Люди науки
Джордж Ричи
(К 150-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)
О.Д. ДОКУЧАЕВА, А.И. ЕРЕМЕЕВА, Г.А. ПОНОМАРЁВА ГАИШ МГУ
Джордж Уиллис Ричи (George Willis Ritchey) - американский астроном и один из крупнейших специалистов в создании и совершенствовании астрономических инструментов и методов наблюдений, соавтор распространенной современной системы рефлектора (система Ричи - Кретьена).
Дж. Ричи родился 31 декабря 1864 г. в небольшом городке Тапперс Плейнс в штате Огайо и был сыном краснодеревщика. Его интерес к астрономии проявился рано: еще подростком он сделал свой первый телескоп. Но стать сразу астрономом ему помешала необходимость зарабатывать на жизнь, особенно после его женитьбы в 1885 г. Лишь два года удалось ему учиться в университете Цинциннати, причем сначала в более практическом направлении - по курсу рисования или черчения (in drawing), видимо, идя по стопам отца. Но второй год в университете он посвятил учебе уже по курсу наук, работая в то же время ассистентом в обсерватории университета. Здесь он узнал о пионерах новой эпохи рефлекторостроения Генри Дрэпере
4* ©
и Эндрью Коммоне. И снова материальные заботы отвлекли его от астрономии. В 1886 г. он покинул Цинциннати, чтобы работать учителем в Высшей школе в Чикаго в области, не связанной с астрономией. В Чикаго у него родилось двое детей.
Встреча в Чикаго с астрономом Джорджем Эллери Хейлом (1868-1938) определила его дальнейший жизненный путь - и большие успехи, и не меньшие испытания. Дж. Ричи начал работать в частной обсерватории отца Хейла, сначала на общественных началах, а затем как штатный ассистент. Здесь впервые проявились его необыкновенные способности в телескопостроении. В 18921897 гг. по инициативе Дж. Хейла была построена Йеркская обсерватория Чикагского университета (в 22 км от него) в Уильямс-Бэй, штат Висконсин (названная так в честь трамвайного магната и мецената Ч. Йеркса, выделившего средства на постройку ее главного инструмента - тогда крупнейшего в мире 40-дюймового, или 102-см, рефрактора). Туда и переехал Дж. Ричи. В Йеркской обсер-
Докучаева О.Д., Еремеева А.И., Пономарёва Г.А. 67
ватории он прошел путь от заведующего ее оптической мастерской, затем куратора над строительством телескопов, позднее инструктора и стал, наконец, ассистентом профессора практической (наблюдательной) астрономии. В 19011905 гг. Дж. Ричи также преподавал астрономию в Чикагском университете.
В самом начале своей астрономической деятельности Дж. Ричи проявил себя и как виртуозный наблюдатель. Еще с 12-дюймовым рефрактором в обсерватории старшего Хейла он первым начал фотографировать Луну. На Йерк-ской обсерватории получил с помощью длиннофокусного 40-дюймового рефрактора одни из первых в истории астрономии высококачественные изображения Луны и звездных скоплений.
Джордж Ричи (1864-1945).
Джордж Эллери Хейл (1868-1938) на своем рабочем месте в Обсерватории Маунт-Вил-сон. 1905 г.
Однако, несмотря на успехи с крупными рефракторами, и Хейл, и Ричи понимали, что будущее за рефлекторами. С деятельности Ричи в первое десятилетие XX в. началась новая эпоха успешного применения рефлекторов. Прежде всего, он придумал новую, эффективную технологию шлифовки и полировки параболических зеркал для больших телескопов и решил труднейшую задачу их облегчения (предложив "плавающую" систему разгрузки1). Дж. Ричи принадлежит также идея ячеистых зеркал для рефлекторов, у которых задняя поверхность не сплошная, а с выемками-ячейками, что позволило создавать большие зеркальные объективы, увеличивая их жесткость (сопротивление прогибу) и уменьшая вес.
Благодаря именно Дж. Ричи наблюдательная астрономия США сыграла в XX в. главенствующую роль в познании Вселенной, не только обеспечив крупнейшие успехи в звездной астрономии и астрофизике, но и создав фун-
1 Речь идет о принятой в рефлекторострое-нии опоре зеркала не на всю поверхность оправы, а лишь на несколько рассчитываемых точек, что обеспечивает его наиболее эффективную разгрузку (при которой центр тяжести зеркала должен быть внутри периметра, проходящего через эти точки), не теряемую при работе с ним (при поворотах зеркала). "У любого зеркала... есть понятия жесткости, упругости, теплопроводности, коэффициента термического расширения и др. И все это принимается в расчет при выборе способа разгрузки. Все более-менее крупные телескопы имеют зеркала, разгруженные на множество точек [не менее трех]. Плавающая разгрузка на 3, 6 и более точек очень эффективна в плане снижения толщины (и, соответственно, цены) заготовки зеркала, уменьшения его тепловой инерции и т.д." Такая информация о способе разгрузки дается в Интернете, но без разъяснения смысла термина "плавающая", а разгрузка называется так, возможно, потому, что конкретные опорные точки могут меняться при наблюдениях, не изменяя качество разгрузки.
40-дюймый (102-см) телескоп-рефрактор Йеркской обсерватории Чикагского университета.
