой схемы условно для более простой ориентировки повернём спектры на 90 градусов и представим их расположенными горизонтально, так же как и изображения на входной щели. Но в этом случае спектры (их то теперь два) расположены друг над другом, а расстояние между ними равно величине их разведения призмой из исландского полевого шпата. Это расстояние всегда неизменно - об этом уже много раз говорилось.
А теперь (для интересующихся, то есть любознательных читателей), как сумею, приведу более подробное описание устройства и принципа работы двулучевой схемы Водородного магнитометра БТА. Начну с описания элементарного устройства Водородного магнитометра (искусственно, специально упрощённого для лучшего понимания). По ходу луча света от звезды отражённого главным зеркалом телескопа БТА находится первый элемент схемы, управляемая прямоугольными разно-полярными высоковольтными импульсами четвертьволновая пластинка - кристалл KDP. Следом по ходу луча за управляемой четвертьволновой пластинкой размещена призма из исландского полевого шпата, которая разделяет входящий в неё луч на два луча: обыкновенный и необыкновенный. А уже после призмы эти лучи попадают в спектрограф UAGS. На выходе спектрографа появляются два спектра. Один верхний это преобразованный в спектр обыкновенный луч выходящий из призмы. А второй нижний это необыкновенный луч также выходящий из призмы и тоже преобразованный в спектр. Поворотом дифракционной решётки и перемещением «подвижки» по отсчётам стрелочного индикатора (показывающим положения «подвижки») спектральная линия Н-бэта, которая находится в двух спектрах, нижнем и верхнем на выходе спектрографа, вводится в две щели. Эти щели установлены так, что в одну из них попадает левое крыло спектральной линии Н-бэта, которое находится в верхнем спектре, а во вторую щель правое крыло этой же спектральной линии, которое находится в нижнем спектре. Смещение спектров по высоте (разведение их призмой из исландского полевого шпата) величина постоянная. Обе щели смещены относительно друг дуга по высоте (повторю, это величина постоянная), а по ширине щели смещены так, чтобы в каждую из них попадал либо центр левого крыла, либо центр правого крыла водородной линии Н-бэта. Оговорюсь: для каждого спектрального класса звёзд были изготовлены свои индивидуальные маски, на которых размещались щели. Применение метода измерения магнитных полей звёзд с помощью двулучевой схемы резко повысило надёжность и точность их определения. В частности, компенсировалась поляризация в спектрах - ведь оба луча собирались на один ФЭУ. На выходе двух щелей находящихся за спектрографом свет собирался конденсором, состоящим из трёх линз, и попадал потом на фотоэлектронный умножитель. После фотоэлектронного умножителя уже электронные импульсы «разбрасывались» по двум каналам синхронно с переключением полярности прямоугольных высоковольтных импульсов управляющих кристаллом KDP. Но этот процесс и уже не раз подробно описан. А теперь перейдём к методу измерений магнитных полей с помощью двулучевой схемы. Будем измерять громадное нереальное не существующее на известных нам звёздах магнитное поле. К тому же, для упрощения примем контур водородной линии треугольным. При таких условиях «расщепление» водородной линии вызванное гигантским магнитным полем будет заметно «на глаз». А теперь вернёмся к упрощённой нами схеме Водородного магнитометра. Рассмотрим поведение двух спектров звезды на выходе спектрографа. Рассматриваются спектры (верхний и нижний) в районе линии Н-бэта с наведёнными на них щелями двулучевой схемы. В верхнем спектре в левом крыле линии Н-бэта находится первая щель, а в нижнем спектре в правом крыле этой линии находится вторая щель. Это основной, главный момент повествования - две щели разнесены по двум спектрам (верхнему и нижнему) и находятся соответственно в левом крыле линии Н-бэта одна щель и в правом крыле линии Н-бэта вторая щель. Напомним: щели расположены в центре крыльев водородной линии, когда на звезде отсутствует магнитное поле. А теперь «сгенерируем» на звезде (как говорилось выше) гипотетически большое магнитное поле! Под воздействием такого магнитного поля водородная линия расщепится на две компоненты левую и правую сигма-компоненты, повторю, это расщепление линии будет заметно «на глаз». Водородная спектральная линия Н-бэта преобразуется в две спектральные линии, сдвинутые влево и вправо от центра уже бывшей (исчезнувшей линии, существовавшей раньше до появления магнитного поля) этой же водородной спектральной линии. А теперь вернёмся к упрощённой оптической схеме Водородного магнитометра, на которой (как мы должны помнить) находятся: 1. Управляемая высоковольтными импульсами четвертьволновая пластинка. 2. Призма из исландского полевого шпата. 3. Спектрограф. И на выходе спектрографа два спектра. На верхнем и нижнем спектре находятся компоненты водородной спектральной линии Н-бэта (сдвинутые влево и вправо относительно друг друга). Повторю: левый компонент линии Н-бэта присутствуют в верхнем спектра, а в нижнем спектре присутствует правый компонент этой же линии Н-бэта. При положительном управляющем импульсе на кристалле KDP в верхнем спектре появляется левая компонента, сдвинутая влево громадным магнитным полем звезды - кристаллом KDP при положительном импульсе на нём пропускается в верхний спектр только одна левая компонента. Ядро линии (опущенного вниз вершиной треугольника) будет находиться левее нейтральной линии - нейтральная линия это положение вершины треугольника при отсутствии магнитного поля звезды. А в нижнем спектре при положительном управляющем импульсе на кристалле KDP ядро этой линии будет сдвинуто громадным магнитным полем вправо относительно нейтральной линии. Повторю: левая компонента линии Н-бэта находится в верхнем спектре, а правая компонента линии Н-бэта - в нижнем спектре. Откуда следует, что в щели будет попадать меньший поток света по сравнению с потоком света попадающего в щели при отсутствии магнитного поля звезды. Ведь в верхнем спектре левая компонента линии Н-бэта будет сдвинута влево, а в нижнем спектре ее (правя) компонента будет сдвинута вправо. То есть световой поток, попадающий на фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) будет меньше. Напомню: каждая из щелей находится на своём верхнем или нижнем спектре. Левая щель на верхнем спектре, а правая щель - на нижнем. При смене полярности импульса управляющего кристаллом KDP и при том же громадном магнитном поле, положение треугольников то есть линий измениться так, что вершина треугольника в верхнем спектре уйдёт вправо, а в нижнем спектре влево. То есть положение вершин треугольников как бы поменяются местами, а щели-то останутся на тех местах, на которых они и были, а, следовательно, в щели будет попадать больший световой поток по сравнению со световым потоком, попадающим в щели от треугольников (линий) при отсутствии магнитного поля на звезде. То есть световой поток, попадающий на фотокатод фотоэлектронного умножителя, будет больше. Не знаю, сумел ли я достаточно подробно и понятно описать процесс измерения магнитного поля с помощью двулучевой схемы Водородного магнитометра. В этом я далеко не уверен, по-видимому, думаю, что не сумел. А посему, если захотите, попробуйте сами начертить на бумаге всё написанное в тексте - о положениях треугольных линий в обеих щелях двулучевой схемы при положительном и отрицательном импульсе на кристалле KDP. Но не забывайте, что компоненты линии Н-бэта разнесены по верхнему и нижнему спектрам - левый компонент линии находится на верхнем спектре, а правый компонент линии на нижнем спектре. При смене полярности импульса на кристалле KDP расщеплённые магнитным полем звезды компоненты линии Н-бэта меняются местами. Левый компонент линии Н-бэта становится правым компонентом, а правый компонент - левым. Возможно, нелишним будет и такое примечание: кристаллом KDP положительная сигма-компонента преобразуется в вертикальную линейную поляризацию, а отрицательная сигма-компонента в горизонтальную линейную поляризацию и эти линейные поляризации расщепляются призмой из исландского полевого шпата и разносятся в пространстве, а при выходе из призмы идут параллельными лучами. А затем эти бывшие сигмы-компоненты, преобразованные в линейные поляризации, становятся верхним и нижним спектрами на выходе спектрографа. Вот таким образом разделяются, разносятся по верхнему и нижнему спектрам сигмы-компоненты спектральной линии Н-бэта, которая расщепляется на эти сигмы-компоненты магнитным полем звезды. Но это не более чем напоминание.
Следующим этапом в модернизации Водородного магнитометра была замена камеры с телеобъективом МТО-1000 камерой, с просветлённой линзовой оптикой состоящей из линзового триплета, что примерно в два раза повысило общее пропускание светового потока магнитометра и позволило работать по двум водородным линиям Н-бета и Н-гамма. Фокусное расстояние линзовой камеры 500 миллиметров. Линзовый триплет перемещался в корпусе камеры специальным устройством. Это было необходимо для фокусировки камеры. Применение этой камеры (с линзовым триплетом) увеличило габариты магнитометра, но повысило пропускание светового потока магнитометром. А общее увеличение (пропускание) светового потока Водородным магнитометром было повышено почти в шесть раз и явилось результатом того что: линзовая камера (просветлённая) прозрачнее телеобъектива МТО-1000 примерно в два раза. К тому же, используется оба луча после призмы из исландского шпата. Да и измерение магнитного поля (как уже говорилось) проводится по двум водородным линиям Н-бета и Н-гамма.
В связи с переходом к двулучевой схеме был заменено старое устройство с выходной щелью и линзой Фабри. Для этого в механической мастерской САО был изготовлен специальный блок для выходных сменных щелей. Он был с выдвигающейся кареткой, в которую вставлялись корпуса щелей. Подробную конструкцию блока выходных щелей я описывать не буду, замечу только, что этот блок разрабатывался мной в течение нескольких месяцев напряжённой конструкторской работы и изготавливался всей механической мастерской около года и тоже с достаточно напряжённой работой. Необходима была высокая точность изготовления деталей блока. Почти все детали блока были шлифованными. Частично (в частности, для изготовления каретки) использовались детали прецизионного самописца. Эти детали в самописце перемещались на миниатюрных шариковых подшипниках по цилиндрическим направляющим, эти направляющие (из самописца) тоже использовались в блоке выходных щелей.
Для увеличения точности и надёжности измерений магнитного поля звезды после каждых десяти измерений выводимых на экран дисплея программно менялась их «полярность». Следующим десяти измерениям присваивался знак минус. А для этого каретка, в которой находился корпус выходных щелей, перемещалась внутри корпуса блока из нижнего крайнего положения в близкое к нему среднее. И надёжно фиксировалось в этих положениях (понятие верхнее и нижнее положения условно, так проще описать перемещение щелей; мы как бы смотрим на блок щелей, сверху повернув его против движения часовой стрелке на 90 градусов). Верхнее же крайнее положение каретки тоже фиксируемое использовалось для сканирования водородной линии. Положения каретки строго соответствовали величине разведения лучей призмой из полевого исландского шпата. Кстати, (как уже говорилось) эта призма тоже претерпела качественные изменения по сравнению с первоначальной её конструкцией. Она была изготовлена из двух «столбиков», которые были повёрнуты под углом 90 градусов друг к другу. Эта конструкция обеспечивала симметричное разведение лучей. Все элементы, в ней включая линзу, были просветлены. Кстати, была изменена конструкция блока кристалла KDP. Убраны полупрозрачные НЭЗы. Вместо них была введена сложная система создающая продольное электрическое поле. Эту систему я (в связи со сложностью понимания) описывать не буду. К тому же, вся оптика спектрографа UAGS была просветлена и даже преобразована (в части коллиматора). Общее пропускание светового потока Водородного магнитометра возросло более чем в десять раз (более двух звёздных величин).
Заменён был так же ФЭУ. Вместо ФЭУ-79 был применён на Водородном магнитометре EMI, что также улучшило работу магнитометра. Линза Фабри, тоже была заменена (об этом я уже писал) двумя плосковыпуклыми линзовыми конденсорами, повёрнутыми выпуклыми сторонам друг к другу - и к этим линзам ещё (плюс) третьей положительной линзой. Третья плоско-выпуклая линза была повёрнута к линзовым конденсорам выпуклой стороной.
Как уже говорилось для каждого класса звезд, да и галактик изготавливалась своя щелевая маска, а это сложный непростой и кропотливый процесс, поэтому я как изготовитель щелевых масок от Водородного магнитометра был «неотделим». Без меня он бы просто не работал.
А отсюда следует, что пока на Водородный магнитометр есть заявки для наблюдений на нём, а я этим тоже занимался, чтобы они были мой уход из САО автоматически «закрывал» работу на этом магнитометре.
Когда я заболел и вынужден был уйти из обсерватории, заявки на Водородный магнитометр прекратились и магнитометр «закрылся» думою, что к большой радости Панарина тогда уже не директора. Опять-таки борьба за «стакан» - имеется в виду кабина первичного фокуса телескопа БТА.
Кстати, после моего ухода из САО Слава Валякин сотрудник лаборатории Андрея Фабрикова попросил меня передать Водородный магнитометр ему. Передавая ему магнитометр, я его предупредил, что он должен на нём наблюдать хотя бы раз в два месяца. Но его уговорил Васюк, заместитель директора, адаптировать Водородный магнитометр под мепсикрон, который использовался в лаборатории Аркадия Блескина. Слава согласился и, кажется, работа продвигалась в этом направлении довольно успешно. Но через полгода Водородный магнитометр был исключён из списка работающих на телескопе БТА приборов. На нём же не наблюдали. После этого я потерял к Водородному магнитометру всякий интерес. Слава что-то ещё там проектировал для него, даже я в чём-то ему помогал, а через некоторое время Слава вообще уехал за рубеж в Южную Корею. Так всегда получается, и получалось, когда за работу инженеров берутся астрофизики. Но я об этом уже писал, повторяться не буду. Не знаю «приложил ли руку» Панарин к исключению Водородного магнитометра из списка приборов для «стакана» телескопа БТА повторю, не знаю, но такую возможность я не исключаю.
9. Изготовление щелевых масок и другие методы усовершенствования Водородного магнитометра БТА
Но вернёмся к маскам и продолжению совершенствования Водородного магнитометра телескопа БТА.
Как уже говорилось, через каждые десять измерений программно менялась их «полярность» (с плюса на минус) и производилось переключение маски. Переключение осуществлялось перемещением каретки в корпусе блока выходных щелей. Напомню: щели находились на шлифованном прямоугольном корпусе, вставленном в каретку. Так как же выглядят щели на своём корпусе и сколько их? Рассмотрим щели для одной спектральной линии, например, Н-бета. Каретка в блоке сменных выходных щелей имела три фиксируемых положения. Два положения для изменения «полярности» наблюдений и одно положение для сканирования водородной спектральной линии. Кстати, сканирование водородной линии производилось по двум спектрам, попадающим в щель после разведения спектров призмой из исландского шпата. После сканирования водородной линии «подвижка» устанавливалась на центральное ядро линии (её минимум), а каретка переводилась в положение начала измерений. А теперь вернёмся к вопросу, - как выглядят щели на своём корпусе? Если посмотреть сверху (затвор блока открыт, и корпус щелей не вставлен в каретку), то мы увидим два спектра разведённых по высоте призмой из исландского шпата (об условной ориентации выходных щелей уже говорилось). Вставим в каретку корпус со щелями и установим каретку на первый фиксатор. В этом случае на верхнем и нижнем спектрах окажутся два отверстия просверленных в корпусе щелей (с наклеенными на них кусочками лезвий «Нева»). Верхнее отверстие смещено влево, а нижнее отверстие смещено вправо. Величина смещения отверстий влево и вправо зависит от ширины водородной линии. С обратной стороны корпуса масок на эти все отверстия наклеены кусочки бритвенных лезвий организующих щели. При перемещении корпуса масок на второй фиксатор рассмотренные две щели уйдут со спектров вверх, а их место на спектрах займут следующие две щели. В этом случае верхняя щель, находящаяся на верхнем спектре будет смещена вправо, а нижняя щель, находящаяся на нижнем спектре будет смещена влево. То есть щели как бы поменяются местами. Мы рассмотрели четыре щели. Следующее положение каретки - нижний фиксатор слегка удалён от основных фиксаторов. Этот фиксатор для щели предназначенной для сканирования линии. А это уже рассматривалось. Эта щель расположена строго посередине между щелями для измерений, но смещена по высоте ниже измерительных щелей. Откуда следует, что для одной водородной линии необходимо пять щелей. А для двух водородных линий Н-бета и Н-гамма десять щелей. Не знаю, нужно ли было так подробно описывать расположение щелей на их корпусе. Но я это сделал, чтобы показать трудоёмкость выполнения маски. Напомню ещё раз: такое двулучевое устройство, значительно повышает точность и надёжность измерений магнитного поля звезды (работа с одним ФЭУ) и увеличивает количество информации в два раза. Но это для звёзд и для измерения их магнитных полей. Для измерения линейной поляризации и некоторых других специальных измерений использовались другие щелевые маски - в частности для галактик. Для всех наблюдений на Водородном магнитометре (а потом и поляриметре телескопа БТА) было изготовлено более тридцати масок. И это только минимум. По-видимому, их изготовлено было гораздо больше. Но я описал из них только одну маску самую простую, а ведь были и более сложные.
В изготовлении масок мне во многом помогал Витя Бычков. Одному мне их изготавливать было бы очень сложно, а может быть и невозможно. Нужно было выбирать необходимые спектральные линии из спектров характерных звёзд (в основном имеются в виду линии водорода), а это довольно тяжёлое и кропотливое занятие, и уже по этим линиям рассчитывать щелевую маску. Мне ведь приходилось постоянно заниматься модернизацией Водородного магнитометра, не говоря уже о наблюдениях на нём. Да и заниматься спектрами звёзд мне было непросто, не было должного опыта. Я ведь не чистый астрофизик, а «технарь и астрофизик-методист». В общем-то, участие в этом процессе Вити Бычкова было просто необходимо. Я, конечно же, старался по возможности всё делать сам, но ведь нельзя «объять необъятное».
10. Некоторая выборка из интересных, а может быть даже и необычных, наблюдений на Водородном магнитометре телескопа БТА, и о дальнейшей судьбе этого шестиметрового телескопа - одинокого гиганта
А теперь немного о наблюдениях и о работе на Водородном магнитометре БТА. Данный раздел повести (он больше похож на воспоминания), по-видимому, будет малоинтересен и труден для восприятия простыми читателями - без специального астрофизического образования! Поэтому его можно не читать, а сразу перейти к следующему разделу: «11. Немного о наблюдениях белых карликов на Водородном магнитометре телескопа БТА».
Надо заметить, что на этом магнитометре при наблюдениях магнитных звёзд было в большинстве своём сделано больше «закрытий» чем «открытий». Объясню сказанное: В мире в то время не было такого большого телескопа, как телескоп БТА и к тому же на этом телескопе работал Водородный магнитометр. В мире же все магнитные измерения, в то время, выполнялись на телескопах гораздо меньшего диаметра и имели потому более низкую точность - для некоторых звёзд не превышающую трёх сигм (что такое сигма смотри литературу по теории вероятности, статистике и теории ошибок, например, Г. Корн и Т. Корн «Справочник по математике»). На Водородном магнитометре телескопа БТА точность измерений по этим звёздам могла достигать и шести сигм. Особенно после его усовершенствования. Кстати, «основной» магнитометр на спектрографе ОЗСП почти не работал. На нём, правда, проводились наблюдения, но в печати по результатам его наблюдений статей почти не было - может быть, единицы. Не помню, сколько было выпущено статей по наблюдениям на Водородном магнитометре телескопа БТА, но предполагаю, что не один десяток, а может быть и больше да я, в общем-то, и не считал. И это только по магнитным звёздам. А ведь били статьи и по белым карликам и по измерениям линейной и даже эллиптической поляризации и так далее и тому подобное. Но это так, как бы к слову сказано.
Постепенно Водородный магнитометр приобретал популярность, и на нём появлялось всё больше и больше заявителей наблюдательного времени. На нём всё более и более вплотную стала работать группа, а потом и лаборатория Андрея Фабрикова. Начали наблюдаться магнитные белые карлики, большинство из них магнитного поля не имело или оно было меньше точности измерений. Приведу такой пример: было опубликовано нескольких наших статей по этому поводу, где-то около десятка белых карликов магнитного поля не показали. Через какое-то небольшое время может быть через полгода, а может быть и через год, появилась американская статья, в которой был приведён список белых карликов примерно из ста штук, на которых магнитного поля, увы, тоже не оказалось. Магнитное поле в этом эксперименте были только у единиц из них. Ссылки на наши наблюдения в их статье не было. Фабриков запросил у авторов этой статьи - читали или они наши статьи о наблюдениях белых карликов. Они вынуждены были ответить, что ознакомились с нашими статьями, но сослаться забыли. Правда, на все иностранцы так поступают, а только некоторые. Были также проведены интересные многократные наблюдения белого карлика с большим магнитным полем PG 1658+441 (частично с участием Вити Бычкова) которые показали, что на этом белом карлике появляются и исчезают магнитные «пятна». Уходят ли они «за горизонт» карлика при его вращении или рассеиваются, выяснить не удалось. Водородный магнитометр «приказал долго жить». Наука ведь в капиталистической России разваливалась! И это благодаря «долгоносикам» в Академии и, по-видимому, не только им.
Были также интересные наблюдения объекта MWC560. У меня «в личном архиве» сохранилась «кривые блеска» предполагаемых мной светящихся горячих струй у этого объекта 6 декабря 1992 года и последующее их отсутствие до 9 декабря 1992 года, но только в то время когда мы проводили их наблюдения, и некоторые пояснения к графикам. Остальные материалы наблюдений, по-видимому, утеряны. В нём была зарегистрирована мощная вспышка в области спектральной водородной линии Н-бэта. Эта линия расщепилась на две компоненты, то есть на две высокотемпературные струи. Амплитуда голубой струи направленная в нашу сторону возросла в 4.3 раза относительно интенсивности, «утонувшей» в свете струй спектральной линии Н-бэта. А смещение спектральной линии в голубую область произошло на 36 А (А - ангстремы). 36 А соответствует лучевой скорости 2226 км/с. С такой скоростью вытекает струя направленная в нашу сторону. О второй струе направленной от нас будет сказано ниже. Центр струй, то есть минимум интенсивности между спектральными линиями (струями), смещён в синюю область на 9 А, а его амплитуда в 0.55 реза меньше амплитуды спектральной линии Н-бэта, её центр 4861 А. Но в области 4861 А, а это область красной струи, отношение интенсивности в этой «точке» красной струи к амплитуде спектральной линии Н-бэта была в 1.33 раза больше. Поэтому спектральная линия Н-бэта не видна. Минимум интенсивности между линиями (струями) соответствует длине волны 4852 А. Смещение минимума между линиями (струями) на 9 А, относительно центра линии Н-бэта (4861 А), соответствует лучевой скорости 555 км/с. С такой скоростью может двигаться выбрасывающий струи объект. Но самое удивительное это струя удаляющаяся от нас, а это красная линия, которая смещена (относительно центра струй с минимумом на длине волны 4852 А) только на 28 А, что соответствует лучевой скорости 1731 км/с. А амплитуда этой красной спектральной линии (струи) возросла только в 3.1 раза, а не в 4.3 раза, как у синей струи. Это может быть связанно с тем, что струя, направленная от нас частично перекрывается некой пылевой структурой объекта. По частичному перекрытию удаляющейся от нас струи, может быть можно определить наклон струй к лучу зрения. Но это не более чем некоторые предположения о структуре объекта. Кстати, в «конце» красной длинноволновой области водородной струи, начинают проявлять себя спектральные линии железа. Но только начинают - дальше эта спектральная область недоступна для режима относительного сканирования водородных линий белых карликов, для которых этот метод разработан и реализован. Этот метод, сканирования водородных линий белых карликов, будет приведён в следующем разделе этой повести. А теперь конкретные числовые соотношения: отношение лучевых скоростей струй ровно 1.286, а амплитуд, голубой и красной спектральных линий (струй), составляет 1.398. А отношение этих отношений (1.286/1.398) равно приблизительно 0.92. А это уже в конкретных числах, с большой степенью вероятности, может подтверждать экранирование удаляющейся струи некой пылевой структурой, по которой можно было бы определить положение объекта в пространстве и некоторые характеристики его газовой оболочки, и параметры струй. Но эти наблюдения были незакончены и не опубликованы. А произошло это так: после первого сканирования спектральных линий и построения их на листе бумаги. Начали повторное их сканирование. Точки синей линии при повторном сканировании «легли одна в одну» - все наблюдавшие астрофизики растерялись, ведь такого не бывает! Спектры этого объекта получали неоднократно, и таких эмиссионных линий у него не наблюдалось. Решили быстро перейти на спектрограф и получить спектр этого объекта - тогда уже на спектрографе стояла телевизионная система с электронно-оптическим преобразователем, и спектр можно было увидеть на мониторе. Оставили наблюдателя в «стакане» телескопа и быстро перейдя на спектрограф, получили спектр. Спектр был обычный без всяких эмиссионных линий. Вернулись на Водородный магнитометр и, просканировав этот же участок спектра, получили то же, что и на спектрографе. Эмиссионные линии исчезли! Кстати, на сканере (прибор, работающий на телескопе БТА) тоже увидели такие же две эмиссионные линии у этого объекта, и синяя линия мощнее красной, но остановить накопление информации не решились, начали икать руководителя наблюдениями, а когда его нашли, «вспышка» закончилась и «замылось» накоплением импульсов. И это убеждает в том, что на Водородном магнитометре были получены реальные участки спектров, как при первом сканировании, так и при повторном сканировании синей линии. Ведь сканер по конструкции значительно отличается от Водородного магнитометра. По-видимому, такие наблюдения нужно было организовать на телескопе Цейсс-1000, но кто этим бы занимался? Водородный магнитометр был один и его не разорвёшь на части. Этот режим работы уже не магнитометра, а сканера работающего с высокой точностью, будет описан ниже в следующем разделе повести. Такой режим работы Водородного магнитометра применялся для сканирования водородных линий белых карликов перед измерениями их магнитных полей.
Кстати, можно выдвинуть смелое, но «беспочвенное» предположение: что этот объект оптический пульсар в видимой области спектра с периодическим появлением струй - с периодом может быть несколько дней, а может быть и месяцев? Я уже не помню, какой отрезок времени разделяет наблюдение объекта на Водородном магнитометре и на сканере, - когда у этого объекта появляются эмиссионные спектральные линии. На Водородном магнитометре с 6 декабря по 9 декабря 1992 года мы 9 раз просканировали область спектра, в которой появлялись эти струи, но их там больше не обнаружили, - но это в то время когда мы проводили сканирование. Но повторю: оптический пульсар, это не более чем моё предположение.
