Астрометрия . Задачи астрометрии Astrometry. Tasks astrometry

Астрометрия. Задачи астрометрии
Богунов Р.Е..., Андреева Н В.
БГТУ имени В.Г. Шухова
Белгород, Россия
Astrometry. Tasks astrometry
Bogunov R.E..., Andreeva N.V.
BSTU behalf V.G. Shukhov
Belgorod, Russia
Астрометрия — это часть астрономии, которая занимается определением координат
небесных тел, а также определением их размеров и формы. В общем случае эти величины
изменяются со временем. Поэтому главной целью астрометрии является описание
движения тел. Если эти движения измерены, то их анализ осуществляется двумя
существенно различающимися методами.
(1) Целью первого метода является только описание движения. Это — кинематический
подход. Например, звездная кинематика — это область науки, в которой устанавливаются
соотношения или корреляции между характеристиками движения звезд и некоторыми из
внутренних свойств звезд (таких как химический состав, возраст, спектральный тип и
т.д.).
(2) Мы пытаемся понять, почему движения тел имеют наблюдаемые свойства. Это
означает, что мы изучаем силы, которые управляют этими движениями. Это —
динамический подход. Например, в небесной механике мы объясняем движение планет и
спутников присутствуем различных сил, действующих в Солнечной системе.
Аналогично, в динамике Галактики мы пытаемся объяснить строение Галактики, исходя
из параметров движения звезд. Но даже само знание положений звезд или галактик,
безотносительно к тому — движутся они или нет, очень важно для астрономии, например,
для понимания структуры звездных скоплений или для понимания распределения
вещества во Вселенной. Во всех этих приложениях астрометрия является наблюдательной
основой для получения научных результатов. Должны ли мы рассматривать астрометрию
как астрономический метод? Такая точка зрения вполне уместна, ведь фотометрия,
спектроскопия или радиоастрономия считаются таковыми. Однако лучшим определением
астрометрии было бы следующее: астрометрия — это применение некоторых методов,
которые можно назвать астрометрическими методами, для определения геометрических,
кинематических и динамических свойств небесных тел во Вселенной. Когда наука
развивается, когда точность астрометрических наблюдений растет, появляются все новые
задачи.
В самом общем виде все, что как-то распределено во Вселенной, движется или имеет
размеры или форму и доступно для измерений, находится в сфере интересов астрометрии
при условии, что научный интерес лежит за пределами простого описания. Современная
астрометрия прошла описательную стадию развития науки. Существует большое число
проблем, связанных с пониманием явлений, с подтверждением различных гипотез о
структуре и эволюции небесных тел, их объединении в скопления или связанных с
реальными физическими законами во Вселенной. Теперь уже нельзя использовать
немногочисленные и дорогие инструменты для того, чтобы наблюдать какой-то объект
только потому, что его можно наблюдать.
В течение первой половины двадцатого столетия некоторые астрономы говорили, что
любое наблюдение является капиталом, который будет ценным и в будущем. Сейчас это
уже не так. Наблюдение должно иметь целью решение определенной проблемы. Когда
готовится наблюдательная программа, каждый ученый должен спросить себя, какова
полезность этих наблюдений, на какой вопрос ищется ответ?
Астрометрия определенно должна подчиняться этому правилу. Из-за того, что в течение
многих лет астрометрия не всегда ему следовала, не было необходимости для ее развития;
результатом было отставание от очень быстрого прогресса в других областях астрономии.
У астрометрии сложилась репутация эзотерической деятельности, скучной и
направленной в прошлое. За последние 30 лет такая ситуация изменилась; современная
астрометрия начала развиваться. Но нужно, и всегда будет нужно, задать самому себе
вопрос: в каких областях астрономии требуется знание положений, движений, размеров и
формы небесных тел, и для чего?
Задачи, решаемые астрометрией, можно разделить на три группы:
1. Установление на небесной сфере инерциальной системы небесных
координат, которая не должна обладать никаким другим движением, кроме
прямолинейного и равномерного;
2. Задание систем измерения времени и определение параметров
поступательно-вращательного движения Земли;
3. Создание согласованной системы фундаментальных астрономических
постоянных.
Для решения указанных задач используются следующие массивы
астрометрических наблюдений:






Координаты и собственные движения звезд;
Положения тел Солнечной системы;
Координаты полюса и неполярные колебания широт;
Астрономические поправки эталонного времени;
Положения ИСЗ, скорости их движения, расстояния до них;
Задержки сигналов в РСДБ.
Астрометрические наблюдения лежат в основе исследований в области небесной
механики, они важны для решения фундаментальных проблем звездной динамики и
галактической астрономии, а также многих задач астрофизики. Астрометрические данные
составляют фундамент всех практических приложений астрономии к геодезии, навигации,
космическим исследованиям, к решению проблем, связанных с измерением времени и
изучением вращения Земли.
Задачи астрометрии решаются рядом научных, военных, специализированных
учреждений различных государств как в отдельных странах, так и в рамках согласованных
научных проектов международного сотрудничества. Полученные результаты
используются, в частности, для координатно-временного обеспечения страны (КВО), где
востребованы дипломированные специалисты специальности «Космическая геодезия».
В рамках решения задач КВО в России создается фундаментальная астрономогеодезическая сеть (ФАГС), которая практически реализует геоцентрическую систему
координат. Эта система координат согласовывается с фундаментальными
астрономическими (небесными) системами координат и связывается с аналогичными
пунктами различных государств. Параметры связи между земной системой координат,
задаваемой пунктами Государственной геодезической сети (ГГС), и небесной системой,
задаваемой квазарами и звездами, устанавливаются оперативными наблюдениями
Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ) и публикуются в специальных
бюллетенях этой службы. Здесь же публикуются параметры вращения Земли и поправки
для перехода к международным шкалам времени, необходимые для использования шкал
атомного и координированного времени в работах по развитию ГГС. Таким образом, при
создании ФАГС необходимы результаты решения практически всех задач астрометрии.
Список литературы:
1. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии: Учебное пособие / под ред. В.В.
Иванова. – М.: Едиториал УРСС, 2001;
2. Астрономический ежегодник на 2014 год. – СПб.: Наука, 2013;
3. Геодезическая астрономия применительно к решению инженерно-геодезических задач /
И.С. Пандул. – СПб.: Политехника, 2010;
4. Труды ИПА РАН. Вып. 10. В.А. Брумберг, Н.И. Глебова, М.В. Лукашева, А.А. Малков,
Е.В. Питьева, Л.И. Румянцева, М.Л. Свешников, М.А. Фурсенко. Расширенное объяснение
к «Астрономическому ежегоднику». – СПб.: ИПА РАН, 2004;
5. Гиенко, Е.Г. Г465 Астрометрия и геодезическая астрономия: учеб. пособие / Е.Г.
Гиенко.- Новосбирск: СГГА, 2011.-168 с.