дамент для развития новой, наблюдательной космологии. Еще в Чикаго, как пишет его (видимо, единственный) биограф, американский астроном и историк астрономии Д. Остерброк2, Дж. Ричи начал делать зеркала для нескольких небольших рефлекторов, дойдя до 24-дюймовых. Первым большим успехом Дж. Ричи в этой области стало сооружение в 1901 г. 24-дюймового рефлектора для Йеркской обсерватории - первого современного большого американского отражательного телескопа. Замечательным достиже-
2 Статья Д. Остерброка в "American National Biographies" (1979) стала основным источником прежде всего биографических сведений о Дж. Ричи, которую не без труда одному из авторов настоящей публикации удалось отыскать в ЦСБ РГБ (бывшая библиотека им. В.И. Ленина).
нием Дж. Ричи стало фотографирование с его помощью быстро расширяющейся оболочки вокруг Новой Персея (GK Per) в 1901 г. В сентябре - ноябре 1901 г. он получил три практически первых ее снимка (с экспозицией 4 ч.), на которых была видна обширная с тонкими разветвлениями туманность, окружающая звезду, причем изменяющаяся со временем в разных частях.
Еще раньше Дж. Ричи сделал в Ма-унт-Вилсон несколько длиннофокусных зеркал для неподвижных горизонтальных солнечных телескопов, питаемых от целостатов (24-дюймовый объектив, плоское вторичное зеркало и 30-дюймовый целостат). На таком телескопе Дж. Ричи и американский астроном Е. Барнард получили во время солнечного затмения 1900 г. превосходные изображения хромосферы и короны.
В 1903 г. в жизни Дж. Ричи наступил новый этап. Он в числе первых трех астрономов был приглашен Дж. Хей-лом для организации обсерватории, на горе Вилсон близ г. Пасадены в Калифорнии. Хейл задумал ее вначале как солнечную станцию Йеркской обсерватории Чикагского университета. Но после получения им гранта от благотворительного Фонда Карнеги (1905) она выделилась в самостоятельную солнечную обсерваторию и уже вскоре расширила диапазон исследований, надолго став крупнейшей американской (да и мировой) астрономической обсерваторией Маунт-Вилсон. Наблюдательной базой обсерватории стали рефлекторы.
В новой обсерватории Дж. Ричи становится куратором конструирования инструментов и главой оптической мастерской. Его новым большим успехом стало сооружение 60-дюймового рефлектора (1908), работа над которым была начата им еще в Чикаго в 189570
1896 гг.3 В его конструкцию Дж. Ричи, по словам Д. Остерброка, "внес и свои идеи". Телескоп был "быстродействующим" и позволил Ричи получить превосходные прямые фотографии Луны, шаровых скоплений, высококачественные фотографии многих туманностей (среди которых оказалось немало и будущих галактик).
Дж. Ричи, как уже говорилось, оставался страстным исследователем звездных систем. С помощью крупнейших американских параболических рефлекторов он получил большое число высококачественных снимков спиральных и других туманностей. В 1917 г. он открыл в них три новые звезды: две в М31 (Туманность Андромеды) и одну в спиральной туманности NGC 6946. По этим данным Дж. Ричи первым сделал вывод о большом (явно внегалактическом!) расстоянии М31, что способствовало укреплению представления о звездном составе спиральных туманностей и их природе как самостоятельных звездных систем (еще до окончательного решения Э. Хабблом этой давней фундаментальной и спорной проблемы). Ричи внес большой вклад и в развитие астрофотографии. Он придумал особую, подвижную платформу для кассеты ("кассета Ричи"4), привлек внимание к качеству изображений, создаваемых фотоэмульсией, к ее разрешающей способности, а также к светочувствительности различных фотоэмульсий, усовершенствовал технику проявления снимков.
3 Начав еще в Чикаго с изготовления небольших параболических зеркал и дойдя затем до 24-дюймовых, Дж. Ричи в 1895 г. принялся за 60-дюймовое (152 см) зеркало для будущего, по тем временам наибольшего рефлектора (огромный стеклянный блок-заготовка был приобретен старшим Хейлом специально для Дж. Ричи).
4 Это было существенно при употреблении
в прежних астрографах стеклянных пластинок.
Но вскоре для Джорджа Ричи наступила пора и нового взлета творческой работы, и тяжелых испытаний.
Напомним в связи с этим немного об истории и проблемах рефлекторов. Неразрешимыми проблемами первых больших рефлекторов, в свое время прервавшими их триумфальное развитие и применение, связанное с именами В. Гершеля и В. Парсонса5, были быстрое потускнение металлических зеркал (особенно в сыром климате островных государств - Англии и Ирландии) и растущий их вес (с ростом диаметра), что требовало разработки методов их разгрузки. Кроме того, параболические зеркала-объективы рефлекторов (и "прямофокусных" - системы Ньютона, и новых, с увеличенным фокусным расстоянием - Кассегрена) страдали сферической аберрацией и комой (кометообразным искажением точечных изображений звезд вне точки фокуса). В 1910 г. Джордж Ричи и его помощник физик-оптик из Франции Анри Креть-ен (1879-1956) на основе старой системы Кассегрена изобрели систему рефлектора, которую сами они скромно называли системой "новой кривизны". И главное, и вторичное зеркала в ней были не традиционно параболическими, а гиперболическими. Первое было свободно от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.