Наверное, интересно будет привести пример ещё одного наблюдения. По заявке сотрудника ГАО Гнедина были проведены наблюдения вспыхивающего объекта SS Cyg. Для наблюдений была составлена программа, эту программу привезла его сотрудница (фамилию её я сейчас плохо помню, боюсь ошибиться). Во время наблюдений в «стакане» первичного фокуса телескопа БТА находился Слава Валякин. Была прекрасная безлунная ночь, был конец мая или начало июня - сейчас уже не помню. Выпал снег, температура небольшой минус - идеальная прозрачность. Когда навились на объект - увидели, что он находится «во вспышке». Я знал, что у этого объекта в его системе предполагалось наличие белого карлика - были даже наблюдения, но точность измерений круговой поляризации (от его магнитного поля) была небольшой, не превышала трёх сигм. Можно предположить следующее, хотя это могут быть мои необоснованные предположения: при «вспышке» у объекта расширяется его внешняя пылевая оболочка, через неё начинает просвечивать более горячая его область. В этой горячей области может находиться сам объект и вращающийся вокруг него белый карлик с магнитным полем. Магнитное поле белого карлика генерирует круговую поляризацию. А вот измерение круговой поляризации этого объекта - это неопровержимый наблюдательный факт! Мы приняли решение изменить программу наблюдений карлика (я взял не себя такой риск) - то есть измерять его круговую поляризацию в течение нескольких часов. Наблюдения были проведены и измерена круговая поляризация у этого объекта. Точность измерений более чем в семь раз превышала все предыдущие измерения (десять сигм!). Водородный магнитометр тогда уже позволял надёжно проводить такие измерения. Похожие измерения проводились и в КРАО (в Крымской астрофизической обсерватории) и тоже было зарегистрировано усиление поляризации у этого объекта. Но точность измерений была меньше и измерялась вроде бы линейная поляризация. Всё это я уже плохо помню. Измерения поляризаций в этих двух обсерваториях проводились независимо и без предварительной договорённости. Кстати, в нашей общей статье есть фамилия астрофизика проводящего эти наблюдения в КРАО (название статьи и где она была опубликована, а также фамилию крымского астрофизика, я не помню). Статья, судя по всему, имела важное астрофизическое значение, и в ней было много фамилий, как теоретиков, так и наблюдателей. Наблюдения объекта были закончены, и сотрудница Гнедина уехала и я, конечно же, забыл об этом. Прошло месяца два, и в САО пришла телеграмма, в которой поздравляли сотрудников САО с открытием белого карлика в этой системе (фамилии были не указаны). Помню, Женя Городовой поднялся на работу, на башню телескопа БТА и сообщил мне об этом. Я переадресовал его к Андрею Фабрикову, который тоже был удивлён таким сообщением, он-то об этих наблюдениях не знал, а вернее об изменении мной программы наблюдений. Вскоре в САО приехали Гнедин и Варшалович (то ли член корреспондент, то ли уже академик АН СССР - сейчас уже не помню) и я в присутствии Андрея Фабрикова подробно им рассказал, как мы проводили эти наблюдения. Не знаю, не интересовался, приезд их в САО был связан с наблюдением этого карлика или по какой-то другой причине, а проведением наблюдений карлика они интересовались попутно - возможно между прочими делами. Я сразу же после этого семинара уехал на телескоп БТА на наблюдения каких-то объектов их (наблюдений) тогда у меня было много.
Пожалуй, приведу ещё одни в каком-то смысле уникальные наблюдения. Эти наблюдения в течение двух ночей в начале мая месяца (как мне помнится) провёл Володя Елькин сейчас живущий и работающий в Англии. Кажется, он живёт и работает в городе Ливерпуле. А наблюдает вроде бы в Чили - в Южной Америке - да возможно и не только там. Но вернусь к наблюдениям, проведённым Володей Елькиным на Водородном магнитометре БТА. Ему нужно было пронаблюдать за две ночи обширный список Ар звёзд с целью поиска на них магнитных полей. Поднявшись на телескоп БТА, он попросил меня познакомить его со всеми имеющимися у меня для этой цели компьютерными программами. Он знал, что у меня довольно много программ для автоматических измерений магнитных полей звёзд позволяющих производить эти наблюдения без участия наблюдателя. Такой режим наблюдений мной был разработан, но не реализован. Наблюдатели предпочитали сами выбирать режим наблюдений и не хотели связываться с подготовкой такого рода работы на телескопе. А подготовка таких наблюдений занимала некоторое время. Наблюдатели предпочитали наблюдать, как привыкли. То есть затрачивать на наблюдения звезды столько времени, сколько считают нужным. И зачастую наблюдали звезду гораздо дольше, чем следовало, а иногда и прекращали наблюдения преждевременно - бывало и такое, но редко. Например, если наблюдали звёзды не для себя, а для внешнего заявителя. Итак, Володя сел за компьютер и в течение одного дня подготовил список звёзд для автоматических наблюдений на две ночи. Не буду приводить подробности подготовки списка звёзд. Водородного магнитометра уже нет - да и программ тоже. В итоге он распределил список звёзд по прямому восхождению и склонению так, что бы временной промежуток при переведении со звезды на звезду был минимальным. А время наблюдения каждой звезды определялось необходимой заданной точностью, после этого нужно было переводиться на другую звезду, которая находилась рядом и так далее и тому подобное. Программа сама распределяла звёзды по списку, только необходимо было ввести их координаты и звёздную величину. Думаю, я и так уже достаточно подробно описал подготовку к наблюдениям. В принципе вообще можно было работать без оператора, но об этом пока умолчим…, в итоге Володя за две ночи пронаблюдал рекордное количество звёзд, которое никто ни до него, ни после него превысить не смог. Кстати, оператором на ЦПУ (центральный пульт управления телескопом), если мне не изменяет память, воде бы был Алюхин. Он «чуть не умер» проработав всю ночь один. Он то знал что наблюдают «магнитчики» и остался на всю ночь один. Обычно операторы (и во вторую ночь наблюдений Елькина) работали вдвоём, один с вечера до 12 часов ночи, а второй с полуночи до утра. А у «магнитчиков» наблюдения одной звезды иногда «растягивались» до двух часов, а иногда и больше, ведь они наблюдали на Водородном магнитометре и на спектрографе ОЗСП, а потому наблюдение одной звезды могло длиться и несколько часов. Да, по-видимому, так же работали и другие наблюдательные группы. Когда я в качестве примера приводил наблюдения Елькина, наблюдатели объясняли мне, что так наблюдать нельзя. Наблюдать надо вдумчиво, анализируя процесс наблюдения. Ну, что ж им «с горы видней». А о количестве затраченного наблюдательного времени они не думали, это время нигде и никогда не учитывалось. Дали время на телескопе, можешь вообще не наблюдать. Сумей только это обосновать. Но если не обосновал, времени для наблюдений на телескопе БТА больше не получишь. Опять-таки эта пресловутая «демократия». Да и громадный телескоп БТА был, вообще-то, один «вот и распиливали его зеркало на части». Был впрочем, ещё телескоп Цейсс-1000, но это «капля в море».
Однажды в начале наблюдений мы навели телескоп на звезду HD215441 с самым большим в то время магнитным полем. Её магнитное поле даже в минимуме составляло значительную положительную величину. Пронаблюдав её некоторое время, магнитного поля на ней не обнаружили. А, переведясь на другую магнитную звезду, сразу же обнаружили её магнитное поле, совпадающее с её магнитной фазой. Елькин подал заявку в КТШТ с просьбой выделить ему наблюдательное время для тщательного исследования кривой магнитного поля звезды HD215441, но ему отказали. Да это и следовало ожидать. И в это время ему и мне пришло предложение написать свою «рабочую биографию» в американскую книгу: «Кто есть, кто?». Моя фамилия постоянно «мелькала» в статьях по наблюдениям на Водородном магнитометре БТА. Возможно, кому-то ещё пришло такое предложение, но этого я не знаю. Мне описывать свой род деятельности не имело никакого смысла я не астрофизик, а Елькин возможно написал. К тому же, в это время Елькин обнаружил магнитное поле у звезды позднего спектрального класса - то есть холодной. Это было неожиданностью такого никто, кажется, не наблюдал. После этого, судя по всему, ему пришёл вызов в Англию и он иммигрировал.
Помнится и такое происшествие при наблюдениях Ар звёзд. Витя Бычков, а выполнялась его программа по наблюдениям Ар звёзд, вынужден был уехать до конца своих наблюдений. Одну ночь мы уже пронаблюдали. И я мог продолжить наблюдения и без него. Водородный магнитометр уже работал дистанционно без наблюдателя в «стакане». Об этом смотри ниже по тексту, там описаны работы по дистанционному управлению Водородным магнитометром телескопа БТА. Мы обсудили с Витей Бычковым продолжение наблюдений - и он уехал. И буквально на следующую ночь по каким-то своим делам приехал на телескоп Юрий Петрович Болеков он тогда уже был директором САО и сменил на этом посту Сергея Леонтьевича Панарина. Он спросил меня, что Вы наблюдаете? Я удивился, что он обратился ко мне на Вы, но не подал вида. И ответил ему, что наблюдаю Ар звёзды по программе заказанной Витей Бычковым. Болеков, по-видимому, тоже не обратил внимания на то, что я сказал «наблюдаю». Он захотел о чём-то поговорить с Витей Бычковым и уже взял микрофон. И я вынужден был сообщить ему, что Бычков по уважительной причине уехал, и я поэтому, наблюдаю один. Наверное, тогда ещё широко не было известно, что Водородный магнитометр может работать без наблюдателя в «стакане». Болеков удивился, и я ему подробно рассказал, как это организованно. Он сказал, что не зря перевёл меня на должность ведущего инженера, а я к тому же ещё оказался астрофизиком-наблюдателем. Это натолкнуло меня на мысль подать заявку на наблюдения белого карлика PG 1658+441. На предмет уточнения: появляются ли, а со временем исчезают, магнитные пятна на белом карлике или же уходят за «его горизонт» при его вращении. Я написал заявку на эти наблюдения и обоснование к ним. Показал заявку сначала Глаголькову потом Фабрикову. Глагольков сказал, что заявка написана неплохо, а Фабриков подправил её. Как нестранно, но заявка прошла через КТШТ, и я получил две ночи. Я спросил у Раманькова, как шло голосование по этой заявке? Он мне «под большим секретом» сказал, что заявка была принята с перевесом в один голос. По-видимому, посчитали, что заявку подал Фабриков, а я «подставное» лицо. Кстати, Василий Маркелович Катков, приехавший на КТШТ из Питера, после КТШТ увидев меня, спросил, писал ли я сам эту заявку? Я ответил, что писал сам, но её «подправил» Фабриков. И показал ему черновик заявки с исправлениями Фабрикова. Он сказал, что заявка написана неплохо, но мне вряд ли удастся заняться астрофизикой в САО. Я ему ответил, что это не более чем «проба пера». Но сам окончательно убедился, что я не более чем ведущий инженер. Всё это я пишу, чтобы обосновать моё решение о прекращении работы в САО после «закрытия» Водородного магнитометра БТА. К тому же, эта заявка на наблюдения белого карлика убрала все сомнения. Без Водородного магнитометра я «ни что» - и этого следовало ожидать. Всегда следует убедиться на конкретном примере, чтобы принять правильное решение.
Несколько слов о дальнейшей судьбе телескопа БТА. Не всё я досконально знаю, но многое, по-видимому, всё-таки так, как я напишу. Разговоров на этот счёт, было много, выберу из них наиболее вероятное:
Итак, много говорилось о замене зеркала телескопа БТА на восьмиметровое зеркало с адаптивной оптикой. Но для этого нужно было останавливать работу телескопа на несколько лет, а вернее навсегда. Отправили ведь старое шестиметровое зеркало, много лет лежащее около башни телескопа БТА, в Лыткарино на оптический завод и оно, судя по всему, исчезло навсегда. Это всё, по-видимому, прекрасно понимали ведущие астрофизики САО Панарин и Правчук. И, наверное, они, скорее всего, хотя это не более чем мои предположения сделали всё от них зависящее, чтобы не останавливать наблюдения на телескопе БТА. Любая его остановка тут же привела бы к его «закрытию», а потом и к «разграблению». Так всё делается в феодально-капиталистической России. В этом, по-видимому, и убеждать никого ненужно.
О возможной дальнейшей судьбе телескопа БТА можно написать много, но думаю, что и этих приведённых фактов, а вернее предположений достаточно. Ведь совершенно понятно и однозначно одно только то, что в настоящее время творится в России и это никак несовместимо с развитием науки в ней. Управляющим сейчас Россией финансистам и олигархам наука не только не нужна, но просто-напросто недопустима, их интересуют только деньги, деньги и ещё раз деньги! Финансисты ведь делают деньги на деньгах, а люди не понимая этого, берут грабящие их кредиты и так далее и тому подобное и прочее…
А теперь для любознательных читателей. Водородный магнитометр работал с одним ФЭУ, статистической разброс импульсов которого на 10 - 15 процентов увеличивал среднеквадратическую ошибку выборки, при меньшей ошибке по Пуассону. Выборка напрямую связанна с распределением Гаусса - чем больше выполнено измерений, тем ближе мы приближаемся к распределению Гаусса, но дальше уходим от ошибки по Пуассону. Замена типов ФЭУ мало что меняла. Становилось очевидным, что отличие разброса импульсов ФЭУ на 10 - 15 процентов, то есть среднеквадратической ошибки от ошибки по Пуассону (ошибки эти тоже отличались друг от друга в среднем где-то на 12 процентов, но ошибка по Пуассону меньше) связано с работой электронной схемы Водородного магнитометра. А это распределение импульсов по каналам. И, по-видимому, такое распределение импульсов по каналам связано с тем, что момент переключения каналов, не синхронизован с потоком импульсов с ФЭУ. Иногда возможно импульс с ФЭУ пропускается - момент переключения совпадал с небольшой, почти уже исчезающей частью его заднего фронта, но чаще один импульс воспринимается схемой как два импульса, то есть один и тот же импульс попадал в оба канала. Из этих соображений следовало, что поток статистических импульсов с ФЭУ необходимо синхронизовать с работой электронной схемы Водородного магнитометра. И более «строго» распределять импульсы по двум каналам, а это значит имитировать один из каналов, как опорный с неким целым постоянным числом задаваемых в нём импульсов, в частности, 100, 1000, 5000, 10000, 50000 и так далее - на переключателе было восемь фиксированных положений. И никак не связывать первый, опорный канал, со статистическим разбросом импульсов приходящих с ФЭУ. В этом случае второй информационный канал сохраняет статистический разброс импульсов и строго подчиняется распределению Гаусса. Кстати, при большой выборке распределение Гаусса стремится к распределению Пуассона. Это проверенно экспериментально на Водородном магнитометре. Так как же организовать работу электронной схемы Водородного магнитометра, чтобы обеспечить такой режим работы? Для этого необходимо синхронизовать работу всех элементов электронной схемы Водородного магнитометра от одного кварцевого генератора. В схеме использовался кварцевый генератор с частотой 10 мегагерц. Этот же кварцевый генератор управлял неким устройством - электронным преобразователем статистического потока импульсов с ФЭУ в поток импульсов, тоже статистических, но «привязанных» к частоте 10 мегагерц. Такой преобразователь был выполнен на микросхеме К155ТМ2 включающей в себя два триггера управляемых, как и вся схема Водородного магнитометра, этим же кварцевым генератором с частотой 10 мегагерц. Об этой микросхеме К155ТМ2 и о применение её в электронной схеме Водородного магнитометра написано в этой же повести, но выше по тексту. Поток импульсов распределялся по двум каналам - электронным счётчикам. Переключение каналов осуществляется именно в тот момент, когда информационный импульс отсутствует, это осуществляется за счёт синхронизации всей схемы кварцевым генератором. Один из каналов, а это опорный счётчик, заполняется импульсами в моменты, когда на электрооптический элемент, поляриметрического анализатора подаётся положительный прямоугольный высоковольтный импульс и на ФЭУ попадают кванты, например, с левосторонней круговой поляризацией. Затем ФЭУ преобразует эти кванты в электронные импульсы, которые усиливаются и подаются на микросхему К155ТМ2, с помощью которой импульсы синхронизируются, то есть «привязываются» к общей «окварцованной» частоте электронной схемы Водородного магнитометра. Способ управления полиметрическим анализатором описан, и не один раз, в предыдущих разделах этой повести. Поэтому привожу только краткое, фрагментарное описание способа управления этим поляриметрическим анализатором. При отрицательном прямоугольном высоковольтном импульсе на поляриметрическом анализаторе, этим анализатором пропускаются кванты с правосторонней круговой поляризацией. Эти кванты также преобразуются ФЭУ в электронные импульсы и тоже поступают на микросхему К155ТМ2, которой эти импульсы «привязываются к окварцованной частоте» электронной схемы Водородного магнитометра, и потом поступают на вход информационного счётчика. Опорный же счётчик, как уже говорилось, также заполняется после переключения поляриметрического анализатора, то есть когда на поляриметрическом анализаторе устанавливается плоская вершина положительного высоковольтного импульса. Таким образом, в те моменты времени, когда на поляриметрическом анализаторе положительный прямоугольный высоковольтный импульс - заполняется импульсами сначала опорный счётчик. А после заполнения опорного счётчика с него подаётся сигнал на остановку накопления импульсов на информационном счётчике, который в это время не работает, так как на поляриметрическом анализаторе в это время положительный высоковольтный импульс и работает опорный счётчик. По этому сигналу с опорного счетчика, на мониторе установленном в аппаратной телескопа БТА, высвечивается количество импульсов зарегистрированных информационным счётчиком. Это же количество импульсов информационного счётчика сохраняется в ЭВМ управляющей проведением наблюдений на Водородном магнитометре БТА. Счётчики «обнуляются» и снова начинают заполняться информацией, начиная с опорного канала, а за ним и счётчик информационного канала. Таким образом, проводятся наблюдения на Водородном магнитометре БТА. После десяти измерений автоматически проводится обработка этих измерений: рассчитывается магнитное поле, если оно, конечно же, есть на наблюдаемой звезде. Для этого из общего накопленного количества импульсов с начала наблюдений звезды вычитается количество импульсов накопленных за это время в опорном канале (постоянная величина) и делится на удвоенное количество импульсов опорного канала и затем умножается на магнитон Бора - всё так же, как это было описано выше. Только с той разницей, что с точностью до статистики почти равные среднеквадратическая ошибка и ошибка по распределению Пуассона, рассчитываются по статистическим характеристикам одного информационного канала - неискажёнными математическими преобразованиями и техническими неконтролируемыми прерываниями.
11. Немного о наблюдениях белых карликов на Водородном магнитометре телескопа БТА
Но вернёмся к Водородному магнитометру телескопа БТА и наблюдению на нём белых карликов.
Первые наблюдения одного из наиболее ярких белых карликов 40 Eri компонент В за несколько лет до начала официальных наблюдений белых карликов на Водородном магнитометре БТА были проведены Алексеем Раманьковым, Витей Бычковым и мной за час до рассвета и показали возможность проведения таких наблюдений. Но к несчастью в наблюдениях белых карликов группа магнитных звёзд не была заинтересована. И поэтому пришлось обратиться к Василию Маркеловичу Каткову тогда ещё директору САО, для того чтобы выяснить целесообразность проведения наблюдений белых карликов на Водородном магнитометре БТА. Добавив к ним и поляры, которые были слабее по светимости белых карликов, но вполне доступны для Водородного магнитометра. Василий Маркелович заинтересовался такой возможностью и поручил Андрею Фабрикову продумать со мной возможность наблюдений поляров. А возможность наблюдения белых карликов продумать мне совместно с Анатолием Барковым. Фабриков тут же выдал мне необходимые спектры и активно включился в проработку методики наблюдений поляров. Барков же отнёсся к идее наблюдений белых карликов на Водородном магнитометре БТА довольно холодно заявив, что из этого ничего хорошего не получится, и даже не предоставил мне их спектры. Я к нему обращался несколько раз с просьбой выдать мне хотя бы спектры этих карликов, но он повторял, что это ерунда. Я как-то спросил у Фабрикова, нет ли у него спектров белых карликов. Он мне ответил, что их у него сколько угодно. И в свою очередь спросил у меня, зачем они мне ведь у Баркова они тоже есть? Я ему объяснил, что Барков, по-видимому, не хочет этим заниматься, а мне не удобно сказать это Каткову - получается как бы так, что я жалуюсь ему на Баркова, а я никогда ни на кого не жалуюсь и «не подставляю» других, а сам решаю эти вопросы. Просто потребуется больше времени, но я могу и подождать. Фабриков обрадовался и сказал, что если Барков не хочет этим заниматься, он сам этим с радостью займётся. Меня это тоже вполне устраивало, потому что я тоже не очень-то был настроен работать с Барковым при таком его отношении к наблюдениям белых карликов на Водородном магнитометре БТА. На этом всё и порешили. А Баркова я оставил в покое. Да и он был, по-видимому, этим вполне доволен. Но этого я не знаю. К нему я больше не обращался.
Интересен и такой случай: Фабриков поехал в Москву в Астросовет по каким-то своим делам и встречался там с Александром Александровичем Барчуковым. В разговоре с ним он упомянул меня и сказал, что со мной он хочет заняться измерениями магнитных полей белых карликов. Барчуков заявил, что если за это берётся Штоль, то результат гарантирован. Я тоже был удивлён такой моей оценкой Барчуковым. Но потом вспомнил, что когда мы были с Иваном Васильевичем Глагольковым в Крымской обсерватории, то я вместе с Глагольковым зашёл к заместителю директора обсерватории Барчукову и мне смутно помнится (но я в этом не вполне уверен) мы с ним говорили о Водородном магнитометре БТА. Я ему очень сжато, но подробно рассказывал о схеме магнитометра и её отличии от схем других известных мне магнитометров. Упомянув, кстати о контроле работы магнитометра в процессе наблюдений. Он мне задал насколько вопросов, на которые я свободно и без запинки отвечал, так как всё что делалось на магнитометре проходило через «мои руки». Разговор-то был очень короткий, длился он не более пары минут. Вообще если требовали обстоятельства, я мог собраться как-то внутри себя даже сам не знаю как, и очень кратко и ясно сформулировать свою мысль. У меня этот фрагмент разговора с Барчуковым хотя и неуверенно, но всё же вроде бы как-то смутно сохранился в памяти. И ещё помню - и это, по-видимому, подтверждает написанное мною в предыдущем предложении. Барчуков как-то приехал на телескоп БТА и застал меня в аппаратной, где я работал с Водородным магнитометром, готовя его к наблюдениям. Он поздоровался со мной, и я с ним естественно, но никак не мог вспомнить, кто он, хотя наверняка знал, что мы знакомы лицо у него было очень выразительное и запоминающееся. Этот фрагмент очень хорошо в моей памяти сохранился. Не помню уже точно, как это произошло, но (я почти уверен, что это было реально) мы с ним заговорили о Водородном магнитометре. Как это получилось, я не помню, слишком давно это было. Водородный магнитометр находился в «стакане» телескопа БТА, а «труба» была опущена в «горизонт», то есть располагалось горизонтально и в «стакан» (кабину первичного фокуса) был свободный вход. Я повёл Барчукова в подкупольное пространство телескопа и быстро вкратце рассказал и показал Водородный магнитометр в работе. Всё это я здесь привожу для того, чтобы напомнить, что я был, по-видимому, защищён от Панарина таким авторитетом, как Барчуков, не знаю, так ли это, но это не исключено - и даже очень вероятно. Мне просто приятно было общаться с Барчуковым. Возможно, у нас было что-то общее в характерах, хотя мы были с ним на разных уровнях «служебной лестницы». И я это прекрасно осознавал.
Кстати, из общности наших с Барчуковым характеров: мне кто-то, уже не помню кто, рассказывал такой случай с ним. Не знаю, было ли это реальностью или же это очередная «байка». Но, похоже, что это в характере Барчукова. К нему «в полном расцвете сил» заявился якобы Виткинский и заговорил о создании в САО чуть ли независимой от неё лаборатории информатики. Барчуков спокойно выслушал его, потом набрал номер телефона тогда уже директора Юрия Петровича Боликова и в очень резкой форме прямо при Виткинском спросил, известно ли Болекову о «имперских замашках» Виткинского. Думаю, что комментарии излишни!
Наблюдения белых карликов требовали изменений оптической схемы Водородного магнитометра телескопа БТА. Белые карлики были гораздо слабее по своему световому потоку магнитных звёзд тогда наблюдавшихся на Водородном магнитометре. Для этого перед анализатором его круговой поляризации была установлена дополнительная щель с регулированием раствора её губок. Эта щель устанавливалась вертикально по отношению к щели спектрографа UAGS расположенной горизонтально. В результате «было убито два зайца» - уменьшалась засветка (лишний шум) и стабилизировалось положение изображений звезды на щели спектрографа. При сильном ветре или плохом ведении телескопа изображение карлика начинало «меркнуть» - уходить из вертикальной щели. В этом случае наблюдения прекращались. Кстати, в окуляр подсмотра расположенный на спектрографе UAGS была видна горизонтальная щель спектрографа, на губках которой после наведения телескопа на объект, в данном случае белый карлик, появлялось два его изображения. Два изображения белого карлика (да и, вообще, любых звёзд) появлялось потому, что перед спектрографом находился поляриметрический блок, последним элементом которого (по ходу лучей от объекта) являлась призма из исландского шпата, которая разделяла изображение объекта на два луча. Эти два изображения и были видны на щели спектрографа. После установки изображений объекта симметрично центра щели и введения их во входную щель спектрографа, вводилась вертикальная входная щель - установленная на отдельной подвижной конструкции.
Далее, об устройстве для точного, относительного (относительно непрерывного спектра - континуума) сканирования спектральных водородных линий на Водородном магнитометре телескопа БТА. Данное устройство применяется в основном для белых карликов. Белые карлики объекты слабые по своей звёздной величине и сканирование их водородных линий без такого устройства затруднено. Кроме того, белые карлики объекты горячие и у них, как правило, мощные водородные линии, но встречаются белые карлики и без водородных линий. Рассматривать природу белых карликов без водородных линий не будем, этот вопрос относится к астрофизике. Кстати, сканирование водородных линий Ар звёзд в таком режиме повысило точность измерений их магнитных полей, но это так между прочим, - но кстати.
Устройство для точного относительного сканирования водородных линий основано на том, что используются специальные двойные щели в той части маски, в которой обычно находится высокая щель для сканирования двух спектров - схема-то магнитометра уже двулучевая. Щели для точного относительного сканирования в случае работы по двум водородным линиям Н-бета и Н-гамма разделяются по высоте на две части. Как бы вверху длинная опорная щель (смотрим на маску, повёрнутую к нам анфас и против часовой стрелки), но по высоте небольшая, в неё попадает непрерывный спектр атмосферы белого карлика. А внизу обычные щели для сканирования водородных линий Н-бэта и Н-гамма, но более короткие по высоте. Вначале, для простоты понимания приведём пример для случая работы по одной водородной линии Н-бэта: одна высокая щель для двух спектров, по которым проводится сканирование водородной линии, Ар звёзд, разделена по высоте на две части. В нижней части одна короткая щель такая же, как и раньше для сканирования линии Н-бэта. В верхней же части две длинных щели по обе стороны от нижней щели. В верхних двух щелях (удалённых от центральной сканирующей линии на такое расстояние, чтобы в них не попадала сканируемая линия) находятся участки непрерывного спектра, относительно которых проводится сканирование, - а в нижней сканирующей щели сама линия. А теперь вернёмся к щелям для Н-бэта и Н-гамма. Эти щели для сканирования водородных линий находятся на маске ниже рабочих щелей для измерения магнитного поля белых карликов и сориентированы по ширине маски строго в центре между этими рабочими щелями - для измерения магнитных полей. В данном устройстве, как уже говорилось, применена (а это, в общем-то, Водородный магнитометр) двулучевая оптическая схема, в которой используются оба луча после призмы из исландского шпата. Эти лучи после спектрографа попадают в сканирующие щели: в верхнюю щель длинную опорную и нижние щели для сканирования водородных линий Н-бэта и Н-гамма. Лучи меняются местами с частотой переключения электрооптического кристалла KDP управляемого высоковольтными импульсами, следующими с частотой 260 герц. И синхронно детектируются электронной схемой магнитометра точно так же, как и при относительных измерениях магнитного поля.
