Служба широты в СССР

Широтные наблюдения в России начались в прошлом веке, но они носили эпизодический характер и использовались для выполнения научной работы обсерватории или отдельных ученых.

Такие наблюдения, начиная с 40-х годов прошлого столетия, велись в Пулковской обсерватории. Они были необходимы для решения основной научной задачи - создания различного рода каталогов. Наблюдения проводились на большом вертикальном круге Эртеля, на большом пассажном инструменте Репсольда, установленном в первом вертикале, и на большом зенит-телескопе. На последнем начались плановые наблюдения широты Пулкова в 1904 г. и продолжаются в настоящее время.

Одновременно определяли широту Московской обсерватории на Красной Пресне. Наблюдения проводились на переносном пассажном инструменте Эртеля, установленном в первом вертикале, и на пассажном инструменте Бамберга, установленном сначала в меридиане, затем в первом вертикале. На этом инструменте ряд систематических наблюдений с 1892 по 1895 г. провел П. К. Штернберг.

На обсерватории Казанского университета с 1892 по 1901 г. проведен девятилетний непрерывный ряд наблюдений для изучения изменений широты, который был использован в 1912 г. М. А. Грачевым для определения постоянной годичной аберрации.

В Ташкенте в 1895-1896 гг. полковник Генерального штаба Д. Д. Гедеонов исследовал изменение широты Ташкента.

Все эти широтные определения имели большое научное значение, но не имели общего плана и единой цели.

Первая мировая война осложнила международные научные связи. Центральное бюро Международной службы широты не могло, как ранее, проводить наблюдения, вычислять координаты полюса и публиковать их. Астрономы и геодезисты, в том числе и русские, остались без всяких сведений о движении полюсов. Тогда и возникла в России мысль - создать свою службу широты, независимую от международной. Но осуществить эту идею удалось лишь после Великой Октябрьской социалистической революции.

В начале 20-х годов украинские астрономы во главе с А. Я. Орловым предложили организовать на параллели 49°36' три широтные станции, наблюдения на которых обеспечили бы получение координат полюса независимо от Международной службы широты. Параллель 49°36' выбрали потому, что на ней в то время кульминировали в зените две-три яркие звезды.

Проект организации такой службы широты был одобрен, но практически осуществлен только частично - дело свелось к сооружению Полтавской гравиметрической обсерватории. Для обсерватории на краю города был выбран участок в бывшем имении русского художника Г. Г. Мясоедова. В саду были построены два небольших павильона для зенит-телескопов и другие вспомогательные сооружения. Обсерватория вступила в строй действующих научных учреждений в 1926 г. Начались наблюдения на зенит-телескопе Цейсса двух зенитных звезд - α Персея и η Большой Медведицы. Эти звезды настолько ярки (вторая звездная величина), что их можно наблюдать в течение всего года ночью и днем. Интервал между наблюдениями обеих звезд 10 час. 25 мин., что очень выгодно, поскольку получаемые широты относятся к разным моментам суток. Но по наблюдениям на одной обсерватории нельзя определить координаты полюса. Это хорошо видно из формулы Костинского, которая содержит две неизвестные величины х и у - координаты мгновенного полюса относительно среднего. Если для их определения взять одну станцию на меридиане Гринвича, другую - западнее нa 90°, то формула Костинского (при λ= 0 и λ = 90°) примет вид

Это значит, что изменение широты на гринвичском меридиане сразу дает координату х, а на меридиане западнее Гринвича на 90° можно получить координату у. Это справедливо для двух любых меридианов, отстоящих по долготе на 90°, если один из них считать начальным.

Для создания советской службы широты нужно было иметь по крайней мере две станции, расположенные на 90°: одну - в Полтаве, другую - на востоке. Так появились две широтные станции: в Благовещенске и Иркутске. Благовещенск отстоит на 6 час, или 90° восточнее Полтавы, Иркутск - на 6 час, или 90° восточнее Боровицы, близ Познани (Польша), где по инициативе советских астрономов была также создана широтная станция. Комбинация этих двух пар станций уже давала возможность уверенно определять координаты полюса. Но чем больше станций, тем точнее результаты, потому были построены новые станции и организованы наблюдения на уже имеющихся обсерваториях. Регулярные наблюдения стали вести широтный отдел Пулковской обсерватории, ее филиал - широтная станция в Благовещенске, Китабская широтная станция им. Улугбека, входящая в Международную службу широты, Астрономическая обсерватория им. В. П. Энгельгардта близ Казани. Заново сформировался широтный отдел в Москве на Ленинских горах в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга. Для Пулкова, Москвы, Казани, Благовещенска, а позднее и для Полтавы были выпущены нашей промышленностью новые современные мощные зенит-телескопы. Руководство вычислением координат полюса возложено на Полтавскую гравиметрическую обсерваторию.

Рис. 21. Движение мгновенного полюса Земли около среднего за 6 лет (1910- 1916)

На рис. 21 и 22 как пример приведено движение северного полюса Земли, вычерченное по координатам х и y, полученным А. Я. Орловым из наблюдений на многих обсерваториях нашей страны и за рубежом. Каждая кривая отражает шестилетний ряд наблюдений, так как в этом интервале шесть раз укладывается годовой период и пять раз - чандлеровский. В 1910-1916 гг. амплитуда полюса достигла наибольшего размаха, тогда как в 1934- 1940 гг. (рис. 22) полюс Земли значительное время находился около своего среднего положения.

Во всех наших широтных отделах обсерваторий и на широтных станциях, кроме стандартных наблюдений, дающих возможность вычислять координаты полюса, ведутся большие научные работы как в области теории, так и практики. Исследуются различные программы наблюдений с целью создания программы, которая отвечала бы всем требованиям науки о движении полюса, выводятся из наблюдений и уточняются различные параметры периодических движений полюса, исследуются так называемые неполярные изменения широты, ведутся большие работы по наилучшему варианту получения средней широты и большие исследования по методике обработки наблюдений применительно к современной машинной технике.

Рис. 22. Движение мгновенного полюса Земли около среднего за 6 лет (1934 - 1940)