Феликс Зигель - Астрономы наблюдают

Главная часть болометра (см. рис. 37 справа), еще одного измерителя излучений, — зачерненная проволочка Р 1, представляющая собой одну из плеч мостика Уитстона. В этот мостик входят также второе «плечо» — проволочка Р 2, сопротивления r и r 1 источник тока В и гальванометр G. Когда проволочка Р 1 нагревается, ее сопротивление меняется, и, следовательно, электрическое равновесие в мостике Уитстона нарушается. По отклонению гальванометра G легко вычислить температуру нагретой проволоки, а затем и величину падающего на болометр излучения.

Если проволочку болометра медленно перемещать вдоль солнечного спектра, можно измерить распределение энергии вдоль спектра и сравнить это распределение с тем, которое характерно для абсолютно черного тела соответствующей температуры. Такая комбинация спектроскопа и болометра называется спектроболометром.

Все рассмотренные измерители излучений (термоэлемент, радиометр и болометр), ныне замененные различной «инфракрасной» техникой, были одинаково чувствительны к излучению любой длины волны. Этого нельзя сказать о фотоэлементе, который подобно глазу и фотопластинке может служить примером селективного (т. е. избирательного) приемника излучений.

Фотоэлемент основан на явлении фотоэффекта — способности некоторых веществ испускать электроны под действием падающего на них света. К числу таких веществ, например, относятся щелочные металлы (натрий, калий, цезий и другие). Если слой со щелочным металлом соединить с отрицательным полюсом аккумулятора, а вблизи поместить металлическое кольцо, на которое дан положительный потенциал, в цепи потечет ток, сила которого зависит от величины падающего на фотоэлемент излучения.

Некоторые из фотоэлементов обладают примерно такой же чувствительностью, как обычная фотопластинка. Другие работают в широком интервале спектра — от ультрафиолетовых до инфракрасных лучей. Для измерения излучений в разных частях спектра употребляются фотоэлектрические спектрофотометры, основой которых служат фотоэлементы.

В настоящее время на смену фотоэлементам практически повсюду пришли более сложные приборы — фотоэлектронные умножители (ФЭУ). В этих приборах используется так называемая вторичная электронная эмиссия — явление, при котором достаточно энергичные электроны, ударяясь о поверхность проводника, могут выбить еще несколько электронов. Те в свою очередь «вышибают» новые электроны и тем самым первично слабый фототок в многокаскадном ФЭУ может быть значительно усилен. Чувствительность современных ФЭУ несравненно выше чувствительности прежних фотоэлементов.

Мы ограничимся этими примерами и обратимся теперь к особому, обширному и быстро прогрессирующему классу астрономической техники.

Естественное стремление увеличивать диаметр вновь создаваемых рефлекторов наталкивается на значительные технические трудности. Как уже говорилось, при очень большом поперечнике главного зеркала его вес становится существенной помехой для всей конструкции телескопа. Приходится прибегать к сложным средствам, препятствующим прогибу зеркала под действием собственного веса и обеспечивающим легкое, плавное его перемещение вокруг двух осей. Система рычагов и воздушных подушек при любом положении телескопа должна «нейтрализовать» вес его зеркала примерно на 99,9 %. В противном случае параболическая поверхность зеркала заметно деформируется и изображения светил сильно искажаются.

Немалые трудности связаны с выбором для зеркала такого материала, который бы обладал практик чески неуловимым термическим расширением, На смену стеклу пришли пирекс, плавленый кварц, а в последнее время ситал, коэффициент расширения которою в сотни раз меньше коэффициента расширения обычного стекла.

Предложены проекты многозеркальных рефлекторов. В одном из таких проектируемых телескопов шесть вогнутых зеркал диаметром 1,83 м каждое собирают от светила излучение, которое затем с помощью двух небольших диагональных зеркал направляется в пространство между главными зеркалами. Такой многозеркальный рефлектор по эффективности равноценен 4,5-метровому однозеркальному телескопу, но стоимость его изготовления несколько ниже. Существует проект рефлектора из 25 зеркал, равноценного 7,6-метровому однозеркальному телескопу, но, увы, у такого рода оптических систем есть существенный недостаток: неискаженное поле зрения у них очень мало и качество изображений светил невысокое.