В оптической схеме этого устройства используется та же оптическая схема, что и для измерения Q-параметра, то есть четвертьволновая пластинка, ось которой сориентирована вертикально. Перед этой пластинкой (Q-параметр) устанавливается поляроид тоже с вертикальной осью пропускаемой им линейной поляризации, которая и подаётся на эту пластинку Q-параметра, а затем на кристалл KDP и далее по схеме. В этом варианте оптической схемы эта четвертьволновая пластинка (Q-параметр) находится постоянно в световом канале. А пластинка с U-параметром не используется вообще - не вводится в световой канал. О поляриметре (с пластинками в нём - Q-параметра и U-параметра) смотри ниже по тексту. Там приведена: его (поляриметра) разработка и отладка.
В варианте маски для одной водородной линии, опорные щели (верхние) находятся по обе стороны от сканирующей щели (нижней).
12. О преобразовании Водородного магнитометра БТА в поляриметр и взаимоотношениях с Панариным
Начну с того, что расскажу, как на Водородном магнитометре телескопа БТА было внедрено измерение четырёх параметров Стокса, то есть возможность измерения круговой и линейной поляризации. А, в конечном счёте, эллиптической поляризации.
Это произошло так: в этом начинании меня негласно поддержал Раманьков, с которым я советовался по многим вопросам. Но об этом я упоминал и раньше. И в дальнейшем он, как астрофизик работал со мной, - но это уже после того, как это направление, измерение четырёх параметров Стокса, в модернизации Водородного магнитометра получило официальное право на внедрение. Мы с ним написали даже довольно пространный отчёт о проделанной работе (но в основном отчёт писал он). Возможно, это была единственная документация о поляриметре БТА, но мало пригодная для практического использования. На этом, исключая отладку схемы на телескопе и некоторое количество наблюдений участие Раманькова в разработке и использовании поляриметра почти закончилось. Возможно, какие-то наблюдения ещё и проводились с участием Раманькова, но я уже не помню какие. Глаголькова на сколько мне помнится, такие наблюдения мало интересовали. После Раманькова со мной тесно сотрудничал в этом направлении Андрей Фабриков и «под его эгидой» Владик Столяров. Он писал компьютерные программы для наблюдений. Надо заметить, что Водородный магнитометр нельзя вращать в кабине первичного фокуса телескопа БТА и поэтому разрабатывалась программа, которая рассчитывала максимально возможную экспозицию в зависимости от Z - зенитного расстояния телескопа БТА. При этом компенсировалась ошибка измерения величины поляризации и соответственно снижалась (уменьшалась) точность измерений. В результате было написано много программ для измерения Q- и U-параметров, то есть линейной поляризации. Со своеобразным и необычным математическим обеспечением. Но повторю: этим занимались Фабриков, Столяров, Бычков и я. Помню, я очень долго не мог понять, как осуществить наблюдения линейной поляризации на Водородном магнитометре без его вращения в стакане. Но однажды вспомнил простые преобразования координат в учебнике аналитической геометрии и, применив их, решил проблему. Помню, что это решение я сначала обсудил с Сашей Панфёровым, Витей Бычковым и ещё с кем-то из астрофизиков и, убедившись в правильности выводов уже тогда «вышел» уверенно на Фабрикова который, немного подумав, со мной согласился. С Фабриковым нужна была убедительная и однозначная аргументация. Что с моим «слабеньким» математическим образованием, но с другой стороны, по-видимому, не плохой интуицией и изобретательностью помогало находить неординарные решения, которые я естественно не мог строго доказать математически. Я, как правило, пользовался аналогиями из различных разделов математики. Например, для юстировки кристалла KDP в довольно сложном устройстве, которое описывать не буду, потому что плохо сам помню, применил метод аналогичный теории движения двойных звёзд вокруг общего центра масс, который прекрасно описан в астрофизической литературе и этот метод сработал для юстировки данного кристалла. Я интуитивно почувствовал в этих процессах некоторую аналогию и в итоге сократил время юстировки чуть ли ни в три раза, а может быть и больше. Назову этот метод так, если можно так выразиться, метод интуитивных аналогий. Для юстировки кристалла KDP обычно применялся метод проб и ошибок - метод последовательных приближений. Но этого можно было и не писать. Просто я слегка увлёкся. Да и нужно было как-то описать сложность во взаимных отношениях с Андреем Фабриковым прекрасным и строгим математиком, а потому в чём-то педантом. А я педантом по своему характеру просто не мог быть. Вообще-то, больше и во многом я надеялся на интуицию и использовал её по максимуму - хотя иногда возможно был и педантом. Но судить о себе самом очень трудно. Кстати, мне однажды Блескин сказал, что таких жёстких людей, как я он ещё не встречал. По-видимому, он был прав - я при всей своей не злобности и уступчивости в мелочах в принципиальных вопросах непоколебим, но в этих случаях я очень вежлив и даже кажусь неуверенным в себе.
Но это вступление вернее уже окончание, а всё начиналось так: Василий Маркелович Катков тогда уже не был директором, вместо него был Сергей Леонтьевич Панарин. И вот однажды после наблюдений на телескопе БТА, которые проводил Катков, мы встретились с ним около комнаты наблюдателей. Я хорошо подготовился и начал с ним обсуждать некоторые астрофизические задачи, связанные с измерением линейной поляризации. А потом и возможность внедрения на Водородном магнитометре измерений линейной поляризации для решения этих задач. Он ряд задач сразу отбросил, как несостоятельных, а некоторыми заинтересовался и пообещал поддержать меня на семинаре, который я хотел организовать с участием Панарина.
Такую возможность я с Панариным предварительно обсудил и он, как нестранно согласился, потому что я ему нужен был для решения некоторых проблем на телескопе БТА. Тогда необходимо было брать на себя дополнительные работы помимо основной работы (Водородный магнитометр), которую Панарин считал не нужной и даже вредной. Мы же конкурировали с ним «за стакан первичного фокуса». Но «закрыть» Водородный магнитометр он не мог, слишком много было на него заявок и, соответственно, наблюдений. И не только наших «советских» наблюдений, но и международных. В «стакане» остались только Панарин, Болеков и я остальных всех, если мне ни изменяет память Панарин из стакана «убрал». Но я кое о чём расскажу ниже. Думаю, это не помешает, а только покажет, как трудно было в то время работать, когда директором был Панарин. Но возможно было бы ещё хуже, если бы был директором кто-то другой, например, из «пришлых», но этого не произошло.
А вообще есть пословица: «На то в море и щука чтобы карась не дремал». Возможно, Панарин и был той щукой, чтобы я карась не дремал. И можно ещё добавить не знаю к месту ли. У Владимира Семёновича Высоцкого есть такие слова: «Коридоры кончаются стенкою, а туннели выводят наверх». Пояснение: здесь слово стенкою означает расстрел! Возможно, моя такая независимая деятельность и привела меня «наверх», а может быть я, просто заблудился в туннелях, которые сам и копал. Но об этом не мне судить! А в отношении щуки и карася можно ещё добавить, что прессинг Панарина привёл к тому, что я хотел того или нет, но вынужден был постоянно совершенствовать Водородный магнитометр. Ставить на нём различные астрофизические задачи, предварительно согласовав и обсудив их с пользователями. А это требовало в какой-то мере изучать астрофизику. А изучал-то я её в основном в процессе бесед с астрономами, а это не просто и так далее и тому подобное. И в итоге, я Панарину очень благодарен, он мне не давал расслабиться, образно говоря ни на минуту. А ведь я, в общем-то, лентяй. И не смотря на это, я практически «жил» не телескопе БТА, да и Панарин тоже. А Жоры Алексеева уже не было, он трагически погиб в автомобильной аварии. Да он к тому времени уже и не работал в САО, а занимался коммерческой деятельностью.
Вообще-то, я тогда вёл себя очень раскованно, рискованно и свободно и, между прочим, мог даже «свернуть себе шею». А иного не оставалось с Панариным можно и нужно вести себя только так. Приведу пример: Панарин организовал вторую «комнату наблюдателей» для инженеров, но я в ней отказался находиться просто пришёл в общую комнату наблюдателей, когда там находился один Панарин. Он спросил у меня, зачем я пришёл и что мне нужно, я же ответил, что пришёл отдыхать. Он объяснил мне, что есть комната для инженеров. Я же ему сказал, что я не просто инженер я сам лично наблюдаю и веду Водородный магнитометр, а потому не понимаю, почему я должен находиться среди простых инженеров. Я ведь должен общаться с наблюдателями, так как сам наблюдаю, а не просто бегаю с тестером за ними, как Фатеев. Может мне с завтрашнего дня уйти с Водородного магнитометра и пусть на нем работают одни астрофизики? Панарин сказал что-то нецензурное и ушёл из комнаты наблюдателей. Больше он к этому вопросу не возвращался и меня не трогал. И это, конечно же, с моей точки зрения характеризует Панарина, как разумного, но своеобразного человека. А, вообще-то, мы с ним были и остаёмся, как совершенно несовместимые, но разумные и своеобразные личности. Но это моя точка зрения. А я по своему характеру «не подарок», - а, кто?! Я и сам толком не знаю. Но не мне судить о самом себе это очень трудно и, по-видимому, невозможно! Кстати, был и такой случай: Панарин поручил мне дополнительную работу по модернизации другого спектрографа UAGS тоже работающего в «стакане» телескопа БТА. Отказаться от этой работы я не мог, понимая, что отказ связан с большими неприятностями. Я сделал необходимые заказы на детали в механической мастерской и стал ждать их изготовления, работая с корпусом спектрографа. Начальником мастерской тогда был Нагубнов. Зная о жёстких сроках проведения работ, я некоторые сложные детали заказал в двух и трёх экземплярах, чтобы с ними можно было поэкспериментировать при сборке устройств. По моим расчётам в сроки я укладывался. И вдруг мне звонит Нагубнов и дрожащим голосом говорит, что в мастерскую приходил Панарин и заявил, что сам начертит необходимые детали, а что уже сделано выкинуть. Я предложил Нагубнову ничего не трогать и пока приостановить работы. Я сказал, что сейчас «спущусь с горы» и поговорю об этом с Панариным, а потом сообщу Нагубнову, что дальше делать. Спустившись с горы пешком, я начал разыскивать Панарина, и нашёл его у Маркенова. Повёл я себя с ним для него совершенно неожиданно. Я заявил ему, что он директор обсерватории и ему не следует подменять работающих у него сотрудников и выполнять за них проводимые ими работы. Тем более без согласования со мной что-то приказывать Нагубнову. Как я выполняю свою работу это моё личное дело и эти мелочи не должны его волновать, он же директор крупнейшей в мире обсерватории, а не конструктор. Я же обязан выполнить поставленные передо мной сроки работ и, как я их выполняю, это никого не касается даже директора и так далее и тому подобное. Говорил я резко и напористо Панарин растерялся, а у Маркенова образно говоря «отвисла челюсть» он такого просто не ожидал. Панарин только спросил для чего лишние детали в трёх экземплярах, я ответил ему, что они мне нужны, чтобы экспериментировать при сборке. Сроки у меня жёсткие и «отступать мне некуда». Я, конечно, рисковал, но вся моя жизнь сплошной риск. Работу свою я выполнил в поставленный срок и ждал когда «подтянутся» другие группы, чтобы испытать прибор на телескопе. Но это так некоторые отступления от темы чтобы показать, как сложно было работать с Панариным. Да, наверное, и со мной тоже я ведь тоже «не сахар». Такой я и есть к несчастью с самого рождения. Ни кто на меня никогда не кричал, я этого просто никогда не допускал. Просто посмотрю человеку в глаза, и этого бывает достаточно, что при этом выражают мои глаза, я не знаю. Пытался кричать на меня только Снегов, глаза при этом у него становились бешенные, но я его просто грубо обрывал и, послав «подальше» уходил не прощаясь. Это, по-видимому, на какое-то время помогало. Таким был, скорее всего, и Шкловский, но мне с ним «пересекаться» не приходилось. Сложности с Панариным возникали ещё и потому, что в это время отсутствовал Фабриков он уезжал на целый год в командировку в Англию. Это привело к тому, что я «остался один на один с Панариным». Витя Бычков, который остался заведовать группой Фабрикова помочь мне ни чем не мог. Потому что я и сам тогда, как говорят «тянул больше на интуиции», то есть больше чувствовал, чем соображал. Всё это привело к тому, что я, в конце концов, был доведён Панариным (но это только казалось со стороны) до полного краха личности, оставалось только взять меня «голыми руками». Но в это время вернулся из командировки в Англию Фабриков и у меня в руках, как говорят «появился козырь». К тому же, в ближайшее время намечался учёный совет, на котором должны были избираться новые научные сотрудники обсерватории. И я подготовил к этому моменту полный список моих научных работ. А так же полный отчёт о проделанных мной к тому времени, и не просто инженерных, но и научно-прикладных работах. И, конечно же, с помощью Фабрикова подал заявку на участие в конкурсе, претендуя на должность старшего научного сотрудника и опережая многих претендентов по количеству научных работ. Я практически «ломал» весь список сотрудников представляемых Панариным для утверждения их учёным советом. Заместитель Панарина по научной работе был, образно говоря в шоке. Опять-таки в то время уже процветала ломающая все ранее созданные устои пресловутая, но общепринятая «демократия». Панарин тоже растерялся и не знал, что делать, он то понимал что «перегнул со мной палку, и она сломалась». Но всё как-то утряслось: Панарин пошёл на уступки, полностью вернув мне, независимость в обсерватории, а я отказался от участия в конкурсе на занимаемую должность старшего научного сотрудника. Всё сказанное только фрагмент в моих сложных отношениях с Панариным. Но мы с ним никогда не ссорились. Он, по-видимому, понимал меня, а я его и поэтому «всё всегда спускалось на тормозах», он никогда не повышал на меня голоса, а тем более я на него. С ним трудно было работать, но всё-таки можно, иногда даже «обыгрывая» его. А ведь ничего другого не оставалось, шёл же развал Советского Союза. А вместе с Советским Союзом падал «в пропасть» и телескоп БТА, оставшийся один без поддержки его малыми телескопами.
Но вернусь к семинару по поводу внедрения на Водородном магнитометре измерения четырёх параметров Стокса. Водородный магнитометр превращался практически в поляриметр, и это была, конечно же, не простая работа, а очень сложная, к тому же во многих отношениях.
На семинаре присутствовало несколько человек - не помню уже кто именно. Помню, что были Панарин, Катков, Глагольков, возможно Рыков и ещё кто-то. Выступал я, а «оппонировал» мне Панарин. Я коротко и сжато рассказал о превращении Водородного магнитометра в поляриметр. А потом перешёл (как Остап Бендер в его «трёпе» о международном шахматном турнире) к преобразованию Водородного магнитометра в комбайн со многими функциями. И, в частности, с камерой Боуэна и с установкой на ней ПЗС-матрицы. Матриц этих тогда ещё и в «помине не было» были только краткие сообщения о них. Об этих матрицах рассказывал мне и Чунтонов. Я так повёл своё выступление, что предложение о частичном превращении Водородного магнитометра в поляриметр Панарин безоговорочно принял, а в части комбайна полностью раскритиковал меня и назвал фантазёром. Я немного поспорил с ним, а под конец семинара нехотя сдался - ну что поделаешь, не принимают новаторства. Я в процессе своего выступления (доклада) поглядывал на Каткова, глаза его смеялись. А Глагольков сидел мрачный, его идея с камерой Боуэна провалилась. Хотя я понимал, что применение камеры Боуэна тем более в наших условиях - это несерьёзно. Итак, когда мы выходили из комнаты, где проходил семинар я немного задержался. Ко мне подошёл Панарин, положил руку на плечо и ехидно сказал: - ну что получил, что хотел…. Я посмотрел безразлично на него и сказал, что этот пресловутый комбайн меня нисколько не интересует, мне нужен был поляриметр. Я сказал это «немного по-другому» с Панариным я был откровенен. Панарин удивлённо посмотрел на меня и вдруг всё понял. Он произнёс нецензурное слово, криво улыбнулся, повернулся и ушёл. Я зашёл к Глаголькову, он сидел мрачный. Я не стал кривить душой и прямо сказал ему, что мне нужен был поляриметр, а не этот пресловутый комбайн. Он не в пример Панарину на меня обиделся и кажется, сейчас уже точно не помню, недели две со мной не разговаривал.
Кстати, а может и некстати, Панарин мне часто говорил: «Твою бы энергию да в мирных целях». А однажды с усмешкой заявил: «Когда ты перестанешь управлять моими старшими научными сотрудниками?». И он был прав, я действительно переговорил со всеми ведущими сотрудникам САО (одиннадцать человек) включая Каткова и Маркенова по поводу того, что телескоп Цейс-600 следует оставить около телескопа БТА и продолжать совместные с этими телескопами наблюдения. Аргументация у меня была достаточно убедительная, и они все ходили к Панарину по очереди, убеждая его оставить телескоп Цейс-600 около телескопа БТА. Но он всё-таки перенёс телескоп Цейс-600 на территорию Казанской астрономической обсерватории находящуюся примерно в километре от телескопа БТА. Этим он лишил возможности работать на нём коллектив САО. Откуда он узнал о моей «подпольной» деятельности я не знаю. А в отношении «управления старшими научными сотрудниками» ничего удивительного нет, ведь шагала по бедной и распластанной перед Западом России жуткая и всё разрушающая безжалостная «демократия».
А, вообще-то, возможно Панариным кто-то и управлял. Но управлял «очень тонко», как финансисты управляют миром - косвенно. И вообще так ли это всё? Знает ли, кто ни будь, что ни будь об этом? А может быть, Панариным никто не управлял, но тогда почему он убрал подальше от телескопа БТА, телескоп Цейс-600 он ведь ему не мешал. А может быть, и мешал…, кто знает?
У Алексея Константиновича Толстого есть такой фрагмент из его сатирической поэмы «История Государства Российского»:
Прогнала рати сила
Поляков снова вон.
Земля же Михаила
Взвела на русский трон.
Свершилося то летом,
А был ли уговор
История об этом
Молчит до этих пор.
Приведу ещё один пример о моих взаимоотношениях с Панариным, и о себе, по-видимому, как анархисте, насколько это соответствует истине, я не знаю. Панарин в бытность свою директором однажды предупредил меня через своего секретаря-референта (и это меня немало удивило), что я обязан присутствовать на очередном расширенном учёном совете. Кстати, перед этим в библиотеке мне передали несколько книг на тему использования дифракционных решёток в жидкой среде для повышения дисперсии. Я удивился и сказал, что этих книг не заказывал. Но мне ответили, что для меня лично их заказали и просили фамилию заказчика мне не называть. Я «пожал плечами», но книги взял. Это произошло примерно за месяц перед учёным советом. Почему-то я решил, что эти книги мне заказал Панарин и внимательно их прочитал. Естественно на учёный совет я пришёл, но сел в задних рядах среди присутствующих. Я «шкурой» чувствовал, что это всё неспроста. И я не ошибся. Я увидел, что Панарин оглядел всех присутствующих и «зафиксировав» меня открыл учёный совет. На учёном совете присутствовало много научных сотрудников из других обсерваторий прикомандированных в САО. Тогда это было модно. Присутствовал на учёном совете и сотрудник Астросовета (но я в этом неуверен, что он из Астросовета) который занимался микрокосмосом. Учёный совет длился долго - на нем решалось много насущных вопросов. И после перерыва на обед дошла очередь и до меня. Панарин сказал, что на учёном совете присутствует наш сотрудник Виктор Георгиевич Штоль, который создал Водородный магнитометр, работающий на телескопе БТА уже много лет. На этом приборе выполнено большое количество наблюдений и не только нашими сотрудниками, но и иностранными. Написано много статей опубликованных в печати. В настоящее время на нём внедряется измерение четырёх параметров Стокса. А также ряд других методик. Виктор Георгиевич активно сотрудничает, как с нашими, так и с зарубежными астрофизиками. Я предлагаю - сказал Панарин - утвердить на учёном совете тему его кандидатской диссертации: «Измерение четырёх параметров Стокса на Водородном магнитометре БТА». Тот Московский сотрудник, что занимался микрокосмосом, сказал, что он не знает о ком идёт речь и присутствует ли он на учёном совете. Я встал и «раскланялся». Тему моей кандидатской диссертации без лишних слов утвердили на учёном совете. Это уже было второе предложение сделанное мне относительно защиты кандидатской диссертации. Первое предложение относительно защиты кандидатской диссертации было сделано мне в политехническом институте города Новочеркасска при защите мной дипломного проекта по теме «Водородный магнитометр БТА». Странно, но оба предложения относительно защиты кандидатской диссертации я принял совершенно равнодушно, что-то подсказывало мне, что это мешает работе с Водородным магнитометром. За кандидатскую диссертацию что-то там доплачивали, но это для меня не играло никакой роли. Я был уверен, если я займусь кандидатской диссертацией, то Водородный магнитометр тут же перестанет существовать, его сразу же «закроют» и исключат из списка работающих приборов. Кстати это же произошло с Водородным магнитометром, когда им занялся Слава Валякин, но я об этом уже писал. К тому же, тревожили книги переданные, по-видимому, Панариным мне через библиотеку. В общем, я искал причину, чтобы не писать кандидатскую диссертацию. Витя Бычков был очень удивлён моим отказом от написания и подготовки диссертации к защите и говорил мне, что такое предоставляется в жизни только один раз и это глупо не использовать. Приведу ещё такой пример: однажды ко мне зашёл домой Нальчиков с бутылкой водки - я только что спустился с «горы» после наблюдений. Время в САО было тревожное. Какие-то группы сотрудников в обсерватории разваливались, какие-то формировались. Но не о них разговор. Мы с Нальчиковым выпили принесённую им водку, и он вдруг мне предложил создать группу по «магнитным» приборам. И перечислил сотрудников, которые должны были войти в эту группу. К его удивлению я сразу же отказался от руководства группой и заявил, что я не буду возражать против такой группы и даже поддержу Нальчикова, но только без меня и естественно без Водородного магнитометра. Нальчиков сказал, что без меня и Водородного магнитометра группу создать нельзя мало «магнитных» приборов. Что меня заставило отказаться от руководства группой я точно не помню, но думаю, что я не хотел отвлекаться от основной работы с Водородным магнитометром. Всё перечисленное невольно наводит на мысль, что я в душе либо анархист или просто эгоист, а может быть и лентяй. Но двойной отказ от защиты диссертации и двойной отказ от руководства группой всё же больше похож на анархизм. Первое предложение возглавить группу, было не прямо высказано Правчуком. После очередной аттестации Правчук обратился к Рыкову с таким предложением, что, по-видимому, следовало бы создать группу во главе со Штолём, для обслуживания магнитных приборов и Рыков согласился. Я же не проявил никакой инициативы. Хотя я сотрудничал с очень большим количеством людей при создании и модернизации Водородного магнитометра. Но все эти временные группы возникали и распадались по мере окончания очередного этапа работы. Как-то Снегов в «комнате наблюдателей» на телескопе БТА присутствовал, когда я уговаривал одного из руководителей электриков о сотрудничестве со мной. Вернее Снегов зашёл в комнату, когда я уже заканчивал разговор. После ухода руководителя электриков Снегов заговорил о том, что мне следовало бы возглавить группу эксплуатации Водородного магнитометра. Я же начал что-то «лопотать» о сложности работы в условиях САО и прочих глупостях. Снегов саркастически ухмыльнулся и назвал меня анархистом, по-видимому, он был прав - я действительно в душе анархист. Непутёвым анархистом назвал меня однажды и Нальчиков. Присутствующий при этом разговоре один из сотрудников САО возмутился, но он возмущался напрасно Нальчиков, как говорят, попал «не в бровь, а в глаз». И действительно, читая сейчас об анархисте-социалисте Михаиле Александровиче Бакунине и анархисте-коммунисте Петре Алексеевиче Кропоткине, я начинаю понимать, что для меня интуитивно не существует классовое общество. Я вернее всего отношусь к людям, для которых бесклассовое общество является наиболее приемлемым и более созидательным с моей точки зрения. Не знаю насколько я прав, так оценивая самого себя, но возможно это так. Хотя оценивать самого себя очень сложно. Кстати, с моей точки зрения даже в бесклассовом обществе всё же существует общественная пирамида, но она строится по принципу интеллектуального развития человека. С моей точки зрения, чем более развит интеллект, тем количество таких людей меньше. Развитие интеллекта процесс тяжёлый и трудоёмкий и не каждый решится на такой шаг. В результате в таком обществе, то есть бесклассовом, строится идеальная пирамида, по-видимому, определяемая только развитием человека - это сложно и, в общем-то, неоднозначно. Хотя об этом возможно и следовало бы задуматься, несмотря на фантастичность всего изложенного. Но от дальнейших рассуждений в этом направлении воздержусь. Не исключено, и даже возможно, сказанное (в последних предложениях) можете принять за фантастику. Но это уже значительное отклонение от основной темы.
13. О поляриметре телескопа БТА.
Поляриметр включает в себя уже известную часть Водородного магнитометра: это устройство для измерения V-параметра Стокса - то есть описанная уже его часть для измерения круговой поляризации звезд. Устройство Водородного магнитометра преобразуемого в поляриметр дополняется двумя четверть волновыми пластинками, которые вводятся по очереди в световой канал Водородного магнитометра. Одна пластинка устанавливается так, чтобы ось её была расположена вертикально - это Q-параметр. А другая пластинка, вводимая вместо первой, имеет ось, повёрнутую на 45 градусов по часовой стреле относительно оси первой пластинки - это U-параметр. Корень квадратный из суммы квадратов Q-параметра и U-параметра определяет модуль - величину линейной поляризации звезды. А угол или азимут этой линейной поляризации равен одной второй (половине) арктангенса отношения U-параметр к Q-параметру. Откуда следует что, измеряя Q-параметр и U-параметр, мы по этим двум измерениям, рассчитываем величину и угол линейной поляризации звезды. А, добавляя к этим двум измерениям третье измерение, это V-параметр, получаем эллиптическую поляризацию этой же звезды. Длинная ось эллипса эллиптической поляризации будет расположена по азимуту линейной поляризации, и отличаться от малой оси эллипса (круговой поляризации) на величину модуля линейной поляризации. Кстати, и это важно, для измерения линейной и эллиптической поляризаций изготовлялись специальные щелевые маски - в этих измерениях использовался только один луч. Испытания поляриметра на телескопе БТА проводимые мной совместно с Раманьковым показали, что на нём в исключительных случаях, можно достичь точностей измерения V-параметра = - 0.009% +/- 0.005%, Q-параметра = + 0.018% +/- 0.005%, U-параметра = - 0.011% +/- 0.005%. Но в то время зеркало было грязное с подтёками на его поверхности и давно не алюминированное. На свежеалюминированном зеркале инструментальная поляризация надо надеяться будет значительно меньше. Кстати, такую высокую точность измерений эллиптической поляризации удалось получить благодаря применению на Водородном магнитометре, а вернее поляриметре дифракционной решётки с меньшим количеством штрихов на миллиметр - возможно даже триста с чем-то. Но точно я не помню, сколько на ней было штрихов на миллиметр. К тому же, при работе во всём спектральном диапазоне который мог быть использован на Водородном магнитометре. Помню, что трудности были с ограничением величины светового потока - нарушалась нормальная работа электронной схемой Водородного магнитометра БТА, а почему я уже не помню. Да и сказывалась, возможно, как-то неподвижность поляриметра в «стакане» - хотя это вряд ли, мы же измеряли инструментальную поляризацию зеркала, а не поляризацию объекта наблюдения. Хотя я уже не помню, какой объект был выбран для проведения этого эксперимента. Этим занимался Раманьков. Вообще-то, в лабораторных исследованиях Водородного магнитометра БТА максимальная относительная точность измерений была, по-видимому, лучше 0.0005%, но 0.0005% было получено надёжно. Эти измерения проводились мной в течение нескольких суток! Но эти измерения относительной точности (указанной в предыдущем предложении) в итоге позволили, надеется на то, что, по-видимому, внедрение модернизации Водородного магнитометра, а именно, точностей измерения магнитных полей с ошибкой 5 - 10 гаусс вполне реально. Но, увы, это по ряду причин осуществить не удалось. Об этом я уже писал во вступительной части этого повествования.
14. О дистанционном управлении Водородным магнитометром БТА при наблюдениях Ар звёзд
А теперь об полуавтоматических наблюдениях при измерениях магнитных полей Ар звёзд на Водородном магнитометре телескопа БТА, которые так и не стали автоматическими, а остались полуавтоматическими наблюдениями. Эти наблюдения проводились вручную из аппаратной телескопа БТА. А управление механизмами Водородного магнитометра, которые находились в «стакане» трубы телескопа БТА выполнялись частично автоматически, но не все, - а большинство из них дистанционно.
Начну с того, что характеристика гнутия Водородного магнитометра в кабине первичного фокуса телескопа БТА получена была давно. Эта характеристика была представлена в виде графика зависимости дельта L в миллиметрах от Z в градусах. Z - зенитное расстояние. Компенсация дельта L вводилась с помощью перемещения «подвижки» вручную по отсчёту делений на стрелочном индикаторе. Индикатор был установлен на «подвижке» и «упирался» своим щупом в перемещаемую её часть. На этой перемещаемой части «подвижки» установлен блок выходных щелей с фотоумножителем EMI. Зенитное расстояние высвечивалось на экране компьютера установленного в аппаратной, которая находится на втором этаже башни БТА. Из этой аппаратной велись наблюдения и управление Водородным магнитометром. Компьютер, на котором высвечивалось: зенитное расстояние «трубы» телескопа, координаты наблюдаемого объекта и многое другое - был соединён параллельно с компьютером управляющим движением телескопа. Этот компьютер находился на ЦПУ - центральный пульт управления телескопом. ЦПУ находится в отдельной комнате отгороженной от подкупольного пространства башни телескопа двойной стеклянной стенкой. Стеклянная стенка была нужна, для того чтобы не нарушать температурного режима подкупольного пространства.
После введения дистанционного режима наблюдений в компьютер находящийся в аппаратной и управляющий наблюдениями была «зашита» характеристика гнутия «трубы» телескопа и аппаратуры Водородного магнитометра находящегося в «стакане» телескопа БТА. По этой характеристике автоматически компенсировалось гнутиё «трубы». Компьютер, если это было необходимо, переходил в режим резидентной программы (но только после окончания одного уже начатого измерения магнитного поля) компенсировал гнутиё и вновь запускал программу наблюдений. О резидентной программе смотри ниже по тексту. Размер максимально допустимого гнутия определялся программно. Расчет же этого допустимого гнутия выходит за рамки простого описания.
Для полного понимания режима дистанционного управления механизмами (ручного или полуавтоматического проведения наблюдений) необходимо рассмотреть технические изменения, в устройстве Водородного магнитометра слегка коснувшись резидентской программы управляющей механизмами. Резидентская программа была предложена, разработана и написана Славой Зиньковским (сейчас и уже давно живущим в Канаде). Как ни странно, никто из маститых программистов САО не знал (а может просто, не хотел глубоко вникать), как можно заставить компьютер управлять механизмами и проводить наблюдения на Водородном магнитометре. А это оказалось возможным при разделении режима работы управления механизмами и режима проведения наблюдений. И это, конечно же, неординарная робота была выполнена Славой Зиньковским. Всегда вначале наблюдений автоматически запускалась резидентская программа, и механизмы устанавливались ею в заданное положение. Затем резидентская программа отключалась и переводила компьютер в режим либо ручного, либо автоматического управления проведением наблюдений. Вначале был реализован режим ручного управления наблюдениями. Режим полностью автоматических наблюдений так и не был реализован из-за сложности и опасности его проведения. О сложности и опасности проведения полностью автоматического режима наблюдений я здесь умолчу - он был описан раньше. Могу только сказать, что полностью автоматический режим наблюдений требовал в корне изменить общий режим наблюдений на телескопе БТА. А это могло повлечь за собою и административные неприятности, которых я естественно опасался и не хотел быть «белой вороной» или по иному можно сказать Джордано Бруно которого, как известно, сожгли на костре. Ведь осторожность не порок, а спешка нужна только «при ловле блох».
А теперь о работе механизмов, и управлении ими, в режиме полуавтоматического, дистанционного проведения наблюдений. Но это не более чем попытка краткого фрагментарного описания!
Начну с того, что на «подвижке» и на механическом блоке управления щелями были установлены два небольших шаговых двигателя. Они управлялись с компьютера резидентской программой - о ней уже говорилось. Шаговые двигатели приводились в движение через КАМОКовские блоки МУШД, которые управлялись через специальные «порты» с компьютера. Но этого я подробно описывать не буду - это не инструкция к пользованию.
А теперь о дистанционном управлении «подвижкой». На индикаторе (который находился на «подвижке») был установлен светодиод, работающий в режиме приёмника света. Здесь следует напомнить, что индикатор был стрелочного типа. Светодиод (приёмник света) был установлен внутри индикатора перед отверстием, просверленным в циферблате индикатора под нулевым положением его стрелки. Перед отверстием, которое перекрывала стрелка индикатора, был установлен второй светодиод, источник света. Когда с помощью шагового двигателя установленного на «подвижке» производилось автоматическое перемещение её подвижной части (двигающейся в заневоленных подшипниках), стрелка индикатора уходила с нулевого положения и на светодиод (приёмник) попадал свет. С этого момента начинали отсчитываться программно шаги шагового двигателя - каждый шаг, которого соответствовал одному микрометру. Шаговый двигатель через редуктор приводил в движение подвижную часть «подвижки» и перемещал её на заданное программой число шагов. Например, сканирование водородной линии, или компенсацию гнутья трубы телескопа и компенсацию гнутия механической части Водородного магнитометра, находящегося в «стакане» телескопа БТА. После тысячи шагов стрелка индикатора приходила в нулевое положение. Это количество шагов запоминалось программой, и дальнейший отсчёт шагов начинался с тысяча первого шага и так далее. Если же стрелка индикатора не достигала нулевого положения, а останавливалась, например, на сотом шаге - эта величина тоже запоминалась программно, и с неё начинался дальнейший отсчёт шагов. Таким же образом шаги отсчитывались и при обратном движении подвижной части «подвижки». Направление движения «подвижки» запоминалось программно. На редукторе «подвижки» приводящегося в движение шаговым двигателем были установлены специальные механические муфты, которые сцепляли или расцепляли редуктор шагового двигателя с шестерней установленной на рукоятке ручного управления «подвижной». Сцепление или расцепление редуктора шагового двигателя с рукояткой ручного привода «подвижки» производилось вручную. Зажимался или отпускался фрикцион, сочленяющий редуктор шагового двигателя с ручным приводом «подвижки». Операция по переводу редуктора в режим дистанционного управления проводилась перед началом наблюдений. Если наблюдения были обычными (без дистанционного управления «подвижкой») редуктор «отключался» и «подвижка» перемещалась вручную наблюдателем в «стакане». «Стакан» - кабина первичного фокуса телескопа, где находится наблюдатель.
При управлении механизмами Водородного магнитометра, дистанционно, в аппаратную на компьютер передавалась вся необходимая информация о положениях его механизмов в данный момент. Эта информация высвечивалась на экране компьютера.
Довольно сложно кратко описать управление и работу механизмов Водородного магнитометра БТА при его дистанционном управлении. Поэтому некоторое фрагментарное их описание, приведённое в тексте, возможно, внесёт некоторую ясность, а может быть, только запутает понимание их работы. Не знаю, судите сами!
А теперь о дистанционном управлении переключением щелей. Здесь тоже только фрагментарное описание.
Устройство дистанционного переключателя щелей устанавливалось на «подвижке» перед блоком щелей и сочленялось винтом с плоской рукояткой перемещения щелей - в плоской рукоятке перемещения щелей был паз, в который входил винт (его резьбовая часть) с цилиндрической головкой и с «накаткой» для затяжки вручную. Винт закручивался и сочленял привод дистанционного переключателя щелей с рукояткой перемещения щелей в их блоке. Плоская приводная пластина с винтом перемещалась шаговым двигателем (о нём уже упоминалось - механический блок управления щелями). На валу шагового двигателя находилась цилиндрическая шестерня, которая сцеплялась с зубчатой рейкой, продолжением которой была плоская приводная пластина с указанным винтом (с цилиндрической накатанной головкой). Зубчатая рейка перемещалась в подвижке с «ласточкиным хвостом». Высокой точности перемещения зубчатой рейки не требовалось - на приводе щелей были точные фиксаторы положений. В связи с этим (с точными фиксаторами положений щелей) некоторый люфт был даже необходим. С компьютера задавалось необходимое число шагов шагового двигателя для перемещения маски со щелями в блоке выходных щелей Водородного магнитометра телескопа БТА. Контроль правильности переключений осуществлялся светодиодами, такими же, как и на стрелочном индикаторе «подвижки», свет от которых перекрывался флажком, сочленённым с зубчатой рейкой устройства.
Всё описанное здесь (имеется в виду дистанционное управление Водородным магнитометром, а не автоматическое), по-видимому, не даёт полной возможности чётко представить себе все нюансы проведённой в этом направлении работы. Подробное описание этих работ только запутает читателей и всё равно не приведет к должному пониманию работы механизмов Водородного магнитометра при его дистанционном управлении. В настоящее время вся эта система управления механизмами давно устарела. Да и вообще это было громоздкое начало, имеющее только историческое значение. Сейчас всё настолько минимизировано и автоматизировано, что многие устройства не подлежат ремонту, а просто выбрасываются на свалку. Но это, конечно же, совсем другая жизнь в совсем других условиях. И возможно даже в условиях продиктованными всемирными финансистами. Приведу такой пример он, в общем-то, показателен. В астрофизике начал внедрятся не физический, а вероятностный расчёт магнитных полей звёзд. Применялась теория вероятностей вместо физики. А это недопустимо и даже преступно с точки зрения науки. Ведь есть что-то типа поговорки слегка перефразированной: «Есть ложь, есть наглая ложь, но есть ещё более наглая ложь это теория вероятностей - вернее статистика».
Кстати для справки, некоторые фамилии в тексте не изменены и являются реальными: Георгиев, Сомов, Каныгина, Фатеев, Дебур, Назаренко, Нагубнов, Городовой, Викульев, Кунгуров, Панфёров, Столяров, Зинковский, Елькин. Например, Елькин, Зиньковский, Столяров, постоянно живут заграницей, и насколько я знаю, возвращаться в Россию не собираются. Фамилии остальных из перечисленных сотрудников упоминаются в тексте фрагментарно.
15. Послесловие
И как обычно в конце всякого повествования, в общем-то, повести - послесловие. Приближался 2000 год. Мной с Валерием Леушиным (как это подробно описано во вступительной части этой повести) была предпринята последняя попытка провести на Водородном магнитометре телескопа БТА уникальные наблюдения магнитных полей ярких звёзд, с высокой точностью измерений 5 - 10 гаусс. Но она, как я уже писал - не удалась. К тому времени многие процессы наблюдений на Водородном магнитометре проводились дистанционно и даже частично были автоматизированы. Наблюдения относительно ярких звёзд можно было в то время проводить из аппаратной телескопа БТА без наблюдателя в «стакане» телескопа. Было разработано и начало обсуждаться направление полной автоматизации наблюдений на Водородном магнитометре. А так же применение на Водородном магнитометре телескопа БТА быстродействующих ПЗС-линеек, но уже с уменьшением по сравнению с фотоумножителем EMI динамического диапазона и точности измерений, но с введением регистрации спектров астрофизических объектов - это как вариант спектральных наблюдений на Водородном магнитометре. Но всё это так и осталось в стадии обсуждений. Страна-то приближалась к своему неизбежному краху, а Чубайс укреплялся и продолжал безжалостно вместе с алкашом Ельциным разваливать и уничтожать Россию - внедрять в ней пресловутую «демократию». А «демократия» тем более в России это полный беспредел ничем не ограниченный и доведённый до полного и плохо понимаемого абсурда.
Эта та самая пресловутая «демократия», которая в облике скелета-смерти идет с косой и выкашивает весь род человеческий под самый корень. Вот это и есть тот самый апокалипсис, который предрекала христианская церковь. Видите, как просто объяснить все происходящее с помощью христианской религии. Да и с помощью других религий, по-видимому, тоже. Главное поместить планету Земля в центре Вселенной и сжечь всех еретиков на кострах. И ведь женщины продолжательницы рода человеческого вполне и запросто могут вернуться к такому мировоззрению и затянуть туда «опущенных демократией» мужчин.
Так есть ли выход из назревающей общечеловеческой катастрофы? По-видимому, есть: первое и самое главное дезавуировать всех мировых финансистов делающих деньги на деньгах и не производящих никаких ни духовных, ни материальных ценностей. И это самое главное, а потом…, что потом, об этом рассуждать не имеет смысла…, но имеет смысл, вернутся к нашей стране России.
Страна Россия вроде бы существует, а связанно ли это как-то с общепринятым понятием - государство? В этом пока трудно разобраться. Да и стоит ли в этом разбираться? Это удел политических деятелей. Кто знает? Может быть, с нашей бывшей страной произойдёт то же, что недавно происходило с Югославией? И это может привести к трудно предсказуемым последствиям. Поэтому оставим это истории мира, которая нам просто-напросто неведома. Но это всё с позиций конца двадцатого века.
По прошествии почти семнадцати лет ситуация не улучшается, а в чем-то возможно и приближается к тому что было в Югославии. В общем-то, все может быть, а может и не быть. Повторюсь: пусть этим занимаются политики. Если они ещё существуют в непонятно какой России. Но это с позиций человека пишущего эти строки и живущего на территории гипотетической Специальной астрофизической обсерватории. А гипотетической, потому что в течение десятков лет теперь уже монстр шестиметровый телескоп БТА остаётся почти в полном одиночестве. И это с моей точки зрения почти такое же преступление, как «холодная» и Вторая мировая война. Но это образно сказано. А виной всему «размахивающая косой демократия» дикое произведение бесчеловечного капитализма. Не могу утверждать, но это могут быть последние «глотки воздуха» погибающего человечества. Это, вообще-то, мрачные перспективы человека живущего на территории пока еще «не утонувшего окончательно» телескопа БТА. А его пытается окончательно утопить «демократия» свободно разгуливающая по несчастной великомученице России. Но кто знает, может быть произойдёт и что-то подобное: - «Страна воспрянет ото сна, и на обломках самовластья напишут наши имена» (текст в кавычках слегка перефразирован). Но думаю, моего имени написано там не будет. Да я и вообще на это бы не согласился. Я ведь не политический деятель. Да и, вообще-то, я возможно просто, а может быть и не просто анархист, а человек, который отрицает любое классовое общество. Во всяком случае, мне так кажется. Но об этом рассуждать дальше смысла не имеет - разговор-то здесь не о том, а Водородном магнитометре БТА. Хотя относительно общего положения человека на планете Земля можно сказать ещё несколько слов.
Нас-то на планете Земля более семи миллиардов, а это уже очень много, но с другой стороны при разумном питании человека и исключении излишеств в его жизни, возможно, это и не много. Но в условиях нашей «сегодняшней» жизни выше сказанное это фантастика. При условии (как уже говорилось) исчезновения, но выражусь резче и даже грубее: при искоренении всемирных финансистов делающих деньги на деньгах и уничтожающих окружающую нас цивилизацию (а уничтожает её, вообще-то, их этих всемирных финансистов - Интеркапитл!) эта фантастика вполне может быть преобразована в реальность. А, вообще-то, есть, кажется, такая украинская пословица - «Дай боже нашему теляти волка сесть».
27 февраля 2017 года.
Г. Устройство Водородного магнитометра БТА
1. Предисловие
Этот текст написан в основном для студентов технических вузов, но возможно он будет интересен также и более старшему поколению.
Николай Полкин, как он пишет, с большим трудом, прочитал мою обзорную повесть о Водородном магнитометре БТА - и это не удивительно. Смотри на сайте proza.ru «Водородный магнитометр БТА». А, вообще-то, это обзорная повесть о «становлении» и работе шестиметрового Большого Телескопа Азимутального (БТА) Академии Наук СССР, о его расцвете «в душной комнате почти без воздуха» и постепенном увядании в этой комнате, - но это образно сказано. Эта повесть написана, как бы «опираясь» на разработку и внедрение Водородного магнитометра на этом телескопе. Кстати, повесть написана «в слишком сжатой форме» - в противном случае она бы превратилась в многотомную рукопись, и её никто бы читать, вообще и частности, не стал. Тем более в наше время когда, в общем-то, не читают, а смотрят в основном видеосъёмки. Таковы интересы основной массы живущих в наше время людей.
Николай Полкин предложил мне написать отдельную повесть о техническом устройстве Водородного магнитометра, в частности, для студентов технических вузов. В этой повести так же будут приведены, некоторые наиболее интересные наблюдения, выполненные на этом магнитометре. Приведён будет так же ряд незаконченных наблюдений довольно интересного объекта, результаты наблюдений которого так и не опубликованы. И вряд ли в ближайшее время кто-то вернётся к наблюдениям этого уникального объекта - сейчас всех больше интересует поиск планет у других звёзд и загадочные ещё малопонятные вспышки каких-то объектов, окружающей нас Вселенной. То, что эти объекты находятся далеко от нашей планеты Земля - это уже установлено, так как наблюдалась одна и та же вспышка в разных странах находящихся достаточно далеко друг от друга.
2. Введение
Специальная Астрофизическая Обсерватория начала строится в конце шестидесятых годов прошлого века, последнего века в этом тысячелетии. А в настоящее время заканчивается 2017 год, то есть начало третьего тысячелетия. В этой обсерватории по первоначальному проекту должно было быть порядка десяти - пятнадцати телескопов разного «калибра», с диаметрами главных вогнутых параболических зеркал от 0.6 метров до 6 метров. Телескоп с главным зеркалом шесть метров, это и есть тот самый БТА - Большой Телескоп Азимутальный. Вот об этом телескопе и его Водородном магнитометре основной рассказ, то есть повесть. Этот телескоп был построен и запущен в эксплуатацию, - но только один из крупных телескопов планирующейся обсерватории. Совместно с этим телескопом работали не более одного, двух телескопов с главными зеркалами меньше метра и только в конце двадцатого века появился телескоп с метровым зеркалом, да и он с трудом «удержался» около шестиметрового гиганта. Необходимо заметить, что примерно в течение двадцати лет в мире не было таких крупных и благоустроенных телескопов. Но об этом смотри обзорную, довольно сложную и потому малопонятную повесть «Водородный магнитометр БТА» выставленную, как уже говорилось в предисловии, на сайте proza.ru. Кстати, об этом же телескопе БТА (Большом Телескопе Азимутальном) написано в ряде произведений так же выставленных на этом же сайте - это: «Портрет злой собаки», «Рационализация дилетантов», «Как с виду сложное становится простым», «О телескопах с зеркалами больше шести метров» и в некоторых других произведениях, но в них о телескопе БТА только упоминается. А уникальность телескопа БТА в том, что на этом телескопе используется одиночное неадаптивное шестиметровое главное зеркало, то есть при диаметре шесть метров толщина его немного более полуметра. Все остальные телескопы в мире, которые больше шести метров (диаметр их главных зеркал) адаптивные, то есть главное зеркало имеет толщину порядка десяти сантиметров и установлено на «разгрузках» управляемых компьютерами. «Разгрузки» это точки, на которые устанавливается зеркало. Эти точки могут слегка перемещаться в вертикальном направлении, меняя тем самым поверхность зеркала, которое гнётся на доли микрометра в зависимости от искажения фронта волны света проходящего через атмосферу нашей планеты Земля. Величина искажений атмосферы фиксируется специальным устройством и по его «командам» компьютеры соответственно управляют «разгрузками», то есть увеличивают или уменьшают давление через «разгрузки» на зеркало, тем самым, меняя его параболическую поверхность, отражающую свет от наблюдаемых небесных объектов. Таким образом, наблюдения объектов как бы выводятся за атмосферу нашей планеты Земля. Это, конечно же, значительное усовершенствование телескопов, но в некоторых редко встречаемых случаях создаёт некоторую неуверенность в результатах наблюдений из-за чрезвычайной технической сложности устройств. При значительных недостатках Большого Телескопа Азимутального (БТА) по сравнению с адаптивными телескопами, он всё-таки достаточно прост и поэтому более надёжен для некоторых уникальных астрофизических задач, - но это уже частные случаи. Кстати, искажения атмосферы нашей Земли можно заметить в жаркий летний день, если посмотреть на предметы за рекой, которые начинают слегка «дрожать», то есть как бы, слегка смещаясь и опять возвращаясь на прежнее место. Если кого-то заинтересует конструкция и работа телескопа БТА, эту информацию можно найти в приведённых выше произведениях или сборниках статей в научном журнале Академии Наук СССР «Астрофизические исследования», Известия Специальной Астрофизической Обсерватории. Особенно много о телескопе БТА (Большом Телескопе Азимутальном) написано в первых номерах этого журнала. Приводится его конструкция и основные технические характеристики.
3. Принцип действия и основные характеристики Водородного магнитометра
Принцип действия Водородного магнитометра - модуляционный, двуканальный, с выводом светового потока с двух каналов на один фотоэлектрический умножитель, работающий в счёте фотонов, которые преобразуются им в поток высокочастотных импульсов и затем регистрируются компьютером, на котором рассчитывается по этим импульсам магнитное поле на наблюдаемой звезде. Если оно присутствует на звезде и величина его достаточна для регистрации Водородным магнитометром. Магнитометр называется Водородным потому, что на нём измеряются магнитные поля на наблюдаемых звёздах по их водородным спектральным линиям, которые формируются в атмосферах этих звёзд. Что такое водородные спектральные линии в атмосферах звёзд и почему и как в этих водородных спектральных линиях звёздных атмосфер измеряются магнитные поля - это уже отдельный раздел астрофизики.
С термином модуляционный принцип, можно ознакомиться в радиотехнической литературе. Например, в учебных книгах по приёмно-передающей радиотехнической аппаратуре. В них рассматриваются принципы передачи радиотехнических сигналов с помощью промежуточных амплитудных и частотных модуляций. Но всё же я попытаюсь, образно говоря «на пальцах», объяснить этот принцип. Световой поток от звезды поступает на устройство, которое преобразует этот световой поток в два независимых параллельно идущих луча. Эти два луча, если на звезде нет магнитного поля, строго одинаковы и, следовательно, их разность равна нулю. Если на звезде присутствует магнитное поле, то эти два луча различаются по интенсивности. Они, например, отличаются по величине, то есть по амплитуде. Но разность этих амплитуд (пропорциональна величине магнитного поля) пренебрежительно мала и может быть зашумлена, «потонуть в шуме», до такой степени, что её невозможно будет зарегистрировать, то есть выделить из окружающего её шума прямым измерением. Для того чтобы выделить её, эту разность (то есть магнитное поле), из шума нужно, во-первых, знать частотный спектр шума и, во-вторых, частотный спектр этой разности (магнитное поле). По-видимому, можно сказать проще: нужно с такой частотой «разбрасывать» эту разность (магнитное поле) по двум каналам, то есть подавать её, то в один канал, то в другой, чтобы все шумы не могли «прицепится» к ней и попасть в приёмник этой величины, то есть компьютер. Вот этот приём и называется модуляцией. Но перед компьютером должно стоять устройство, которое преобразует это магнитное поле в значимую величину, а это некоторый накопитель этих «квантиков» магнитного поля за некоторое время, то есть чем дольше накопление, тем точнее будет величина магнитного поля выделенного из статистического шума. Тут естественно возникает вопрос? А зачем было «городить весь этот огород» с промежуточной частотой - со временем и так магнитное поле выделится из шума по статистическим законам. Но это так только кажется. Без промежуточного частотного фильтра, а это частотная модуляция, в компьютер будут поступать все шумы, сопровождающие сигнал, а частотным фильтром, частотной модуляцией, эти шумы отсекаются - не пропускаются. Как бы эти «квантики» магнитного поля поднимаются модулятором над всеми нижележащими (меньшими) частотами шумов. В случае шестиметрового параболического зеркала Большого Телескопа Азимутального (имеется в виду диаметр зеркала) собирающего свет в «точку», из которой свет поступает в Водородный магнитометр, эти «мешающие» частоты имеют максимум вблизи 10 - 20 герц. В Водородном магнитометре модулирующая частота составляла 260 герц, то есть лежала далеко за пределами всех шумов. В дальнейшем вся оптико-механическая и электронная схема Водородного магнитометра будет описана ниже по тексту.
А теперь перейдём к основным характеристикам Водородного магнитометра. На Водородном магнитометре с полностью открытой входной щелью (весь свет от звезды «проваливается» в эту щель) можно наблюдать звёзды до 4 - 5 звёздной величины (это, вообще-то, яркие звёзды - видимые простым глазом). Более слабые звёзды можно наблюдать с полностью открытой входной щелью, но не слабее 14 - 17 звёздной величины. Чем больше величина - тем слабее звезда. Звёзды слабее 17 звёздной величины излучают небольшой световой поток, который недоступен для Водородного магнитометра - на Водородном магнитометре ведь измеряется магнитное поле звезды. Для наблюдения звёзд ярче 4 - 5 звёздной величины необходимо прикрывать щель, то есть уменьшать световой поток от неё. Относительная точность измерения магнитного поля в процентах поляризации может быть доведена до 0.005 процентов.
4. Назначение Водородного магнитометра
Водородный магнитометр предназначен для измерения магнитных полей звёзд и других астрофизических объектов. Измерение магнитных полей звёзд основано на эффекте Зеемана (смотри учебник по физике), то есть в случае Водородного магнитометра измеряется продольная составляющая магнитного поля звезды. В дальнейшем речь пойдёт об измерениях в видимой области спектра звёзд. Водородный магнитометр работал в основном в области водородных спектральных линий Н-бэта и Н-гамма. Практически, почти у всех звёзд измерения их магнитных полей проводятся по абсорбционным спектральным линиям, то есть спектральным линиям поглощения. В дальнейшем для упрощения речь пойдёт об одной водородной спектральной линии. Спектральная линия поглощения, в частности спектральная линия водорода (по ней работал Водородный магнитометр) это «провал» в спектре звезды. Этот «провал» в непрерывном спектре (континууме) представляет собой постепенное уменьшение светового потока (в частности водородной линии) почти до нулевого уровня и такой же постепенный подъём светового потока, в спектральной линии, до того же уровня континуума. Появление абсорбционной водородной спектральной линии (да и вообще любой спектральной линии поглощения) вызвано тем, что излучение фотосферы, то есть более горячей области звезды (находящейся под более холодной внешней областью - атмосферой) поглощается избирательно атомами атмосферы. Атомы атмосферы в меньшей степени ионизованы по сравнению с фотосферой, так как находятся в области более низкой температуры и соответственно в области более низкого давления, которое возникает в результате притяжения суммарной массой звезды. Кстати, чем больше масса звезды, тем быстрее у неё протекает процесс преобразования вещества и тем короче её «жизнь». Это общая закономерность эволюции всех звёзд. В частности в повести «Водородный магнитометр БТА» выставленной на сайте proza.ru, в разделе «3. О способе измерения магнитных полей звёзд» более подробно описан способ измерения магнитных полей звёзд, и к тому же, продольных составляющих их магнитных полей. Повторю, в нашем случае, на Водородном магнитометре, измерялась продольная составляющая магнитных полей звёзд и к тому же в видимой области спектра.
5. Основная стимулирующая причина изготовления Водородного магнитометра для телескопа БТА
Вначале Водородный магнитометр предполагалось использовать только для измерения магнитных полей быстровращающихся звёзд. У быстровращающихся звёзд за счёт их вращения узкие спектральные линии металлов, по которым в основном измеряются (и фотографически тоже) их магнитные поля - «размываются» и почти исчезают. А водородные спектральные линии, в этом случае, уширяются незначительно, так как они изначально широкие, - но это из области астрофизики. А, вообще-то, только эта причина, уширение и практически исчезновение спектральных линий металлов при быстром вращении звёзд, позволила беспрепятственно разработать, сконструировать и создать Водородный магнитометр для телескопа БТА. На Большом Телескопе Азимутальном (БТА), который оснащён шестиметровым (имеется в виду диаметр) параболическим зеркалом, проводились измерения магнитных полей не только быстровращающихся звёзд, но и всех других магнитных звёзд в основном спектрального класса A, а так же и звёзд классов B и F, частично примыкающих к классу A, да к тому же ещё и белых карликов, - но это уже, повторю ещё раз, из области астрофизики.
6. Краткая «история жизни» магнитометра
Магнитометр, пока только образно, начал свой путь в жизнь с 1970 года, когда я предложил его примитивную оптическую схему на семинаре в лаборатории астросветоприёмников - где я начинал свою работу в Специальной Астрофизической Обсерватории. Но мне объяснили, что для этих работ приглашён аспирант из московского физико-технического института. Но я занимаясь всякими побочными разработками и работами, всё же окончательно не оставлял мысли о магнитометре начиная понимать, что в обсерватории происходит что-то непонятное, подобное басне Крылова: «Лебедь рак и щука». По-видимому, это было предрешено историей - ведь уже начинался, пока ещё малозаметный, развал Советского Союза. Всё это я пишу, чтобы объяснить появление и дальнейший уход в небытиё Водородного магнитометра. Учитывая происходящее в обсерватории, я всё более и более укреплялся в мысли о возможности разработки и внедрении в наблюдения уже Водородного магнитометра, как альтернативе основного магнитометра Специальной Астрофизической Обсерватории. Этот основной магнитометр был изготовлен, но на нём почти не наблюдали - да это и закономерно в связи с тем, что происходило в Стане Советов, да и во всём мире тоже. Уже целенаправленно Водородный магнитометр начал развиваться из спектрофотометра изготовляемого для 60 сантиметрового телескопа, а размер 60 сантиметров - это диаметр главного параболического зеркала телескопа Цейсс-600. Эти работы (со спектрофотометром) начались с 1972 года и постепенно привели к разработке и внедрению на шестиметровом Большом Телескопе Азимутальном (БТА) Водородного магнитометра, который проработал на нём с 1981 года до 1998 года, то есть 17 лет. Как известно - все течёт и изменяется - и потому с уходом моим на пенсию «ушёл из жизни» и Водородный магнитометр. Ведь дальнейшую модернизацию Водородного магнитометра под новые астрофизические задачи и светоприёмники для него проводить было некому - хотя некоторые попытки его модернизации и пытались воплотить в жизнь, но это успеха не имело.
По-видимому, ко всему прочему следует добавить: ведь для того чтобы что-то сотворить, этим нужно жить. А ведь это не каждый сможет сделать, а может быть и не смеет - над ним-то начальники. Не знаю, так ли это? Возможно и не так, - а тогда как?
7. Место «работы» Водородного магнитометра
Начну с того, что Водородный магнитометр работал в кабине первичного фокуса шестиметрового Большого Телескопа Азимутального (БТА). Первичный фокус это то место где собирается в точку свет шестиметровым (имеется в виду диаметр) параболическим зеркалом телескопа от точечного источника света, в частности звезды. Свет от звезды представляет собой светящуюся точку, так как ближайшая к нам звезда, не считая Солнца (кстати, Солнце тоже звезда), находится на расстоянии четырёх световых лет. Световой год это расстояние, которое проходит свет за один год, скорость же света почти 300000 километров за одну секунду. По-видимому, необходимо напомнить, что свет, проходя атмосферу, планеты Земля «размывается» ею и представляет собой нестабильный световой кружёк, размеры которого постоянно изменяются. Наверное, следует добавить, что для уменьшения кружка рассеяния, телескоп установлен в горах Кавказа на высоте 2050 метров. А ближайший к нему посёлок это станица Зеленчукская, которая находится от него на расстоянии сорока километров. Но это расстояние, от башни телескопа до станицы, частично проходит по горной дороге с серпантином. По прямой же линии это расстояние между ними приблизительно тридцать километров. В связи, со сложностью изготовления шестиметрового зеркала, его фокус (напомню, это место где фокусируется свет) выбран в 24 метрах от параболической поверхности зеркала. В результате «труба» телескопа (о ней ниже) вместе с кабиной для аппаратуры и наблюдателя представляет собой конструкцию длиной больше 25 метров. Труба это условное название сложной конструкции из сальных труб, она подробно описана в рассказе «Рационализация дилетантов» помещённом на сайте proza.ru. А теперь несколько слов о «трубе» нашего шестиметрового телескопа. Труба это некий «сленг» оставшийся от первых, как правило, небольших телескопов объективы или зеркала которых находились действительно в трубе. Но у больших современных телескопов сплошных труб нет, а есть некоторая ажурная конструкция тоже из труб, «несущая» многотонную оправу с параболическим зеркалом и кабину наблюдателя - но это раньше, - а сейчас наблюдателя в кабине нет, а помещается в ней только, дистанционно управляемая, светоприёмная аппаратура. Но «сленг» труба, так и закрепился в астрономии - мы тоже им будем пользоваться в дальнейшем. Но вернёмся к Большому Телескопу Азимутальному (БТА). Труба телескопа установлена в вилочной конструкции, в которой эта труба вращается - опускаясь до горизонтального положения «в горизонт» и поднимаясь до вертикального положения «в зенит». Но при наблюдениях труба телескопа не может входить в пятиградусную зону в «зените». Об этом подробно написано в рассказе «Как с виду сложное становится простым» помещённом на сайте proza.ru. Учитывая то, что труба телескопа длиннее 25 метров и вращается в горизонтальной плоскости вместе с вилочной конструкцией более чем на 360 градусов (об этом также смотри в документации по телескопу), башня телескопа имеет диаметр 50 метров. По игре случая диаметр купола башни примерно равен диаметру двух величайших куполов - Пантеона (1 век нашей эры) и собора Святого Петра в Риме (16 век), и по этим параметрам башню Большого Телескопа Азимутального уже никто не превзойдет. А не превзойдёт потому, что сейчас уже таких сооружений для телескопов не строят - в башне в её фае мраморный пол, на потолке фае мозаичные фигуры зодиакальных созвездий подсвечиваемых электрическим светом и многое другое. И всё это, но это в частности, потому, что фокусное расстояние телескопа 24 метра. Но ведь этот телескоп был построен за двадцать лет до появления аналогичных, но более крупных (по диаметру главных зеркал) телескопов в мире. И на этом, в общем-то, единственном телескопе за двадцать лет почти ничего «путёвого» в науке сделать не удалось - да это, вообще-то, и понятно почему, ведь «поддержки» гиганта средними и малыми телескопами не было. Но это печальная история - нет повести печальнее на свете, чем повесть о Ромео и Джульетте или о Центральном Комитете КПСС. Но это последнее - так к слову будет сказано. Хотя по малопонятным причинам даже уникальные наблюдения на БТА и направления в астрофизике, почему-то замалчивались и даже тормозились, а наиболее талантливые астрофизики уезжали за рубеж - ни то ли это всё, Центральный Комитет КПСС? Ведь в него же засылались, и в нём же заводились жуки долгоносики! Но это всё последнее - к тому же слову сказано. Этот параграф закончу тем с чего начал - Водородный магнитометр работал в первичном фокусе, то есть в «стакане» шестиметрового Большого Телескопа Азимутального (БТА) семнадцать лет.
8. Установка магнитометра в «стакан»
«Стакан», это кабина для аппаратуры и наблюдателя расположенная на трубе телескопа в месте его первичного фокуса, то есть там, где находится фокус параболического зеркала при освещении его параллельным пучком света от небесного объекта - в частности, от звезды. Кабина, это специальная цилиндрическая труба с люком для установки аппаратуры и дверью для посадки наблюдателя, в дальнем от зеркала торце «стакана». Кабина - «стакан», крепится к верхнему кольцу трубы телескопа растяжками. Эта конструкция подробно описана в рассказе «Рационализация дилетантов» также помещённом на сайте proza.ru. Водородный магнитометр устанавливался в «стакан» (через люк) с помощью кран-балки, это специальное подъёмное устройство, перемещающееся под забралом башни. Забрало это устройство, с помощью которого открывается часть купола башни для наблюдений. Купол, кстати вес его 1000 тон, установлен на 12 тележках, которые движутся по круговым рельсам по окружности башни и приводятся в движение 12 электродвигателями по 14 киловатт каждый. Поворот башни рассчитан более чем на 360 градусов. При приближении к пределу поворота наблюдатель уведомляется дежурным оператором на Центральном пульте управления (ЦПУ) о приближении к допустимому пределу поворота купола и так далее и тому подобное. А забрало это часть купола башни, которое откатывается на катках с помощью тоже электродвигателя с фазовым ротором мощностью 45 киловатт, на противоположную часть купола - вес забрала 36 тон. В итоге открывается проём в куполе от горизонта до зенита - ширина проёма 11 метров. В этот проём и «смотрит» телескоп. После установки Водородного магнитометра в «стакан» на нём начинались наблюдения.
9. Устройство Водородного магнитометра
По-видимому, этот параграф следует представить в виде нескольких самостоятельных разделов, для того чтобы проще было воспринимать написанное:
1. Раздел. Разработка и изготовление наиболее совершенной и последней, в чём-то необычной, двулучевой схемы магнитометра, на которой проводились уникальные наблюдения магнитных полей по водородным спектральным линиям, - но это уже область астрофизики.
2. Раздел. Разработка и изготовление спектрофотометра.
3. Раздел. Разработка и изготовление поляриметрической приставки к спектрофотометру - первый вариант ещё примитивного Водородного магнитометра для телескопа Цейсс-600.
4. Раздел. Подготовка Водородного магнитометра (ещё одноканального) для перевода его на Большой Телескоп Азимутальный (БТА) - первые наблюдения на телескопе БТА.
5. Раздел. Введение в оптическую схему Водородного магнитометра усовершенствований, и второго канала (двулучевая схема), - они работали на один фотоэлектрический умножитель.
6. Раздел. Просветление оптики и замена некоторых элементов оптической схемы Водородного магнитометра, с целью увеличения его оптической пропускной способности.
1. Раздел
Двулучевая схема Водородного магнитометра была последним «предзакатным» его устройством. Устройство это набор:
1. Необходимых механических конструкций.
2. Оптико-механических систем двулучевой схемы.
3. Электронных схем находящихся частично в кабине первичного фокуса Большого Телескопа Азимутального (в дальнейшем БТА) и аппаратной этого телескопа - в дальнейшем просто аппаратной БТА, то есть аппаратной телескопа БТА.
4. Как минимум одного компьютера (не считая компьютеров для управления телескопом).
5. Кабельных соединений аппаратной БТА с кабиной первичного фокуса телескопа БТА.
6. В то время, так называемого крейта КАМАК. Один крейт в аппаратной телескопа БТА, а другой в кабине первичного фокуса. Для некоторых наблюдательных задач, в честности для измерения магнитных полей звёзд и некоторых не экзотических объектов наблюдения проводились без наблюдателя в кабине первичного фокуса телескопа БТА. Эти наблюдения проводились с полуавтоматическим дистанционным управлением.
7. В аппаратной БТА, в крейте КАМАК, так называемых - станций КАМАК: электронных счётчиков, электронных часов, специального электронного блока для управления магнитометром тоже размещённого в крейте КАМАК, но не входящего в систему КАМАК, электронного таймера управляющего режимом наблюдений на телескопе БТА.
8. В кабине первичного фокуса БТА, в крейте КАМАК - станций КАМАК: А) - микропроцессора. Б) - электронных блоков МУШД для управления шаговыми двигателями. В) - электронных устройств, также входящих в систему КАМАК, для управления механизмами магнитометра. Эти устройства считывают данные со стрелочного индикатора перемещения подвижной части - так называемой «подвижки». «Подвижка» - местный сленг астрофизиков. А, вообще-то, некоторого специального прецизионного механического устройства для перемещения светоприёмной аппаратуры, которая установлена на его подвижной части. Г) - там же конечных выключателей. Д) - устройства переключения щелей в двулучевой схеме магнитометра (о ней по тексту ниже, в данной части повести просто идёт перечисление устройств).
Примечание 1: все эти устройства были соединены кабелями с аппаратной БТА - об этих кабелях указанно в предыдущем пятом пункте.
9. Большим набором компьютерных программ, зачастую прецизионных: А) - для считывания данных с магнитометра. Б) - его тестирования в процессе наблюдений. В) - для проведения в процессе наблюдений, контроля режима работы магнитометра. Г) - для контроля сбоев возникающих в процессе наблюдений. Д) - для сравнения статистик по распределению Пуассона и Гаусса (нормальное распределение). Е) - специального метода «до счёта», который позволяет проводить измерения ошибок (по Пуассону и Гауссу) только по одному измерительному каналу в двулучевой схеме магнитометра. Ж) - для контроля среднеквадратической ошибки (Гаусс) и ошибки по Пуассону в процессе измерения линейной и эллиптической поляризации. Кроме основных программ были и другие, а так же «сервисные», о которых я умолчу.
Примечание 2. Измерения линейной и эллиптической поляризаций в схеме с неподвижным магнитометром нерационально, то есть Водородный магнитометр в кабине первичного фокуса не вращался. А потому, контроль «ошибки» поляризации при вращении поля телескопа БТА был ненадёжен - сложна привязка к нулю, но это уже «тонкости», о которых здесь говорить неуместно.
Примечание 3. Но всё же добавлю. Измерение линейной и эллиптической поляризаций на телескопе БТА по ряду причин нерационально и было принято мной в связи с необходимостью точного измерения контура спектральных линий при наблюдении белых карликов, - но это уже больше относится к методике измерений и я неуверен, что это заинтересует кого-нибудь. Да и вообще (не знаю, насколько я прав) проведение прецизионных измерений при наблюдениях астрофизических объектов дело сложное и маловероятное. Поясню, когда от объекта проходит большой поток квантов и можно получить высокую точность, такие объекты не рассматриваются на заседаниях комиссии по делению наблюдательного времени на телескопе БТА. А переадресовываются на малые телескопы других обсерваторий. Могу только добавить - возможно, это связано с тем, что как таковой обсерватории, как не было в СССР так тем более, не стало и в Российской Федерации. Но при условии «нормальной» обсерватории со многими телескопами разных калибров, я не уверен, что в ней был бы Водородный магнитометр. Но такие рассуждения больше похожи на гадание на кофейной гуще - я ведь не астрофизик. А кто я? И как я попал в астрофизику? Но это уже совсем другая история.
Примечание 4. Весь этот комплекс оборудования двулучевой схемы Водородного магнитометра создавался для высокоточного измерения магнитных полей по водородным спектральным линиям Н-бэта и Н-гамма. Возможно, при глубокой заинтересованности ведущих астрофизиков, а она это заинтересованность вроде бы была, он бы мог развиваться и дальше, но это сомнительно, так как астрофизика как таковая в Российской Федерации начинала мешать разрушительному шествию капитализма в этой стране! Но это не более чем частное мнение.
10. Описание схемы Водородного магнитометра начну со стандартного оптико-механического блока, этот блок спектрограф UAGS - универсальный, астрофизический, дифракционный спектрограф. Дифракционный потому что в качестве устройства разлагающего свет от звезды в спектр используется дифракционная отражательная решётка. Такая решётка и её принцип действия описаны в учебниках по физике. Если кратко - в этом случае спектрограф представляет собою оптико-механическое устройство. Это устройство включает в себя: входную щель, диагональное зеркало с отверстием, сферическое зеркало с фокусным расстоянием один метр, дифракционную решётку с приводом для её поворота. Все остальные навесные устройства спектрографа UAGS в схеме Водородного магнитометра не используются за исключением окулярного подсмотра щели. Входная щель представляет собой две зеркальные «щёчки», раздвижение которых и организует входную щель. Входная щель оснащена приводом, с помощью которого регулируется её ширина. Ширина щели видна в окулярный подсмотр, который при дистанционном управлении магнитометром был заменён ЭОП-ным подсмотром. Краткое пояснение: ЭОП-ный подсмотр это устройство, включающее в себя электронно-оптический преобразователь, передающий изображение входной щели в аппаратную телескопа БТА. В аппаратной находился наблюдатель, управляющий Водородным магнитометром при его дистанционном управлении.
11. Перед спектрографом UAGS расположены блоки, в которых находится поляриметрическая оптика Водородного магнитометра в последнем его двулучевом варианте. Эта оптика, находящаяся перед щелью спектрографа, включает в себя: 1. Входную линзу, преобразующую фокус главного вогнутого шестиметрового зеркала с 24 метров в 72 метра или по-другому относительное отверстие 1 к 4 в относительное отверстие 1 к 12. Вертикальную входную щель (но не входную горизонтальную щель спектрографа, которая находится за вертикальной щелью и всей поляриметрической оптикой магнитометра). На входной вертикальной щели магнитометра расположен фокус главного зеркала телескопа БТА уже с относительным отверстием 1 к 12 или фокусным расстоянием 72 метра. Или по-другому, на вертикальной входной щели строится изображение наблюдаемой звезды. 2. За вертикальной щелью находится линза, которая преобразует расходящийся пучок света от звезды в пучок параллельно идущих лучей. Эта линза называется коллимирующей линзой или проще коллиматором. 3. За коллиматором установлен блок из двух четвертьволновых пластин, попеременно вводимых в пучок уже параллельных световых волн идущих от звезды. Для справки: следует заметить, что перед четвертьволновой пластиной (q-параметр) для точного сканирования контура водородной линии звезды вводится после коллиматора поляроид с вертикальной поляризацией. 4. За всеми этими пластинами находится электрооптический элемент, четвертьволновой, который управляется разно-полярными (+ или -) высоковольтными прямоугольными импульсами (4 - 5 киловольт), следующими с частотой 260 герц. С такой частотой измеряются либо круговая поляризация (четверть волновые пластины выведены), либо составляющие линейной поляризации (q-параметр или u-параметр, то есть водятся попеременно либо одна, либо другая, четвертьволновые пластины). Но это последнее предложение как бы значительное опережение повествования, его нужно просто принять к сведению и не больше. 5. После электрооптического четвертьволнового элемента в дальнейшем KDP (так обозначается кристалл, из которого выполнен этот четвертьволновой элемент) находится линза. Эта линза преобразует параллельный пучок света в сходящийся пучок света. Этот сходящийся пучок света разводится в пространстве кристаллом исландского полевого шпата на два луча, то есть на обыкновенный луч и необыкновенный. Лучи разводятся на несколько угловых градусов. Линейное же разведение лучей зависит от длины кристалла. К тому же, сама призма из этого кристалла собрана из двух половинок повёрнутых относительно друг друга на девяносто градусов, это устройство обеспечивает симметричное разведение лучей. Симметричное разведение лучей необходимо в случае использования обеих лучей, а в двулучевой схеме используются оба луча. Эти оба луча сфокусированные, предварительно указанной линзой, поступают на входную щель спектрографа UAGS. Замечу для справки, что в этом случае в аппаратной БТА на экране управляющего магнитометром компьютера видны два изображения наблюдаемой звезды, они возникают в результате использования в магнитометре двух лучей. Эти два изображения звезды передаются в аппаратную с помощью указанного выше электронно-оптического подсмотра установленного на спектрографе UAGS.
12. На выходе из спектрографа двух параллельных пучков света, разложенных в спектры, посылаемых дифракционной решёткой, находится внешнее навесное устройство. Это линзовая камера, то есть линзовый просветлённый триплет, который помещён в металлический корпус. Корпус камеры снабжён устройством, позволяющим перемещать триплет в камере, поднимая или опуская его для точной фокусировки изображения спектра на выходных щелях Водородного магнитометра. Устройство фокусировки оснащено шкалой, деления которой позволяют использовать линзовую камеру в других аналогичных оптических приборах. 1. Корпус камеры оснащён верхним и нижним идентичными фланцами. На верхний фланец ставится «подвижка» - о ней было сказано выше. 2. «Подвижка» это основное электромеханическое устройство Водородного магнитометра (в основном механическое), которое позволяет с высокой точностью наводиться на водородную спектральную линию (или линии) и проводить по ней наблюдения астрофизических объектов. 3. Кстати, для точного наведения на спектральную водородную линию используется водородная лампа. К тому же, лампа была оснащена мощным никодимовым постоянным магнитом позволяющим создавать эффект расщепления водородных линий продольным магнитным полем. Но о постоянном магните в водородной лампе это возможно излишняя информация, так как устройство, расщепляющее водородную линию, практически не использовалось в наблюдениях, а только при тестировании Водородного магнитометра. Но эта методика до конца не была доведена «не хватало времени, заняться этим вплотную». 4. Для дистанционного управления магнитометром, без наблюдателя в кабине главного фокуса, «подвижка» была оснащена необходимыми устройствами для её дистанционного управления, при этом точность её работы была значительно повышена. На «подвижке» был установлен шаговый двигатель, который управлялся наблюдателем, находившимся в аппаратной БТА. Для перехода от ручного управления «подвижкой» к дистанционному управлению на ней была установлена фрикционная муфта. Эта муфта вводилась в зацепление вручную соответствующей рукояткой при подготовке «подвижки» к дистанционному управлению. 5. Кстати, точность считывания информации с её стрелочного индикатора была доведена до одного микрометра, то есть, повышена в десять раз (это обеспечивалось специальным комплексом компьютерных программ при дистанционном управлении «подвижкой»). 6. К тому же, в процессе наблюдений периодически, чем ближе к горизонту, тем чаще, проводилась коррекция её подвижной части несущей механизм переключателя выходных щелей, линзовый конденсор и фотоэлектрический умножитель с электронным полупроводниковым усилителем и формирователем импульсов - эта коррекция необходима в связи с атмосферной рефракцией. 7. Также проводилась коррекция смещения подвижной части «подвижки» возникающего при изгибании механической части магнитометра при разных углах наклона трубы телескопа БТА к горизонту. Величины этих смещений были «зашиты» в программу управления Водородным магнитометром. 8. На перемещаемой части «подвижки» был установлен блок выходных щелей магнитометра с механическим переключателем щелей. В случае дистанционного управления переключатель щелей сочленялся с приводом шагового двигателя, управляющего переключателем. В этом случае переключатель щелей управлялся из аппаратной БТА, где находился наблюдатель, ведущий наблюдения в дистанционном режиме.
13. Блок выходных щелей Водородного магнитометра был изготовлен из стальной заготовки размером 120 на 110 миллиметров и высотой 45 миллиметров. Выбор такого варианта был принят из соображений компактности и прочности устройства. Внутри блока с высокой точностью установлены цилиндрические направляющие, по которым перемещалось устройство несущее стальную специальную каретку. На каретке были установлены 12 шарикоподшипников, которые были распределены на 4 тройки, охватывающие направляющие под углом 120 градусов. По каждой из двух цилиндрических направляющих каталось 6 шарикоподшипников (несущих каретку) собранных в две тройки. Таким образом, люфт полностью исключался. Приблизительно такое же устройство на шарикоподшипниках было применено и на перемещающейся части «подвижки», но это так - для справки. Внутрь каретки блока выходных щелей по шлифованным направляющим «вдвигалась», тоже шлифованная пластина, то есть корпус выходных щелей, с наклеенными на неё щелями. Для изготовления щелей в корпусе маски сверлились отверстия, на которые под микроскопом наклеивались кусочки металлических лезвий от безопасной битвы. Как правило, использовались лезвия «Нева». Для переключения этих щелей, то есть фиксации перемещения щелевой маски с наклеенными на неё щелями, вне корпуса блока, на рукоятке переключателя был помещён фиксатор. На пластине, то есть рукоятке, с помощью которой наблюдатель двигает каретку, установлена деталь, в которой вырезаны три треугольных паза. В эти пазы попадает миниатюрный шарикоподшипник, закреплённый на пружинной пластине, который и фиксирует положение каретки. Для перемещения каретки нужно приложить некоторое усилие. При переключении щелей слышен характерный щелчок. Этот фиксатор определяет положение щелевой маски внутри корпуса блока относительно «ниток» двух спектров сфокусированных в фокальной плоскости камеры спектрографа UAGS, и именно так, чтобы эти спектры попадали в нужные щели маски. На этих спектрах фиксатором фиксируются щели маски, то есть он как бы наводят щели маски на эти два спектра. Кстати, при дистанционном управлении магнитометром в аппаратной, где находится наблюдатель, через «громкую связь», то есть микрофон слышны щелчки переключателя щелей, - но это так, кстати. На блок выходных щелей устанавливался ФЭУ (фотоэлектрический умножитель) перед которым находился линзовый просветлённый конденсор, состоящий из трёх положительных линз который собирал свет после выходных щелей и фокусировал его на фотокатоде ФЭУ. Вся это оптика и ФЭУ были помещены в стальной корпус, на который ставился предварительный полупроводниковый усилитель. Усилитель был размещён в двух отсеках алюминиевого корпуса, а в третьем отсеке находился амплитудный дискриминатор и выходной формирователь импульсов передаваемых в аппаратную БТА по коаксиальному кабелю. В аппаратной БТА импульсы, приходящие с формирователя установленного на ФЭУ, подавались на электронный блок управления режимом работы магнитометра находящийся в крейте КАМАК, как об этом уже говорилось выше по тексту. В аппаратную импульсы приходили уже не прямоугольными, а очищенными от высокой частоты и близкими к распределению Гаусса. Но это уже высшие материи, о которых здесь говорить просто неуместно, - но если только в примечании.
Примечание 5. Импульсы после формирователя имели прямоугольную форму и при частоте больше 12 - 15 мегагерц начинали «слипаться», то есть, образно говоря, два импульса превращались как бы в один, а в итоге нарушалась статистика, и это сразу же приводило к тому, что магнитометр фиксировал повышенное количество сбоев. В этом случае необходимо было прикрывать входную щель для уменьшения светового потока от звезды. Звёзды ярче 4 - 5 величины на Водородном магнитометре с полностью открытой щелью наблюдать было нельзя. Был найден вариант повышения частоты приходящих импульсов, но он не был реализован по ряду причин. Хотя одну из причин можно и указать - яркие звёзды наблюдать на шестиметровом метровом телескопе было сложно. Такие наблюдения, комиссией по распределению наблюдательного времени на телескопе БТА, переадресовывались на телескопы других обсерваторий. Но это уже выходит за рамки простого описания работы магнитометра.
14. Электронный блок управления режимом работы магнитометра, в дальнейшем ЭБУМ, то есть «электронный блок управления магнитометром». Кстати, на лицевой панели этого блока ЭБУМ имелся ряд разъёмов, через которые посредством «перемычек» управлялись электронные счётчики, принимались сигналы с электронных часов, и управлялся таймер. На этой панели находилась так же рукоятка дискретного переключателя, который задавал режим накопления импульсов в опорном канале, и он же (опорный канал) в свою очередь управлял режимом накопления импульсов в информационном канале. Об этом режиме работы Водородного магнитометра смотри ниже по тексту - описание поиска путей обеспечивающих работу магнитометра с минимальными искажениями статистических ошибок.
15. Блок ЭБУМ принимая сигналы, то есть сформированные импульсы с ФЭУ, преобразовывал их в поток импульсов «привязанных» к частоте 10 мегагерц. Такую частоту генерировал кварцевый генератор, управляющий всеми режимами работы ЭБУМ. Привязка к одной частоте (10 мегагерц) позволяла синхронизировать работу всей схемы ЭБМУ. И к этой же частоте были «привязаны» все внешние устройства: электронные счётчики и прочие станции КАМАК участвующие в наблюдениях. Такой режим работы обеспечивал перевод статистического сигнала с ФЭУ в цифровой код «привязанный» к синхронизующей частоте 10 мегагерц. Основным устройством, преобразующим статистический поток импульсов с ФЭУ в цифровой код, была микросхема К155ТМ2 включающая в себя два триггера управляемых, как и вся электронная схема Водородного магнитометра, этим же кварцевым генератором с частотой 10 мегагерц. Формирователь выполнен на микросхеме К155ТМ2. Схема и описание микросхемы К155ТМ2 приведено в «Справочнике по интегральным микросхемам», Москва, «Энергия», 1980 год. Эта информация явно избыточна, так как давно устарела и приведена здесь, для того чтобы показать с какими устройствами тогда работали.
16. А теперь немного о поиске путей обеспечивающих стабильную работу магнитометра в режиме цифрового управления информацией. То есть преобразования статистического сигнала в равноценный ему цифровой код. Но в цифровой код с минимальными потерями информации, которые могут возникнуть при большом световом потоке от астрофизических объектов - часто следующих световых квантов, частота следования, которых не должна значительно превышать 10 - 12 мегагерц. Дальше немного о процессе разработки магнитометра. Водородный магнитометр работал с одним ФЭУ, статистической разброс импульсов которого на 10 - 15 процентов увеличивал среднеквадратическую ошибку выборки по отношению к ошибке по Пуассону. Выборка непосредственно напрямую связанна с распределением Гаусса - чем больше выполнено измерений, тем ближе мы приближаемся к распределению Гаусса, но дальше уходим от ошибки по Пуассону. Замена типов ФЭУ мало что меняла. Становилось очевидным, что отличие разброса импульсов ФЭУ на 10 - 15 процентов, то есть среднеквадратической ошибки от ошибки по Пуассону (ошибки эти тоже отличались друг от друга в среднем где-то на 12 процентов, но ошибка по Пуассону меньше) связано с работой электронной схемы Водородного магнитометра. А это распределение импульсов по каналам - каналы это электронные счётчики в крейте КАМАК. Один счётчик информационный, а второй счётчик опорный. И, по-видимому, такое распределение импульсов по каналам связано с тем, что момент переключения каналов, не синхронизован с потоком импульсов с ФЭУ. Иногда возможно импульс с ФЭУ пропускается, то есть момент переключения совпадал с небольшой, почти уже исчезающей частью его заднего фронта, но чаще один импульс воспринимается схемой как два импульса - один и тот же импульс попадал в оба канала. Из этих соображений следовало, что поток статистических импульсов с ФЭУ необходимо синхронизовать с работой электронной схемы Водородного магнитометра. И более «строго» распределять импульсы по двум каналам - счётчикам, а это значит имитировать один из каналов, как опорный с неким целым постоянным числом задаваемых в нём импульсов, в частности, 100, 1000, 5000, 10000, 25000 и так далее - на переключателе было восемь фиксированных положений. И никак не связывать первый, опорный канал, со статистическим разбросом импульсов приходящих с ФЭУ. В этом случае второй информационный канал сохраняет статистический разброс импульсов и строго подчиняется распределению Гаусса. Кстати, при большой выборке распределение Гаусса стремится к распределению Пуассона. Это проверенно экспериментально на Водородном магнитометре. Так как же организовать работу электронной схемы Водородного магнитометра, чтобы обеспечить такой режим работы? Для этого необходимо синхронизовать работу всех элементов электронной схемы Водородного магнитометра от одного кварцевого генератора. В схеме использовался кварцевый генератор с частотой 10 мегагерц. Этот же кварцевый генератор управлял неким устройством, то есть электронным преобразователем статистического потока импульсов с ФЭУ в поток импульсов, тоже статистических, но «привязанных» к частоте 10 мегагерц. Такой преобразователь, рассмотренный выше по тексту, выполнен, как уже говорилось на микросхеме К155ТМ2 включающей в себя два триггера управляемых, как и вся схема Водородного магнитометра, этим же кварцевым генератором с частотой 10 мегагерц. Поток импульсов распределялся по двум каналам - электронным счётчикам. Переключение каналов осуществляется именно в тот момент, когда информационный импульс отсутствует, это осуществляется за счёт синхронизации всей схемы кварцевым генератором. Дальнейшее всё рассмотрим как некий наглядный пример управления магнитометром. Это касается в основном фаз управления, они могут быть и другими, но это не так уже важно для понимания. Один из каналов, а это опорный счётчик, заполняется, например, импульсами в моменты, когда на четвертьволновой электрооптический элемент, в дальнейшем просто электрооптический элемент, подаётся положительный прямоугольный высоковольтный импульс. В этом случае на ФЭУ попадают кванты, например, с левосторонней круговой поляризацией. Затем ФЭУ преобразует эти кванты в электронные импульсы, которые усиливаются и подаются на микросхему К155ТМ2, с помощью которой импульсы синхронизируются, то есть «привязываются» к общей «окварцованной» частоте электронной схемы Водородного магнитометра. Здесь привожу только краткое, фрагментарное описание способа управления этим электрооптическим элементом. При отрицательном прямоугольном высоковольтном импульсе на электрооптическом элементе - KDP, этим элементом пропускаются кванты с правосторонней круговой поляризацией. Эти кванты также преобразуются ФЭУ в электронные импульсы и тоже поступают на микросхему К155ТМ2, которой эти импульсы «привязываются к окварцованной частоте» электронной схемы Водородного магнитометра, и потом они поступают на вход информационного счётчика. Опорный же счётчик, как уже говорилось, также заполняется после переключения электрооптического элемента - KDP, то есть когда на нём устанавливается плоская вершина положительного высоковольтного импульса. Таким образом, в те моменты времени, когда на электрооптическом элементе - KDP положительный прямоугольный высоковольтный импульс, то заполняется импульсами сначала опорный счётчик. А после заполнения опорного счётчика с него подаётся сигнал на остановку накопления импульсов на информационном счётчике, который в это время не работает, ведь на электрооптическом элементе - KDP в это время положительный высоковольтный импульс и работает опорный счётчик. Поэтому сигналу с опорного счетчика, на мониторе установленном в аппаратной телескопа БТА, высвечивается количество импульсов зарегистрированных информационным счётчиком. Это же количество импульсов информационного счётчика сохраняется в ЭВМ управляющей проведением наблюдений на Водородном магнитометре БТА. Счётчики «обнуляются» и снова начинают заполняться информацией, начиная с опорного канала, а за ним и счётчик информационного канала. Таким образом, проводятся наблюдения на Водородном магнитометре БТА. После десяти измерений автоматически проводится обработка этих измерений: рассчитывается магнитное поле (если оно есть) на наблюдаемой звезде. Для этого из общего накопленного количества импульсов с начала наблюдений звезды вычитается количество импульсов накопленных за это время в опорном канале (нестатистическая величина) и делится на удвоенное количество импульсов опорного канала и затем умножается на магнетон Бора. Только с той разницей, что с точностью до статистики почти равные среднеквадратическая ошибка и ошибка по распределению Пуассона, рассчитываются по статистическим характеристикам одного только информационного канала - эти ведь ошибки неискажённы математическими преобразованиями и техническими неконтролируемыми прерываниями.
Примечание 6. Обычно магнитное поле рассчитывается следующим образом: 1. Берётся разность накопленной информации в каналах и делится на сумму информаций в каналах, а затем умножается на магнетон Бора. 2. В нашем же случае деление производится на постоянное число, которое, как правило, незначительно отличается от знаменателя в 1-ом вышеприведенном случае. Такие незначительные отличия возникают при магнитных полях определяемых по водородным спектральным линиям звёзд в основном класса A и слегка примыкающим к ним классов B и F. Приближение же к классу G исключает применение Водородного магнитометра для таких измерений. Звезда «изрезана» таким количеством различных спектральных линий, что водородные линии Н-бэта и Н-гамма выделить в них трудно - настолько они завуалированы другими спектральными линиями. Кстати, встречаются звёзды в спектральном классе B и даже в спектральном класса A с узкими водородными спектральными линиями, измерять магнитные поляна которых на Водородном магнитометре затруднительно, а бывает и не возможно. Но это уже экзотика и об этом писать не имеет смысла.
17. А теперь пора вернутся к двулучевой схеме Водородного магнитометра. Начнём с наведения на звезду. Выполняется это следующим образом - два изображения наблюдаемой звезды появляются на зеркальных щёчках входной щели спектрографа UAGS при наведении телескопа БТА на эту звезду. Эти изображения звезды «проваливаются» во входную щель относительно её центра. Эта операция выполняется наблюдателем, ведущим наблюдения. И в результате на выходе из спектрографа UAGS организуются два спектра наблюдаемой звезды. Так откуда появляются два изображения звезды? Два изображения звезды, как уже говорилось раньше, возникают потому, что луч света проходит через поляризационную оптику Водородного магнитометра находящуюся перед спектрографом. Эта оптика преобразует свет в два луча, которые появляются на выходе призмы из исландского полевого шпата. Эти лучи проходят в горизонтальной плоскости, потому что входная щель спектрографа расположена горизонтально. Такова конструкция спектрографа UAGS. Поэтому оба спектра построенные дифракционной решёткой этого спектрографа и сфокусированные объективом камеры, установленной на спектрографе, находятся в горизонтальной плоскости и расположены один за другим относительно гипотетического наблюдателя. Этот наблюдатель как бы находится со стороны органов управления спектрографом UAGS. В этом гипотетическом случае, если смотреть сверху в окуляр, фокус которого находится в плоскости выходных щелей магнитометра (маска с выходными щелями извлечена), то спектры будут видны сверху, то есть один за другим. Это если смотрящий в окуляр, как уже говорилось, находиться со стороны манипуляторов управляющих спектрографом (привод решётки и входной щели), в этом случае один спектр будет находиться ближе к нему, а второй дальше от него. Кстати, таким же образом спектральная линия, например, Н-бэта вводится в щели специальной маски, которая предназначена для установки дифракционной решётки в нужное положение по водородной лампе, о которой сказано выше по тексту. После этой операции окуляр снимается, а на его место устанавливается ФЭУ со всеми своими устройствами (тремя линзами и усилителем с формирователем). Затем к этому блоку ФЭУ подсоединяются кабели. А водородная лампа отключается. Возможно, информация об установки дифракционной решётки по водородной лампе избыточна, но она, по-видимому, не помешает. А теперь необходимо перейти к краткому описанию принципа работы двулучевой схемы Водородного магнитометра. По-видимому, уже понятно, что величина разделения спектров на два луча - это величина постоянная и она равна разведению их призмой из исландского полевого шпата. Повторюсь, это непосредственно зависит от длины призмы состоящей из двух равных половин, то есть цилиндрических столбиков из исландского полевого шпата, повёрнутых относительно друг друга на 90 градусов. Это заложено в конструкции магнитометра. Оговорюсь, рассматривается только одна спектральная водородная линия, например, Н-бэта и, соответственно, для неё щелевая маска. Итак, в каретку вдвигался корпус маски с наклеенными на него щелями. На этой маске находится пять щелей, ширина которых строго одинакова. Расположение их на маске такое: в дальней от наблюдателя (находящегося слева то спектрографа, если смотреть от двери «стакана», то есть кабины) находятся четыре небольших по высоте щели. А в ближней к наблюдателю части маски более длинная щель, в которую «проваливаются» оба спектра, если каретка полностью введена в блок выходных щелей и установлена на фиксатор. Эта щель для «сканирования», то есть для установки маски на центр водородной спектральной линии - в центре линии минимум света. В две дальние, короткие щели тоже «проваливаются» эти спектры. Но это в том случае, когда каретка, в которую вставлена маска, находится в выдвинутом положении, и тоже установлена на фиксатор, и в дальние два щели, одна дальше - вторая ближе от наблюдателя, попадает в каждую из них свой спектр. Дальний от наблюдателя спектр в дальнюю щель, а второй спектр, который ближе к наблюдателю, в ближнюю щель. Эти две щели к тому же смещены относительно друг друга влево и вправо, на строго равные расстояния, от центральной высокой сканирующей щели. В этом случае сканирующая щель находится в противоположном, то есть ближнем к наблюдателю, конце щелевой маски. Это расстояние, на которое смещена влево и вправо (то есть друг от друга) дальняя пара щелей, да и следующая за первой парой вторая пара таких же щелей, для каждой водородной линии свои. Для каждой группы звезд с близкими по ширине водородными спектральными линиями изготовляется своя маска, а бывает что и одна единственная маска для уникальной звезды. Но вернусь к щелям, в которых находятся оба спектра. В наиболее удалённой щели дальний спектр, а вернее центр левого крыла водородной линии. Во второй щели, которая ближе, ближний спектр, а вернее центр правого крыла водородной линии. Левое крыло линии, это крыло как бы находящееся ближе к главному зеркалу телескопа БТА по отношению к правому крылу линии, - но это так, кстати. Напомню, спектры и рабочие щели разнесены на расстояние равное разведению лучей призмой из исландского шпата. При переводе каретки в следующее положение, то есть каретка вдвигается в блок выходных щелей и ставится на фиксатор. Спектры попадают в следующую пару таких же невысоких щелей. Эта вторая пара «ближних» щелей как бы зеркальное отображение пары «дальних» щелей. Теперь будем смотреть на щелевую маску сверху (как вариант для более простого понимания). Первая, бывшая дальняя пара щелей, расположена так: сверху левая щель, ниже правая щель. Вторая пара щелей зеркально отображает первую пару щелей: сверху правая щель, сразу же за второй щелью первой пары, снизу левая щель. Левая щель второй пары щелей удалена на двойное расстояние от левой щели первой пары щелей. Пары щелей как бы поменялись местами. Вторая пара щелей вводится для большей надёжности компенсации инструментальной поляризации. Кстати, у одного белого карлика с большим магнитным полем такая (возможно, инструментальная) поляризация иногда появлялась, но это так и осталось непонятным явлением. А, вообще-то, таких «загадок» много. Их обычно «списывают» астрофизики на неточность работы аппаратуры. Всё возможно - и это, возможно, им астрофизикам видней. А теперь перейдём к анализу одной водородной спектральной линии в указанных выше двух спектрах при наличии и отсутствии магнитного поля на звезде. Эту водородную спектральную линию в дальнейшем и будем анализировать в двух лучах. Эта линия находится, как в первом, так и во втором луче - это ведь очевидно. И если на электрооптическом элементе, то есть на KDP, управляющие им прямоугольные высоковольтные разно-полярные импульсы отсутствуют, то обе линии не будут отличаться друг друга. Если на звезде есть магнитное поле, то водородная спектральная линия расщепится на две сигма компоненты, сдвинутые влево и вправо от бывшей центральной водородной спектральной линии. И это произойдёт с водородными линиями, как в дальнем спектре, так и в ближнем спектре от наблюдателя, который находится со стороны органов управления спектрографом UAGS. По-видимому, здесь следует объяснить, для чего используется переключение поляриметрических каналов с частотой 260 герц. Этим приёмом, как об этом написано в пункте 3, в начале этой повести, обеспечивается вывод измерений магнитного поля, а так же эллиптической и линейной поляризации, за атмосферу. То есть используется модуляция каналов с частотой 260 герц. Но вернёмся к расщеплённой магнитным полем водородной спектральной линии, то есть к её двум компонентам, а при двух спектрах (двух каналах) четырём компонентам. Для наглядности гипотетически увеличим магнитное поле на звезде до такой величины, чтобы расщеплённые магнитным полем звезды компоненты спектральной водородной линии сместились «на глаз», как в дальнем спектре, так и в ближнем. При этом магнитометр работает в нормальном режиме, но мы его работу рассматриваем как бы в очень и даже чересчур замедленном ритме. То есть в момент рассуждений на электрооптическом элементе, а это кристалл KDP, постоянно находится прямоугольный высоковольтный, положительный импульс. А теперь введём, для простоты понимания, новые обозначения. Так как в дальнейшем мы будем рассматривать работу магнитометра только с двумя щелями, в нашем случае дальними. А теперь соответственно: 1. С левой щелью (бывшей дальней) в первом спектре (бывшем дальнем). 2. С правой щелью (тоже бывшей дальней, но смещённой вниз на расстояние равное разведению лучей призмой, из исландского полевого шпата) во втором спектре (бывшем ближнем). Итак, что мы увидим в левой щели. Первый (левый) компонент, из четырёх спектральных компонентов двух спектров, почти уйдёт из левой щели, останется в ней лишь его небольшая часть - это в первом спектре. Во втором спектре в правой щели в таком же положении окажется четвёртый компонент или же второй, правый компонент, но только во втором спектре расщеплённой на два луча спектральной водородной линии. Спектральная водородная линия, вообще-то, одна в общем свете от звезды. А свет от звезды с его спектральными линиями, и в частности с широкими водородными линиями, мы пропускаем через специальное устройство Водородный магнитометр, чтобы с помощью этого прибора измерить очень маленькие магнитные поля на этих звёздах. Итак, в первой фазе управления на электрооптическом элементе (кристалл KDP) положительный высоковольтный импульс, при большом гипотетическом магнитном поле на звезде, магнитное поле зарегистрировано не будет - его как бы нет. При смене полярности высоковольтного управляющего импульса на кристалле KDP (электрооптический элемент), при том же большом гипотетическом поле на звезде, произойдёт смещение первого (левого) компонента расщеплённой водородной спектральной линии вправо, на такое же расстояние, как и в первом случае, - а во втором луче влево. То есть первый компонент, и четвёртый компонент расщепленной водородной линии, находящиеся в двух разных спектрах, сблизятся. В этом случае в щелях, которые находятся, как уже говорилось, в двух разных спектрах, окажется непрерывный спектр звезды (континуум), то есть максимальный поток света для наблюдаемой звезды. Этот пример с громадным, гипотетическим магнитным полем приведён специально, чтобы показать, что произойдёт, если на звезде окажется нереальное слишком большое магнитное поле. В реальном же случае просто за счёт быстрого переключения каналов, с частотой 260 герц, обеспечивается вывод измерений магнитного поля звезды за пределы более медленных низкочастотных флуктуаций, как это описано в пункте 3. в начале этой повести, но об этом уже говорилось. Возможно, нелишним будет и такое примечание: кристаллом KDP положительная сигма-компонента преобразуется в вертикальную линейную поляризацию, а отрицательная сигма-компонента в горизонтальную линейную поляризацию. Эти линейные поляризации расщепляются призмой из исландского полевого шпата и разносятся в пространстве. А при выходе из призмы преобразуются, установленной за призмой, четвертьволновой пластинкой в круговые поляризации и идут параллельными лучами. А так как в двулучевой схеме используются оба луча, которые затем в спектрографе преобразуются в два спектра, и которые, в свою очередь, попадают в две выходные щели - каждый спектр попадает в свою щель. Эти две выходные щели, установленные каждая на «своём» спектре, находятся в середине крыльев водородных спектральных линий. Эти две водородные линии расположены каждая в «своём» спектре, то есть либо в первом, либо во втором спектрах. Итак, в первом спектра в центре левого крыла водородной спектральной линии находится первая выходная щель, а во втором спектре в центре правого крыла водородной спектральной линии находится вторая выходная щель. То есть спектры смещены относительно друг друга на величину расщепления их призмой из исландского полевого шпата. Затем, свет из центров водородных спектральных линий собирается конденсором состоящим из трёх положительных линз на фотокатоде ФЭУ. Если те, кто читает этот текст, изобразят на бумаге сказанное выше, то станет понятным, что любое излучение не связанное с магнитным полем, а вернее с промодулированной круговой поляризацией, на фотокатоде ФЭУ компенсируется, - но это вышесказанное просто так «на всякий случай» и, между прочим.
18. А теперь рассмотрим процесс «сканирования», то есть установки центра, ядра, водородной спектральной линии, а вернее щелевой маски относительно ядра линии, а в ядре водородной спектральной линии поглощения, как известно минимум света. Предварительно, в кабине первичного фокуса Большого Азимутального Телескопа - БТА, переключателем щелей маски, водородная спектральная линия, от водородной лампы, введена в высокую «сканирующую» щель щелевой маски. Эта операция проводится при подготовке к наблюдениям. Высота «сканирующей» щели определяется расстоянием между двумя спектрами двулучевой схемы, которые вводятся в эту щель, - но это не более чем напоминание. Затем выполняется «сканирование» этой водородной спектральной линии уже в реальных условиях наблюдений на телескопе по наблюдаемой звезде. Один наблюдатель находится в кабине первичного фокуса телескопа БТА, а второй наблюдатель в аппаратной этого телескопа. Между кабиной телескопа и аппаратной включена, так называемая «громкая» связь. Микрофоны и громкоговорители установлены, как в кабине, так и в аппаратной и по этой связи можно переговариваться обоим наблюдателям друг с другом. Это просто необходимо. «Сканирование» можно выполнять и в режиме дистанционного управления, но проще для наглядности рассмотреть его в режиме ручного управления «подвижкой». Итак, вначале телескоп наводится на звезду. После того как звезда, наблюдателем в кабине первичного фокуса, «провалена» в щель, то есть её два изображения введены во входную щель относительно центра входной щели спектрографа. В результате, на компьютере в аппаратной БТА высвечивается величина потока от звезды в виде количества импульсов зарегистрированных за одну секунду, которые определяют световой поток от звезды, как правило, почти в центре водородной спектральной линии звезды. При этом перемещаемая часть подвижки по стрелочному индикатору установлена в среднее положение относительно её неподвижной части. А теперь об этом более подробно. Стрелочный индикатор имеет две круговые шкалы. Одна большая шкала с длинной стрелкой и маленькая шкала с короткой стрелкой. Эта маленькая круговая шкала сдвинута от центра индикатора. В центе индикатора находится ось вращения большой стрелки. На маленькой шкале одно деление 1 миллиметр, а на большой шкале одно деление 0.01 миллиметра. Полный оборот большой стрелки 1 миллиметр, то есть 100 делений. А маленькой стрелки (тоже на круглой небольшой шкале) один оборот 10 миллиметров и 10 делений, то есть одно деление 1 миллиметр. В рассматриваемом случае, когда перемещаемая часть подвижки находится в центре, то есть, равноудалена от крайних положений, стрелка маленькой шкалы находится на 5 миллиметровом делении, а большая стрелка на нулевом делении. Наблюдатель, находящийся в кабине первичного фокуса телескопа начинает «сканировать» водородную спектральную линию, то есть смещать перемещаемую часть подвижки в сторону её нулевого положения. Вначале через каждый миллиметр по делениям на маленькой шкале, при этом большая стрелка индикатора делает один полный оборот по основной, большой шкале индикатора. После перевода на каждое следующее деление он сообщает в аппаратную отсчёт по маленькой шкале, например, вначале 5, затем 4, и так далее. А наблюдатель в аппаратной соответственно отмечает высвечивающееся на экране количество импульсов теми же делениями 5, 4, и так далее. Световой поток от звезды при этом возрастает, то есть увеличивается зарегистрированное количество импульсов. Ведь наблюдают звезду, у которой известна, по спектрограммам, данная водородная спектральная линия. После выхода на непрерывный спектр, в этом случае поток от звезды почти не меняется, только в пределах статистического разброса импульсов или их флуктуаций связанных со стабильностью изображений звезды от погоды. Звезда-то находится на щели и пульсирует в зависимости от изменения её изображений. То есть либо освещает частично щель, изображение её не полностью проваливается в щель, либо «тонет» в щели. После приблизительного определения контура водородной спектральной линии проводится её «сканирование» уже с привлечением большой стрелки индикатора, то есть с более высокой точностью. Но как следует из вышесказанного «сканирование» водородных спектральных линий слабо светящихся объектов, например белых карликов, затруднительно, а иногда и невозможно. Для «сканирования» их водородных спектральных линий был разработан специальный метод. То есть «сканирование» водородной спектральной линии с «опорой» на непрерывный спектр звезды. И вывод результатов «сканирования» за атмосферу Земли, с применением для этого, модуляционного метода. Линия «сканировалась» относительно непрерывного спектра, который находился с обеих её сторон. А теперь об этом, и, в общем-то, основном, более подробно. В основу положен новый способ «сканирования» водородной спектральной линии. «Сканирование», то есть прописывание (прописывание это измерение) контура водородной спектральной линии, проводилось при включённой полностью в работу поляриметрической оптике Водородного магнитометра. Магнитометр работал как бы в режиме измерения магнитных полей звёзд, с включённым модулятором и быстрым переключением каналов (счётчиков регистрирующих импульсы), с частотой 260 герц, но при этом с добавлением перед модулятором поляроида с вертикальной поляризацией и четвертьволновой пластинки (q-параметр). То есть с работающим и управляемым высоковольтными прямоугольными разно-полярными импульсами электрооптическим четвертьволновым элементом. Этот элемент преобразует круговые поляризации в линейные поляризации. А затем призмой из исландского полевого шпата, эти линейные поляризации разводятся в пространстве на два луча. И потом пассивной (неуправляемой) четвертьволновой пластиной, эти линейные поляризации, опять преобразуются в круговые поляризации. Это преобразование, из линейных поляризаций в круговые, выполняется потому, что в дальнейшем эти два луча подаются на дифракционную решётку, которая «однозначно» пропускает круговые поляризации. А потом эти два луча, меняющиеся местами с частотой 260 герц, попадали в три «сканирующие» щели (а не в одну, как раньше высокую «сканирующую» щель). А теперь перейдём к этим щелям. Высокая «сканирующая» щель делилась пополам, но не на две части, а на три. Верхняя часть щели делилась на две щели, разнесённые одна от другой на расстояние равное двойной длине спектральной водородной линии (линия-то «сканируется»). В нижней же одиночной щели находится сама эта водородная спектральная линия, которая затем и «сканируется». А теперь более подробно о щели для непрерывного спектра, а точнее о двух щелях. Верхняя часть щели делилась на две части. Левая часть, верхней части щели, смещена в область непрерывного спектра относительно левого крыла спектральной водородной линии на расстояние равное двойной длине перемещения щелевой маски при «сканировании» этой спектральной водородной линии. А правая часть, верхней части щели смещена на такое же расстояние в правую сторону, то есть в противоположную сторону смещения левой верхней щели - возможно, эти подробности только «запутывают», а не уточняют. Но как сумел, описал это расположение щелей в двух лучах, которые (имеются в виду, конечно же, лучи) меняются местами с частотой 260 герц. А «сканирование» водородной спектральной линии, то есть последовательное перемещение по ней нижней «сканирующей» щели и соответствующая регистрация импульсов в двух каналах, счётчиках, повторю, которые переключаются с частотой 260 герц, производится относительно медленно. При перемещении «сканирующей» нижней щели по водородной спектральной линии (при этом перемещаются и щели в непрерывном спектре) строится её контур и относительно этого контура выставляются рабочие щели, с помощью которых производится измерения магнитного поля звезды. Напомню ещё раз, весь этот процесс мог бы быть полностью автоматизирован, но, увы, всё течёт и изменяется. И возможно это даже к лучшему, вот бы только знать, что к лучшему, а что к худшему. Но это уже из области лирики, - а она здесь неуместна.
Примечание 7. Кстати, с помощью этого способа сканирования было проведено наблюдение интересного, необычного поведения объекта MWC560, но об этом будет написано, ниже по тексту. А дальше для тех читателей, которых заинтересует история создания Водородного магнитометра, то есть его последовательная разработка, начиная со спектрофотометра, потом Водородного магнитометра для телескопа Цейсс-600 и затем уже внедрение его однолучевого варианта на Большом Телескопе Азимутальном.
2. Раздел.
Начиная 1972 года, для телескопа Цейсс-600 началась разработка и изготовление спектрофотометра. Я тогда уже был ответственным за этот телескоп. И у меня была возможность разрабатывать для него аппаратуру, которая была нужна астрофизикам, наблюдающим на нём. К тому же, я не оставлял надежд на возможность внедрения на телескопе БТА Водородного магнитометра, но об этом написано в начале этой повести в разделе 6. Краткая «история жизни» магнитометра. Попутно замечу: телескоп БТА, это шестиметровый (диаметр его главного параболического зеркала) Большой Азимутальный Телескоп.
Сначала был реализован спектрофотометр на базе спектрографа UAGS (Универсальный астрофизический дифракционный спектрограф) с внешней камерой - это телеобъектив МТО-1000. Телеобъектив был размещён в специальном корпусе. Этот телеобъектив (в специальном металлическом корпусе) легко и быстро ставился на спектрограф. Для установки на спектрограф на переднем фланце корпуса телеобъектива были четыре выреза (паза) под болты. Болты эти (несъемные - четыре штуки) с пластмассовыми фигурными головками (для затяжки вручную) находились на корпусе спектрографа. В этом месте (между этими болтами) было круглое отверстие в его корпусе, предназначенное для установки его штатной зеркально-линзовой камеры. Отверстие, при снятой камере, закрывалось пластмассовой крышкой (с такими же четырьмя вырезами, как на переднем фланце камеры). Крышка поворачиваясь, уходила под болты и притягивалась к корпусу спектрографа указанными четырьмя болтами с фигурными пластмассовыми головками. Установка телеобъектива МТО-1000 (как уже говорилось, находящегося в корпусе) на спектрограф UAGS производилась следующим образом:
1. Корпус телеобъектива частично опускался внутрь круглого отверстия спектрографа.
2. При этом фланец корпуса телеобъектива с пазами был повёрнут по часовой стрелке так, что пазы оказывались рядом с выкрученными до отказа фигурными болтами.
3. После этого телеобъектив поворачивался против часовой стрелки, и пазы входили под болты.
4. Затем болты закручивались вручную - фиксируя телеобъектив в спектрографе.
На корпусе для телеобъектива МТО-1000 на заднем (вернее, верхнем фланце) были такие же четыре несъёмных болта (с цилиндрическими головками и «накаткой» на них, для затяжки вручную), как и на корпусе спектрографа. С помощью этих болтов к корпусу камеры телеобъектива крепилась «подвижка» с четырьмя такими же вырезами (пазами), как на переднем фланце камеры. О «подвижке», специальном прецизионном устройстве для перемещения выходной щели спектрофотометра или в дальнейшем выходных щелей Водородного магнитометра, смотри ниже по тексту. «Подвижка» (так же, как и телеобъектив) устанавливалась слегка повёрнутой против часовой стрелки относительно болтов верхнего фланца корпуса телеобъектива. Затем «подвижка» поворачивалась по часовой стрелке, а её пазы уходили под болты верхнего фланца корпуса телеобъектива. После этого болты закручивались - и тоже вручную.
В фокусе телеобъектива на перемещаемой части «подвижки» была установлена в металлическом корпусе выходная щель, вырезающая участок исследуемого спектра (замечание: кстати, для грубого наведения на необходимый участок спектра, вместо корпуса выходной щели ставился окуляр). За щелью в том же корпусе по ходу оптического луча находилась, линза Фабри, которая строила изображение звезды (в участке исследуемого спектра) на фотокатоде фотоэлектрического умножителя типа ФЭУ-79. Как уже говорилось, выходная щель, и линза Фабри, размещались в специальном корпусе, к которому крепился (с помощью резьбового соединения) корпус фотоэлектрического умножителя ФЭУ-79 с высоковольтным делителем напряжения и предварительным усилителем.
Со временем этот усилитель был заменён усилителем с регулируемым порогом дискриминации импульсов. В одном алюминиевом корпусе с усилителем находился и формирователь этих импульсов (с равной стандартной амплитудой).
Итак, продолжим о спектрофотометре, его специальный корпус (содержащий щель, линзу Фабри и стальной стакан ФЭУ) был снабжён четырьмя такими же вырезами (пазами) на своём установочном фланце такими же точно, как и на фланце камеры, но более миниатюрными. А на перемещаемой части «подвижки» имелись четыре винта под эти пазы (вырезы). Винты эти были с цилиндрическими головками с «накаткой» для закручивания вручную. Блок, с выходной щелью, линзой Фабри и ФЭУ, устанавливался точно также на «подвижку», как камера на спектрограф и «подвижка» на камеру.
А теперь подробнее: для спектрофотометра в мастерских телескопа БТА началось изготовление специального устройства, которое позволяет с высокой точностью по стрелочному индикатору с ценой деления 10 микрометров наводить щель спектрофотометра на нужный участок спектра, - а затем сканировать его. Сканировать - это значит перемещать последовательно ФЭУ со щелью по спектру. В данном случае перемещать щель с точностью один шаг, который равен 10 микрометрам. Это устройство (о нём уже говорилось) было названо «подвижкой» - свободный, непрофессиональный сленг, довольно часто используемый в различных обсерваториях. Эта «подвижка» работала до конца эксплуатации Водородного магнитометра. В дальнейшем эта «подвижка» была автоматизирована. На «подвижке» был установлен шаговый электродвигатель, и она управлялась из аппаратной телескопа БТА дистанционно, как впрочем, и весь Водородный магнитометр. Но об этом уже говорилось. А вначале «подвижка», а вернее то, что на ней было закреплено (щель и ФЭУ) перемещались по спектру вручную с помощью специальной рукоятки, то есть маховичка.
Ну а теперь немного подробнее о работе с «подвижкой» да и вообще со спектрофотометром. Как уже говорилось, спектрофотометр выполнен на базе спектрографа и телеобъектива МТО-1000. Телеобъектив имеет эквивалентное фокусное расстояние один метр при физической длине приблизительно 0.2 метра. Применение этого объектива значительно сокращает размеры спектрофотометра в целом. Спектрограф компактен - фокусное расстояние его коллиматора тоже один метр. Этот спектрограф легко ставится на телескоп Цейсс-600. Да, в общем-то, этот спектрограф и предназначен для этого телескопа. Напомню: диаметр главного зеркала телескопа 600 миллиметров. Спектрограф работает с набором дифракционных решёток - предназначенных непосредственно для него и выпускаемых, как и сам спектрограф той же фирмой Цейсс. В основном на спектрофотометре использовалась дифракционная решётка с 1300 штрихами на миллиметр. При этом на выходной щели спектрофотометра (перед фотокатодом ФЭУ) строилось изображение спектра наблюдаемой звезды (или другого астрофизического объекта) с обратной линейной дисперсией 7 ангстрем на миллиметр.
Пояснение: 1 ангстрем = 0.0001 микрометров = 0.0000001 миллиметров. Или по-другому, 1миллиметр = 10000000 ангстремам спектра. Но это никак не связанно с дальнейшим текстом. Это только сравнение линейных метрических величин - и не более.
В нашем случае с данным спектрографом (о нём уже говорилось) в 1 миллиметре щели укладывалось только 7 ангстрем спектра. Или же в щели приблизительно 0.14 миллиметра окажется 1 ангстрем спектра. И перемещая (сканируя) щель по спектру с помощью «подвижки» с точностью 0.01 миллиметра (10 микрометров) можно довольно точно и надёжно получить характеристику спектра на участке сканирования. При этом просканированный участок спектра получается с фотоэлектрической точностью. Повторяю: ведь за линзой Фабри, находился фотоэлектрический умножитель ФЭУ-79. Работа со спектрофотометром позволила получить навыки и оценить возможности применения этой техники для Водородного магнитометра - сначала телескопа Цейсс-600, а потом и телескопа БТА, то есть Большого Телескопа Азимутального.
А теперь необходимо привести краткое описание устройства «подвижки», некоторого специального прецизионного механического устройства для перемещения светоприёмной аппаратуры, которая установлена на его перемещаемой части. Это устройство включает в себя неподвижную часть, которая устанавливается на корпус камеры спектрографа UAGS, и перемещаемую часть, несущую светоприёмную аппаратуру, как уже не раз говорилось выше. Неподвижная часть это стальная шлифованная плата размером 350 на 190 миллиметров и толщиной 8 миллиметров. Перемещаемая часть «подвижки», это такая же стальная шлифованная плата, как и неподвижная часть, но размером 350 на 120 миллиметров и тоже толщиной 8 миллиметров. Как в подвижной части, так и в неподвижной части выполнены вырезы, позволяющие устанавливать неподвижную часть «подвижки» на камеру спектрографа UAGS, но об этом тоже уже говорилось. На неподвижной части установлено много различных устройств, для ручного и дистанционного управления Водородным магнитометром. Но перечислю основные устройства, относящиеся непосредственно к работе «подвижки». Первое и основное это семь шарикоподшипников закреплённых на неподвижной части и позволяющие двигаться перемещаемой части вдоль длинной оси «подвижки», то есть вдоль её длины, это 350 миллиметров. Можно сказать и так - слева на право. За счёт опоры на шарикоподшипники перемещаемая часть «подвижки» двигается плавно и без люфта. Плавность движения и движение без люфта обеспечивается регулировкой прижатия шарикоподшипников к перемещаемой части «подвижки» (как уже говорилось шлифованной). Регулировка осуществляется за счёт упорных и зажимных винтов, которые прижимают перемещаемую часть «подвижки» к неподвижному её основанию - неподвижной части. Движение перемещаемой части «подвижки» относительно основания, то есть неподвижной части, осуществляется специальной винтовой червячной парой «винт - гайка». Винт закреплён на неподвижной части «подвижки» и вращается в двух шарикоподшипниках, у которых полностью компенсирован люфт стяжкой их по оси вращения. Гайка же жёстко связана с перемещающейся частью «подвижки». Шаг винта рассчитан так чтобы при четверти оборота винта перемещаемая часть «подвижки» смещалась на 0.01 миллиметра. Винт нарезался на прецизионном шлифовальном станке, который обеспечивал точность шага 1 микрометр. Эта операция осуществлялась, как и многие другие, в инструментальном цеху Новочеркасского электровозостроительного завода, - но это так, к слову сказано. Гайка этой червячной винтовой пары тоже нарезалась в этом цеху, и её конструкция была составной, состоящей из двух половинок, которые при их «стяжке» полностью компенсировали люфт. Длинные винты с накатными головками и удлинёнными, такими же, как они сами зажимающих их гайками, регулируют натяжение шарикоподшипников червяка и сжатие двух половинок его гайки. Эти зажимные винты, шарикоподшипников червяка и половинок его гайки, выведены рядом с рукояткой перемещения подвижной части, так называемой, «подвижки». О стрелочном измерителе микронного движения говорилось раньше, но всё же повторюсь, но более кратко. Одно деление его круговой шкалы составляло 0.01 миллиметра. Указателем его перемещения, и перемещаемой части «подвижки» тоже, была вращающаяся стрелка, полный её оборот составлял 1 миллиметр, потому что на циферблате этого измерителя перемещений было 100 делений. На этом измерителе перемещений была так же маленькая круговая шкала со стрелкой указывающей перемещение перемещаемой части «подвижки» с точностью 1 миллиметр на расстояние 10 миллиметров.
3. Раздел
А теперь вернёмся к Водородному магнитометру, который был реализован на базе спектрофотометра. Преобразование спектрофотометра в Водородный магнитометр началось с того, что перед спектрографом UAGS была установлена поляриметрическая приставка, а вернее электрооптический анализатор круговой поляризации позволяющий измерять магнитные поля звёзд. Электрооптический анализатор включал в себя управляемый высоковольтными прямоугольными разно-полярными импульсами (амплитудой 4 - 5 киловольт) кристалл KDP и пассивный (неуправляемый) кристалл исландского полевого шпата, расщепляющий выходящие из него лучи на два луча обыкновенный и необыкновенный. Обыкновенный луч вводился в щель спектрографа, а необыкновенный отсекался ею. Первая-то модель Водородного магнитометра была однолучевой. Это уже потом однолучевой вариант Водородного магнитометра был преобразован в его двулучевой вариант. Но это уже потом, а вначале устройство электрооптического анализатора с фокусирующими линзами размещалось в специальном корпусе перед щелью спектрографа. Корпус электрооптического анализатора крепился специальным фланцем к трубе телескопа Цейсс-600. Водородный магнитометр довольно долго испытывался, да можно сказать и создавался, на этом телескопе. Но повторю, только в его однолучевом варианте. Кстати, некоторые уникальные детали для поляриметрической приставки Водородного магнитометра «заимствовались» мной с основного магнитометра Большого Телескопа Азимутального (на основном магнитометре они были уже не нужны, там всего было с избытком, опробовали изделие, если не подошло - забыли о нём). Этот магнитометр создавался для спектрографа ОЗСП. Об этом основном магнитометре упоминается в начале этой повести в разделе 6. Краткая «история жизни» магнитометра. Этот основной магнитометр работал по одной узкой металлической спектральной лини. Но об основном магнитометре телескопа БТА подробно писать не имеет смысла, ведь повесть-то не о нём.
Но всё-таки именно с этого основного магнитометра спектрографа ОЗСП у меня появился кристалл KDP и кристалл из исландского полевого шпата.
И так у меня появился кристалл KDP, на основном магнитометре уже не нужный, их там испытывалось несколько. Этот кристалл был там (ещё на основном магнитометре) помещён в герметический специальный корпус (НЭЗ) с контактами для подключения высокого напряжения. И я начал проектировать под него механическую конструкцию, которая устанавливалась, как уже говорилось, перед спектрографом UAGS. Кроме того, у меня так же, как и кристалл KDP, появился кристалл исландского полевого шпата, который применялся для разведения лучей с диаметрально противоположными линейными поляризациями, эти линейные поляризации появляются на выходе кристалла KDP. Но на кристалл KDP нужно было подавать высоковольтное импульсное напряжение (порядка 4 - 5 киловольт) с частотой, как показали расчёты (для телескопа Цейсс-600) не менее 200 герц. Эта частота, а вернее близкая к ней частота 260 герц была сохранена и для Водородного магнитометра телескопа БТА. К тому же, эта частота 260 герц «была завязана в электронную схему магнитометра». Вернее, эта частота связана (однозначно, неразрывно) с работой этой схемы да к тому же ещё и с формирователем высоковольтных импульсов для кристалла KDP работающим на этой же частоте (на более низкой частоте формирователь импульсов работать не мог - значительно искажались передний и задний фронты импульса). Вся электронная схема Водородного магнитометра синхронизировалась и управлялась от одного кварцевого генератора, но об этом дальше по тексту. Так вот, такой формирователь высоковольтных импульсов для кристалла KDP был разработан и изготовлен, а это, кстати, сказать, работа не простая. Такой уникальный формирователь разработать и изготовить было не просто. Почти прямоугольные импульсы амплитудой 4 - 5 киловольт и частотой 260 герц. На этой частоте формирователь импульсов прекрасно работал. Этот формирователь высоковольтных импульсов управлялся кварцевым генератором (10 МГц) общим для всей электронной схемы Водородного магнитометра сначала телескопа Цейсс-600, а потом и телескопа БТА (Телескопа Большого Азимутального). Кстати, им же кварцевым генератором управлялся и входной электронный формирователь импульсов (то есть бывших фотонов от звезды), поступающих с фотоэлектрического умножителя ФЭУ (подробно смотри ниже по тексту). Формирователь преобразовывал статистический поток импульсов с ФЭУ в поток импульсов тоже статистический, но «привязанный» к частоте кварцевого генератора единого для всей электронной схемы, в общем-то, тогда уже Водородного магнитометра, но пока ещё не Телескопа Большого Азимутального, а телескопа Цейсс-600.
Попытаюсь описать в целом (но кратко) принципиальную схему Водородного магнитометра. Свет от звезды попадает сначала в поляриметрическую приставку - включающую в себя: кристалл KDP и призму из исландского полевого шпата. Свет, проходя кристалл KDP, расщепляется призмой из исландского полевого шпата на два луча. Затем эти лучи оказываются на зеркальном поле входной щели спектрографа и видны на ней в виде дух изображений одного наблюдаемого объекта. Затем правое изображение подводится к центру щели и «проваливается» в её, - а левое изображение объекта в измерениях не используется. В первом варианте Водородного магнитометра используется только одно изображение, то есть один луч - второй необыкновенный луч, как уже говорилось, «отсекается» ограниченным размером входной щели (её длины, - а вернее, как говорят её высоты). Напоминание: спектрограф (по ходу луча от звезды) размещался за поляриметрической приставкой. Затем свет попадает на дифракционную решётку спектрографа (оптика спектрографа в этом описании предельно упрощена) и после фокусировки линзами на выходе спектрографа появляется «нитка» спектра. Эта «нитка» спектра «проваливается» в выходную щель - то есть в щель блока ФЭУ (фотоэлектрического умножителя). Величина раскрытия регулируемой выходной щели определяет участок спектра, пропускаемый этой щелью. Этот участок спектра (пропущенный выходной щелью) фокусируется на фотокатоде ФЭУ линзой. Участок спектра (пропущенный линзой) преобразуется ФЭУ в поток электронных импульсов поступающих на формирователь, который управляется кварцевым генератором для «привязки» импульсов к общей частоте электронной схемы всего Водородного магнитометра. Формирователь выполнен на микросхеме К155ТМ2. Её схема и описание, как уже говорилось раньше, приведено в «Справочнике по интегральным микросхемам», Москва, «Энергия», 1980 год. Возможно, это информация избыточна. В данном описании Водородного магнитометра работа кристалла KDP не рассматривается, в общем-то, игнорируется. И делается это для упрощения понимания работы Водородного магнитометра. А так ли это судить вам читающим этот текст.
Пожалуй, эта проделанная работа открыла возможность создания Водородного магнитометра, а вернее его первой действующей модели. Эта модель (первый вариант) Водородного магнитометра начала своё восхождение к кабине первичного фокуса телескопа БТА (Большого Телескопа Азимутального) хотя и медленно, но верно.
Отличительной чертой конструкции Водородного магнитометра от основного магнитометра установленного на спектрографе ОЗСП было то, что вся его поляриметрическая оптика (кристалл KDP, кристалл исландского полевого шпата и линзы) устанавливались до щели спектрографа UAGS. Такая установка поляриметрической оптики позволяла сохранить «чистым» (без сферических аберраций и прочих искажений) спектр после щели спектрографа. Эта оптическая схема была более простой и оптимальной по сравнению с той, что была принята для основного магнитометра спектрографа ОЗСП. Если не ошибаюсь, а я почти уверен, что не ошибаюсь. В основном магнитометре спектрографа ОЗСП, поляриметрическая оптика была установлена за щелью этого спектрографа.
Первый однолучевой вариант Водородного магнитометра испытывался на телескопе Цейсс-600 и, конечно же, по самой яркой звезде северного неба Сириус. Как и ожидалось, никакого магнитного поля на нём не было. Это было хотя и отрицательным, но важным наблюдением. Наблюдения проводились зимой, когда Сириус находится в середине ночи в меридиане, и наблюдения его по времени были максимальными по продолжительности. Эти наблюдения проводились в течение трёх ночей. Магнитного поля на Сириусе не было, что и ожидалось. До наблюдений Сириуса телескоп Цейсс-600 наводился на звезду с большим магнитным полем и был получен результат отличный от нуля. То есть магнитное поле на ней измерялось, но о величине её магнитного поля ничего сказать было нельзя. Водородный магнитометр не был ещё протестирован. Это доказывало, что Водородный магнитометр работает и его нужно совершенствовать и кропотливо отлаживать. Кстати, такие же аналогичные наблюдения, но уже без наблюдений Сириуса, проводились часто, они были необходимы для отладки Водородного магнитометра.
Это был первый уже работающий вариант Водородного магнитометра. В нём использовался только один луч. Второй луч, как не раз уже говорилось, осекался входной щелью спектрографа. Частью Водородного магнитометра был упоминавшийся спектрофотометр. На нём находилась выходная щель, линза Фабри и фотоэлектрический умножитель, который преобразовывал свет в электронные импульсы. Эти импульсы с фазой переключения кристалла KDP подавались на два электронных счётчика. В электронных счётчиках импульсы накапливались и затем, по ним вычислялось магнитное поле звезды, если оно было на ней.
4. Раздел
Водородный магнитометр, преобразованный из спектрофотометра телескопа Цейсс-600 - был отлажен на этом телескопе. После отладки и испытаний на телескопе Цейсс-600 Водородный магнитометр, переориентированный на Большой Телескоп Азимутальный, установлен в «стакане» этого телескопа БТА. «Стакан», это кабина первичного фокуса телескопа БТА. В кабине находился наблюдатель, и устанавливалась аппаратура для наблюдений, в частности, Водородный магнитометр. Но уже с другим фланцем и с положительной дополнительной линзой. Эта линза преобразовывала фокус главного вогнутого шестиметрового зеркала телескопа БТА (Большого Телескопа Азимутального) с 24 метров в 72 метра или же по-другому относительное отверстие 1 к 4 в относительное отверстие 1 к 12. На входной щели Водородного магнитометра, а вернее его спектрографа UAGS расположен фокус главного зеркала телескопа БТА уже с относительным отверстием 1 к 12 или с фокусным расстоянием 72 метра. Или по-другому, на входной щели спектрографа строится изображение наблюдаемой звезды. После установки Водородного магнитометра на Большой Телескоп Азимутальный в эту же ночь (кстати, повезло, ночь была, хотя и лунная, но звёздная) удалось пронаблюдать на нём яркую звезду с большим магнитным полем. Магнитное поле, полученное на Водородном магнитометре, было ниже его известного значения. Звезда это многократно наблюдалась и её фаза, и величина магнитного поля были хорошо изучены. На телескопе Цейсс-600 протестировать Водородный магнитометр выло невозможно. Диаметр шестиметрового параболического вогнутого зеркала Большого Телескопа Азимутального 6000 миллиметров, а у телескопа Цейсс-600 диаметр зеркала 600 миллиметров и количество света собираемое, их зеркалами отличается в 100 раз. Поэтому измерить магнитное поле на телескопе Цейсс-600 было невозможно даже у самой яркой магнитной звезды, с высокой точностью, только, как говорится, измерить «на глаз». На телескопе БТА оно измерялось с высокой точностью, и Водородный магнитометр по этому магнитному полю уже можно было протестировать.
5. Раздел
Первая конструкция электрооптического анализатора, да, в общем-то, и вся «самодельная» часть Водородного магнитометра, была выполнена в виде макета. То есть являлась некой моделью будущего Водородного магнитометра. Конструкция была довольно примитивной и, конечно же, ненадёжной. Но это необходимо было для быстрой замены в ней деталей. Ведь многое делалось по методу проб и ошибок, как всякое новое и ещё неизвестное устройство. Аналогов такого прибора не было, а существующие магнитометры для кабины телескопа БТА, по-видимому, не подходили - они были разработаны для небольших телескопов. Да и вообще Водородный магнитометр разрабатывался и создавался почти подпольно и, повторюсь, методом проб и ошибок. Кто знает, может быть, такой метод создания прибора позволил нейти неординарные решения в его конструкции. Не знаю насколько это справедливо, но такой или похожий метод создания наших Советских космических кораблей (четыре тома воспоминаний конструктора Чертока) позволил создать не повторённую никем до сих пор торпеду. Не знаю насколько справедливо сравнивать, в общем-то, примитивную конструкцию Водородного магнитометра с разработкой Века, а может быть и не одного, но это так к слову сказано.
Учитывая вышесказанное, первую модель Водородного магнитометра, по-видимому, подробно описывать, не имеет смысла. Её давно уже нет. Да и кому это нужно? Можно лишь добавить одно: многое в ней было на «капроновых ниточках и пружинках», но как не странно работало надёжно. Недаром же есть пословица: самое долговременное это временное. Но когда Водородный магнитометр переориентировался на телескоп БТА, вся временная оснастка была заменена более прочной и надёжной. Хотя сама схема Водородного магнитометра какое-то время оставалась самой примитивной, одноканальной, но этот период был недолгим. Да и, вообще, «жизнь» Водородного магнитометра была короткой, как впрочем, и «активная жизнь» Большого Телескопа Азимутального.
Потом уже вся механическая часть Водородного магнитометра при переориентации его на телескоп БТА была выполнена на тщательно изготовленных «ласточкиных хвостах» - горизонтальных (перемещающихся влево и вправо) подвижках с фиксаторами положений. Фиксаторы управлялись отдельными рукоятками. Это стало очень актуальным, когда начали измерять на Водородном магнитометре четыре параметра Стокса, а так же наблюдаться белые карлики. Все необходимые для этих наблюдений четвертьволновые пластины и поляроид были установлены на двух подвижках. Две пассивные четвертьволновые пластины для измерения q-параметра и u-параметра на одной подвижке (измерение эллиптической и линейной поляризации), а поляроид с одной, тоже с пассивной, четвертьволновой пластиной - на второй. Одна четвертьволновая пластина (находящаяся на второй подвижке) необходима для генерации круговой поляризации при проверке работы магнитометра в режиме измерения магнитных полей звёзд. А находящийся на этой же подвижке поляроид предназначен для сканирования водородных линий белых карликов. Подвижки перемещались по «ласточкиным хвостам», которые находятся внутри корпуса поляриметрической приставки. Вся необходимая оптика (пластины и поляроид) вводились вручную. Была разработана схема введения и выведения пластин и поляроида дистанционно, да, в общем-то, и других механических устройств Водородного магнитометра, с использованием шаговых двигателей, но полностью реализована не была.
Перед всей этой механикой устанавливалась стандартная щель с регулируемым раскрытием губок (изготовитель - Ленинградское оптико-механическое объединение). Она вводилась и выводилась тоже с помощью горизонтальной подвижки. Эта щель находилась вертикально по отношению к щели спектрографа, которая была расположена горизонтально. Вертикальная щель была необходима для «отсечения» лишней засветки при наблюдении белых карликов, а также для надёжного сканирования (определения контура) их водородных линий. Как известно белые карлики объекты слабые. Наблюдения белых карликов (измерение их магнитных полей) тоже проводилось на Водородном магнитометре БТА. В общем-то, на Водородном магнитометре шло много наблюдательных программ. Кстати, остальная часть аппаратуры Водородного магнитометра тоже была модернизирована, но об этом уже говорилось раньше, то есть выше по тексту. Здесь может быть нелишне, напомнить, что в конце «его жизни» на Водородном магнитометре была реализована двулучевая схема, которая, работая на один ФЭУ, компенсировала все поляризации несвязанные с магнитным полем. Возможно, но я в этом всё же, окончательно не уверен, это было основное достижение в разработке Водородного магнитометра. Но об этом, обо всём уже было, кстати, написано.
По-видимому, переходя к последнему разделу описания устройства Водородного магнитометра необходимо ввести в повествование о нём некоторые уточнения. Всё написанное о нем: 1. Не более чем очень краткое фрагментарное описание его устройств. 2. Краткая информация о проведении испытаний и работе Водородного магнитометра на телескопах Цейсс-600 и на Большом Телескопе Азимутальном.
6. Раздел
Была преобразована конструкция электрооптического четвертьволнового элемента (управляемой четвертьволновой пластины). Вместо него была введена сложная система создающая продольное электрическое поле. Но эта система хотя и использовалась в наблюдениях, да, в общем-то, и во всех (проходила испытания на телескопе), но так и не была доведена до рабочего состояния, хотя легко и надёжно устанавливалась в спектрограф UAGS. Был изготовлен только работающий её макет, и не более. Эту систему я (в связи со сложностью понимания) описывать не буду. Кстати, система управляемого четверть волнового элемента с продольным электрическим полем увеличивала пропускание светового потока на 30 процентов. К тому же, вся оптика спектрографа UAGS была просветлена и даже преобразована (в части коллиматора). Общее пропускание светового потока Водородным магнитометром, за счёт его модернизации, возросло более чем в десять раз (более двух звёздных величин). Но это в его последний и краткий период работы на телескопе БТА (Большом Телескопе Азимутальном).
10. Наиболее интересные наблюдения небесных объектов и их краткая интерпретация
Надо заметить, что на Водородном магнитометре при наблюдениях магнитных звёзд было в большинстве своём сделано больше «закрытий» чем «открытий». Объясню сказанное: в мире в то время не было такого большого телескопа, как телескоп БТА и к тому же на этом телескопе работал Водородный магнитометр. В мире же все магнитные измерения, в то время, выполнялись на телескопах гораздо меньшего диаметра и имели потому более низкую точность. Как правило, для некоторых звёзд не превышающую трёх - четырёх сигм (что такое сигма смотри литературу по теории вероятности, статистике и теории ошибок, например, Г. Корн и Т. Корн «Справочник по математике»). На Водородном магнитометре телескопа БТА точность измерений по этим звёздам могла достигать и шести сигм. Особенно после его усовершенствования. Кстати, основной магнитометр на спектрографе ОЗСП почти не работал. На нём, правда, проводились наблюдения, но в печати по результатам его наблюдений научных статей почти не было - может быть, единицы. Не помню, сколько было выпущено статей по наблюдениям на Водородном магнитометре телескопа БТА, но предполагаю, что не один десяток, а может быть и больше да я, в общем-то, и не считал. И это только по магнитным звёздам. А ведь были статьи и по белым карликам и по измерениям линейной и даже эллиптической поляризации и так далее и тому подобное. Но это так, как бы к слову сказано.
Постепенно Водородный магнитометр приобретал популярность, и на нём появлялось всё больше и больше заявителей наблюдательного времени. Начали наблюдаться магнитные белые карлики, большинство из них магнитного поля не имело или оно было меньше точности измерений. Приведу такой пример: было опубликовано нескольких наших статей по этому поводу, где-то около десятка белых карликов магнитного поля не показали. Через какое-то небольшое время может быть через полгода, а может быть и через год, появилась американская статья, в которой был приведён список белых карликов примерно из ста штук, на которых магнитного поля, увы, тоже не оказалось. Магнитное поле в этом эксперименте были только у единиц из них. Ссылки на наши наблюдения в их статье не было. Правда, не все иностранцы так поступают, а только некоторые. Были также проведены интересные многократные наблюдения белого карлика с большим магнитным полем PG 1658+441, которые показали, что на этом белом карлике появляются и исчезают магнитные «пятна». Уходят ли они «за горизонт» карлика при его вращении или рассеиваются, выяснить не удалось. Водородный магнитометр «приказал долго жить». Наука ведь в капиталистической России разваливалась! И это благодаря «долгоносикам» в Академии Наук и по всей вероятности не только им.
Были также интересные наблюдения объекта MWC560. У меня «в личном архиве» сохранилась «кривые блеска» предполагаемых мной светящихся горячих струй у этого объекта 6 декабря 1992 года и последующее их отсутствие до 9 декабря 1992 года, но только в то время когда мы проводили их наблюдения, а также некоторые пояснения к графикам. Остальные материалы наблюдений к несчастью, по-видимому, утеряны. В нём была зарегистрирована мощная вспышка в области спектральной водородной линии Н-бэта. Эта линия расщепилась на две компоненты, то есть на две высокотемпературные струи. Амплитуда голубой струи направленная в нашу сторону возросла в 4.3 раза относительно интенсивности, «утонувшей» в свете струй спектральной линии Н-бэта - 4861 А. А смещение спектральной линии в голубую область произошло на 36 А (А - ангстремы). 36 А соответствует лучевой скорости 2226 км/с. С такой скоростью вытекает струя, направленная в нашу сторону. О второй струе направленной от нас будет сказано ниже. Центр струй, то есть минимум интенсивности между спектральными линиями (струями), смещён в синюю область на 9 А, а его амплитуда в 0.55 реза меньше амплитуды спектральной линии Н-бэта. Но в области 4861 А, а это область красной струи, отношение интенсивности в этой «точке» красной струи к амплитуде спектральной линии Н-бэта была в 1.33 раза больше. Поэтому спектральная линия Н-бэта не видна. Минимум интенсивности между линиями (струями) соответствует длине волны 4852 А. Смещение минимума между линиями (струями) на 9 А, относительно центра линии Н-бэта (4861 А), соответствует лучевой скорости 555 км/с. С такой скоростью может двигаться выбрасывающий струи объект. Но самое удивительное это струя, удаляющаяся от нас, а это красная линия, которая смещена (относительно центра струй с минимумом на длине волны 4852 А) только на 28 А, что соответствует лучевой скорости 1731 км/с. А амплитуда этой красной спектральной линии (струи) возросла только в 3.1 раза, а не в 4.3 раза, как у синей струи. Это может быть связанно с тем, что струя, направленная от нас частично перекрывается некой пылевой структурой объекта. По частичному перекрытию удаляющейся от нас струи, может быть можно определить наклон струй к лучу зрения. Но это не более чем некоторые предположения о структуре объекта. Кстати, в «конце» красной длинноволновой области водородной струи, начинают проявлять себя спектральные линии железа. Но только начинают - дальше эта спектральная область недоступна для режима относительного сканирования водородных линий белых карликов, для которых этот метод разработан и реализован. Относительное сканирование это сканирование спектральной линии относительно непрерывного спектра. А теперь конкретные числовые соотношения: отношение лучевых скоростей струй ровно 1.286, а амплитуд, голубой и красной спектральных линий (струй), составляет 1.398. А отношение этих отношений (1.286/1.398) равно приблизительно 0.92. А это уже в конкретных числах, с большой степенью вероятности, может подтверждать экранирование удаляющейся струи некой пылевой структурой, по которой можно было бы определить положение объекта в пространстве и некоторые характеристики его газовой оболочки, и параметры струй. Но эти наблюдения были незакончены и не опубликованы. А произошло это так: после первого сканирования спектральных линий и построения их на листе бумаги. Начали повторное их сканирование. Точки синей линии при повторном сканировании «легли одна в одну» - все наблюдавшие астрофизики растерялись, ведь такого не бывает! Спектры этого объекта получали неоднократно, и таких эмиссионных линий у него не наблюдалось. Решили быстро перейти на спектрограф и получить спектр этого объекта - тогда уже на спектрографе стояла телевизионная система с электронно-оптическим преобразователем, и спектр можно было увидеть на мониторе. Оставили наблюдателя в «стакане» телескопа и быстро перейдя на спектрограф, получили спектр. Спектр был обычный без всяких эмиссионных линий. Вернулись на Водородный магнитометр и, просканировав этот же участок спектра, получили то же, что и на спектрографе. Эмиссионные линии исчезли! Кстати, на сканере (прибор, работающий на телескопе БТА) тоже увидели такие же две эмиссионные линии у этого объекта, и синяя линия мощнее красной, но остановить накопление информации не решились, начали икать руководителя наблюдениями, а когда его нашли, «вспышка» закончилась и «замылось» накоплением импульсов. И это убеждает в том, что на Водородном магнитометре были получены реальные участки спектров, как при первом сканировании, так и при повторном сканировании синей линии. Ведь сканер по конструкции значительно отличается от Водородного магнитометра. По-видимому, такие наблюдения нужно было организовать на телескопе Цейсс-1000, но кто этим бы занимался? Водородный магнитометр был один и его не разорвёшь на части. Этот режим работы уже не магнитометра, а сканера работающего с высокой точностью. Такой режим работы Водородного магнитометра применялся для сканирования водородных линий белых карликов перед измерениями их магнитных полей.
Кстати, можно выдвинуть смелое, но «беспочвенное» предположение: что этот объект оптический пульсар в видимой области спектра с периодическим появлением струй - с периодом может быть несколько дней, а может быть и месяцев? Я уже не помню, какой отрезок времени разделяет наблюдение объекта на Водородном магнитометре и на сканере, - когда у этого объекта появляются эмиссионные спектральные линии. На Водородном магнитометре с 6 декабря по 9 декабря 1992 года мы 9 раз просканировали область спектра, в которой появлялись эти струи, но их там больше не обнаружили, - но это в то время когда мы проводили сканирование. Но повторю: оптический пульсар, это не более чем моё предположение.
Наверное, интересно будет привести пример ещё одного наблюдения, вспыхивающего объекта SS Cyg. Для наблюдений была составлена программа, эту программу привезла сотрудница ГАО. Была прекрасная безлунная ночь, конец мая или начало июня - сейчас уже не помню. Выпал снег, температура небольшой минус - идеальная прозрачность. Когда навились на объект - увидели, что он находится «во вспышке». Я знал, что у этого объекта в его системе предполагалось наличие белого карлика - были даже наблюдения, но точность измерений круговой поляризации (от его магнитного поля) была небольшой, не превышала трёх - четырёх сигм. Можно предположить следующее, хотя это могут быть мои необоснованные предположения: при «вспышке» у объекта расширяется его внешняя пылевая оболочка, через неё начинает просвечивать более горячая его область. В этой горячей области может находиться сам объект и вращающийся вокруг него белый карлик с магнитным полем. Магнитное поле белого карлика генерирует круговую поляризацию. А вот измерение круговой поляризации этого объекта - это неопровержимый наблюдательный факт! Мы приняли решение изменить программу наблюдений карлика (я взял на себя такой риск), то есть измерять его круговую поляризацию в течение нескольких часов. Наблюдения были проведены и измерена круговая поляризация у этого объекта. Точность измерений более чем в семь раз превышала все предыдущие измерения (десять сигм!). Водородный магнитометр тогда уже позволял надёжно проводить такие измерения. Похожие измерения проводились и в КРАО (в Крымской астрофизической обсерватории) и тоже было зарегистрировано усиление поляризации у этого объекта. Но точность измерений была меньше и измерялась вроде бы линейная поляризация. Всё это я уже плохо помню. Измерения поляризаций в этих двух обсерваториях проводились независимо и без предварительной договорённости. Кстати, в нашей общей статье есть фамилия астрофизика проводящего эти наблюдения в КРАО (название статьи и где она была опубликована, а также фамилию крымского астрофизика, я не помню). Статья, судя по всему, имела важное астрофизическое значение, и в ней было много фамилий, как теоретиков, так и наблюдателей. Наблюдения объекта были закончены, и сотрудница ГАО уехала и я, конечно же, забыл об этом. Прошло месяца два, и в САО пришла телеграмма, в которой поздравляли сотрудников САО с открытием белого карлика в этой системе (естественно, в телеграмме фамилии не были указаны). Помню, один из сотрудников поднялся на работу, на башню телескопа БТА и сообщил мне об этом. Я переадресовал его к нашим ведущим астрофизикам, а они то не знали об изменении мной программы наблюдений. Все были в недоумении, - что когда и, как и каким образом произошло. А я «главный виновник торжества» спокойно продолжал наблюдения и прочие дела с Водородным магнитометром. Но эта трагикомедия всё же не закончилась трагично, телефоны-то работали, и всё закончилось вполне благополучно. Но последнее предложение больше похоже на пародию, на шутку, но к несчастью это было почти так. А почти так, потому что Россия вступала в период очень тяжёлый, построения в ней жестокого безнравственного капитализма. А это для науки, как острый нож для избалованного ребёнка - он если не зарежется, то уж точно кого-нибудь зарежет. Но последнее предложение тоже грустная шутка, а может быть и с оттенком жестокости. Кстати, можно было бы продолжить об интересных наблюдениях на Водородном магнитометре Большого Телескопа Азимутального, их-то было много и процессе их проведения тоже происходили различные - иногда комические, но чаще всё-таки печально-непонятные явления. Но это тема никак не считается с повестью об Устройстве водородного магнитометра Большого Телескопа Азимутального. Этот телескоп так и остался один одинёшенек среди окружавшей его «мелюзги» - во всех смыслах этого слова.
11. Послесловие
Если уж было написано предисловие то, по-видимому, необходимо написать и послесловие.
Эта повесть (а может быть и ни повесть, а рассказ) написана очень кратко. Я не мастер писать длинные романы типа «Войны и мира» Льва Николаевича Толстого. Во-первых, я не писатель, например, как чукча в анекдоте, - но он там не читатель, а писатель. А я, вообще-то, не читатель, потому что лентяй. А во-вторых, писать о том, что почти забыл, просто не хочется. Да и вспоминать трудно, а тем более, если это мало кому нужно, но это только моё мнение. Возможно, оно и ошибочно, а там как знать? Но то, что написано, - а написано ли, а может быть просто «вырублено каменным топором на стене завалившейся пещеры», но как бы там не было написано, плохо ли, хорошо ли, но всё же, скажем так «нацарапано».
А теперь, по существу вопроса, скажем так: прямо, только прямо, хоть через каменную стену лбом и вдребезги - непонятно что вдребезги лоб или стена. Но это вам непонятно, а мне тем более не понять я ведь каменно-топорный писатель. И вообще писать о том, что быльём проросло очень трудно и не хочется. Но всё же я себя «заставил» написать - знать бы только будет ли, кто-нибудь читать? В наше-то время - большинство людей даже среднего возраста предпочитают, не читать, а смотреть, вернее, получать информация «через глаза». Ведь количество доступной, и, как правило, низкопробной информации растёт неимоверно, неизвестно в какой степени, думаю больше чем в третьей, - а возможно и в пятой! По-видимому, сейчас необходимо настолько загрузить людей (а людей ли?) информацией, чтобы у них не было времени думать о том, что происходит вокруг. А вокруг происходит искусственное наращивание темпа жизни и внедрения неуверенности в себя самого. Вполне понятный принцип капиталистических отношений - вверх по головам других. И не столь важно, если и твоя голова станет лестницей для другого человека, стремящегося в мир животных отношений. А, в общем-то, в пропасть, а пропасть впереди тебя и чем выше заберёшься по головам других людей, тем ниже падать. А, падая вниз можно и разбиться. Ведь в системе капитализма важен ни разум, а клыки, например, как у саблезубого тигра. И как не странно все в настоящее время искренне верят в то, что прогресс опережает сознание. А так ли это? Возможно, сознание, можно сказать и так совместное знание, в настоящее время направлено не на развитие интеллекта, а не его деградацию. Насколько я прав в этом, подумайте об сами - один на один, и желательно без «свидетелей», которые вам не позволят задуматься глубоко. Да ещё и могут посчитать вас душевнобольными. Но всё это послесловие никак не связано с вышеприведённым текстом. И написано мною, только, для того чтобы было понятно, почему Водородный магнитометр, да и Большой Телескоп Азимутальный «сошли с рельс» не доехав до станции. Хотя опыт строительства и конструкции телескопа БТА был частично использован при строительстве современных адаптивных телескопов с диаметрами параболических зеркал больше шести метров. Возможно, но маловероятно, что и опыт создания Водородного магнитометра то же послужил некоторой основой для разработки каких-то устройств или приборов, но повторю, маловероятно. Хотя, как знать?
А закончить данную повесть можно несколькими словами из поэмы Александра Сергеевича Пушкина «Руслан и Людмила»:
Дела давно минувших дней,
Преданье старины глубокой…
5 января 2018 года.
Д. Послесловие, к сборному тексту статей о бывшем Водородном магнитометре БТА:
По-видимому, имеет смысл начать с более подробного разъяснения способа компенсации инструментальной линейной поляризации в оптической схеме Водородного магнитометра БТА.
Инструментальная поляризация, а на звезде линейная, во всём спектре, исследуемом на Водородном магнитометре БТА, как правило, компенсируется! А это обеспечивается, кстати, двумя линейно-поляризованными световыми потоками двух каналов, которые, проходя через выходные щели, попадают на один ФЭУ, где эти диаметральные линейные поляризации (то есть сдвинутые относительно друг друга на 90 угловых градусов) - компенсируются. А были ли ещё такие устройства, вообще, - кто это знает?..
Возможно, написанный выше текст, о компенсации линейной поляризации на фотоэлектрическом усилителе (ФЭУ), а, следовательно, и во всей схеме Водородного магнитометра БТА, поможет «глубже» понять работу этого магнитометра. Кстати, компенсация линейной поляризации не уменьшает величины светового потока…
Возможно, имеет смысл более подробно описать процесс компенсации инструментальной поляризации в двулучевой схеме Водородного магнитометра БТА:
При положительном высоковольтном импульсе на управляемой четвертьволновой пластине (в дальнейшем - KDP), световой поток с левосторонней круговой поляризацией от звезды проходит KDP и преобразуется в вертикально линейно-поляризованный световой поток. Затем этот линейно-поляризованный световой поток поступает на две призмы из исландского полевого шпата, установленных последовательно друг за другом и развёрнутых относительно друг друга на 90 угловых градуса (призма). На первой половине призмы световой поток расщепляется на два луча обыкновенный и необыкновенный. Обыкновенный луч идёт прямо, а необыкновенный откланяется в сторону и отклонение его связано с длинной половины призмы. За счёт этого возникает разность хода лучей. Для компенсации этой разности хода используется вторая половина призмы, строго равная первой половине призмы по длине. В результате прохождения светового потока через обе половины призмы, разность хода лучей компенсируется - на выходе из призмы (состоящей из двух половин). Луч, входящий в призму расщеплен на два луча на выходе из призмы. Расстояние между лучами на выходе из призмы зависит от длины призмы, состоящей из двух её половин. Это расстояние между двумя лучами на выходе из призмы, величина постоянная, связана только с длиной призмы. Световые лучи выходящие из призмы линейно-поляризованы и один из лучей повёрнут относительно второго на 90 угловых градусов - в плоскости параллельной торцу призмы. Или по-другому, два выходящих из призмы луча, или два световых потока, движутся в плоскостях, которые повёрнуты относительно друг друга на 90 угловых градусов.
Эти лучи проходят спектрограф УАГС и, превращаясь в две «нитки» спектра «проваливаются» в выходные щели. Расстояние между выходными щелями по высоте (по высоте - условно) пропорционально разведению лучей призмой, то есть расстояние между «нитками» спектра всегда строго постоянно. По ширине (тоже условно) расстояние между выходными щелями зависит от ширины водородной линии звезды, на которой измеряется её магнитное поле. Расстояние выбирается таким, чтобы в щели «проваливались» крылья водородной линии звезды (левое крыло, допустим, в левую щель, а правое крыло - в правую), желательно в центре этих крыльев. А ширина щелей подбирается так, чтобы левая щель «захватывала» часть левого крыла водородной линии, а правая щель, равная по ширине левой щели, «захватывала» часть правого крыла водородной линии звезды. Но ведь щели для измерения магнитного поля находятся в разных «нитках» спектра. Левая щель в верхней «нитке» спектра, а правая в нижней «нитке» спектра. А «нитки» спектра это диаметрально-противоположные линейно-поляризованные световые потоки и если их объединить они компенсируют друг друга, а попросту «прикажут долго жить», а вместо них останется неполяризованный свет в крыльях линий. Возможно, информация о «наведении» щелей на крылья водородной линии избыточна, но всё же, по-видимому, необходима для общего понимания работы магнитометра.
«Вырезанные» выходными щелями участки крыльев, то есть их световой поток подаётся на линзовый сборник, состоящий из трёх линз, и фокусируется ими на фотокатоде ФЭУ, при этом линейные поляризации компенсируются. То же произойдёт с инструментальной поляризацией, и с линейной поляризацией, если она есть на наблюдаемом астрофизическом объекте. Линейно-поляризованные световые потоки при компенсации их поляризации не изменяются по своей интенсивности.
При смене полярности высокого напряжения на KDP, то есть при положительном высоковольтном импульсе на нем световой поток с правосторонней круговой поляризацией от звезды проходит KDP и преобразуется в горизонтальный линейно-поляризованный световой поток. Затем этот горизонтальный линейно-поляризованный световой поток проходит призму и на выходе линейно-поляризованные световые потоки как бы переориентируются, меняются местами плоскости, в которых они распространяются. И осуществляется эта переориентация с частотой 260 герц. С этой частотой производится переключение KDP, и соответственно переориентируются плоскости линейно-поляризованных световых потоков, но как говорилось выше, они компенсируются при поступлении на ФЭУ. Такая высокая частота переключения каналов позволяет уйти от медленных флуктуаций атмосферы мерцания и дрожания и изменений напряжения питающей сети при многократных и очень многих подключений и отключений объектов питающихся от этой сети. Кстати, электросварка, питающаяся от той же сети, практически приводит магнитометр в нерабочее состояние из-за резкого увеличению сбоев, которые тоже программно контролируются во время работы магнитометра. Вообще, получение информации на Водородном магнитометре защищено надёжно и контролируется в процессе его работы.
А теперь немного о работе почти всей схемы Водородного магнитометра БТА, но очень кратко и избирательно:
Световой поток от крыльев водородной линии преобразуется ФЭУ в поток электронов и многократно умножается им же, затем усиливается специальным усилителем, формируется формирователем амплитуды и «привязывается» к общей частоте управления сбором информации магнитометра, равной 10 мегагерцам. «Привязанный» к частоте 10 мегагерц поток импульсов преобразованных из светового потока в крыльях водородной линии, подаётся на два счётчика. Один «опорный» счётчик рассчитан на строго-определённое количество импульсов, определяющих экспозицию, то есть время проведения одного измерения. При заполнении «опорного» счетчика импульсами подаётся сигнал на остановку информационного счётчик, все операции синхронизированы частотой 10 мегагерц. Разность между количеством импульсов информационного счётчика и «опорного» счётчика делится на удвоенное количество импульсов опорного счётчика и умножается на магнетон Бора. При отсутствии магнитного поля на звезде эта статистическая величина стремится к нулю при большой выборке, то есть при наблюдении звезды ориентировочно около часа. Кстати, такой расчёт магнитного поля по статистической величине только информационного канала позволяет уйти от закономерно-увеличенной ошибки возникающей при искажении информации связанной с арифметическими действиями в знаменателе формулы расчёта статистической ошибки. А привязка обработки информации к общей частоте 10 мегагерц позволяет избежать ошибок при распределении импульсов между «опорным» и информационным каналами. В этом случае среднеквадратическая ошибка по распределению Гаусса, при большой выборке почти, то есть статистически, близка к ошибке по Пуассону. В результате сравнении этих ошибок между собой - контролируется работа магнитометра во время наблюдений астрофизических объектов.
А теперь немного из «теории» и практики:
Выше говорилось о круговой (циркулярной) и линейной поляризациях света, - а что это такое? Не вдаваясь в глубокие теоретические вопросы эти явления можно объяснить следующим образом:
Каждый квант не поляризованного света в своём единичном проявлении имеет равновероятные правые и левые вращения, то есть циркулярные, или по-другому, круговые поляризации. При прохождении определённых сред отличных от вакуума световой поток, состоящий из множества отдельных циркулярных квантов, в результате задержки в них и отражений под разными углами, фазируется. То есть группируется в световые потоки с равными длинами волн и одинаковыми фазами - появляется стоячая волна света, называемая линейной поляризацией, или по-другому, она же, суперпозицией квантов. По-видимому, световые волны становятся линейно-поляризованными при отражении он наклонённых зеркал, близких к углу Брюстера, и прочих устройств фазирующих световые потоки, например, в поляроидах, на выходе из которых световой поток частично или полностью становится линейно-поляризованным. Кстати, кристалл KDP в зависимости от полярности подаваемого на него электрического напряжения, преобразует вращающиеся влево кванты, в вертикальную линейную поляризацию, то есть организует в них суперпозицию. А вращающиеся вправо кванты преобразует в горизонтальную линейную поляризацию. При определённом положении KDP в пространстве. Кстати, всё написанное в этом разделе имеет отношение к Водородному магнитометру БТА.
Возможен, и иной вариант поляризации (он же может возникнуть и на KDP, при заниженном электрическом напряжении на нем), поляризации эллиптической, а это конгломерат круговой и линейной поляризации, круговая поляризация определяет малую ось эллипса, а линейная поляризация большую ось эллипса, то есть направление линейной поляризации в пространстве, - а так ли это? Наверное, измерив на Водородном магнитометре (если бы он был) параметры V, Q и U и, обработав их совместно, возможно, можно было бы, получить эллиптическую поляризацию астрофизического объекта…
Возможно, такие объекты и существуют…, во всяком случае, теоретически это можно предположить. Например, звезда с магнитным полем окружённая полупрозрачной эллиптической газовой оболочкой…, - а возможно ли это?..
По-видимому, такого прибора - для наблюдений астрофизических объектов, в части измерения их магнитных полей, различных их поляризаций, с расчётом времени их наблюдений до заданной точности по их звёздной величине - как Водородный магнитометр БТА, наверное, создано не будет, тем более с учётом всех его характеристик. А это: контроль работы его аппаратуры во время наблюдений. Специальных устройств и компьютерных программ, обеспечивающих, выбор для Водородного магнитометра астрофизических объектов. Выбор астрофизических объектов для наблюдений на Водородном магнитометре должен был производиться автоматически, по их известным из предыдущих наблюдений астрофизическим характеристикам, хранящимся в памяти ЭВМ, позволяющим проводить их наблюдения автоматически без участия наблюдателя. Но этот вариант наблюдений не был реализован, хотя подготовка к нему была начата, а продолжить её и закончить не представлялось возможным из-за неготовности и не желания применять такой вариант наблюдений, наблюдателями на БТА. Но об этом, обо всём, возможно, писать не имело смысла. Кое-что из выше написанного, частично было реализовано, но продолжение работ в этом направлении не представлялось возможным по многим причинам. В частности из-за отсутствия помощников, начался повальный отъезд наиболее способных сотрудников заграницу, да к тому же положение работающих, уже тогда не в Советском Союзе, а в России со звериным оскалом, было шатким и ненадёжным…
Но…, это не более чем эпитафия - Водородному магнитометру БТА!..
Почившему, но уже не в анабиозе, а в чём-то гораздо хуже - в чём-то другом не менее губительном, вроде давно минувших, прошедших и ушедших дней…, и уже навсегда!..
Итак, идея создания двулучевой схеме Водородного магнитометра имела глубокий смысл, но реализация её не имела никакого смысла, как это не парадоксально в условиях капиталистической России со звериным оскалом!.. Гениальнейший примитивизм на грани почти всеобъемлющего умопомрачения, граничащего с идеей всеобщего самоуничтожения, достойного «почётного, с почестями» помещения в лучезарную психушку Вселенского масштаба! А ведь это, как не странно, будет реализовано в ближайшее время ростовщиками каннибала-капитализма матушки Земли!.. Так что вперёд и с песнями, а впереди обрыв в преисподнюю - и туда с криком: не хочу! Спасите!! Помогите!!!.. А помогать-то некому! С волками жить - по-волче выть!..
В данном сборном тексте из пяти разделов восстановлено несколько реальных фамилий: Чунтонов, Алексеев, Бычков, Гнедин, Варшалович, Леушин, Кувшинов. Эти фамилии под псевдонимами были в пяти независимых друг от друга текстах, выставленных раньше на этом же сайте.
Кстати, названия выставленных раньше текстов сохранены в этом сборном тексте, - но это, извините, уже тавтология.
Для справки, насколько мне известно, объектом MWC560, у которого, по-видимому, есть некоторая, но маловероятная «похожесть» на пульсары, никто не занимался. Так как полученный результат наблюдений его возможных «струй» не опубликован.
15 июля 2020 года.