Вертикальный круг - астрономический инструмент для определения зенитных расстояний небесных светил, служащих материалом для вычисления их склонений. Используется при составлении абсолютных каталогов склонений звёзд. Из одного наблюдения при двух положениях круга он позволяет получить непосредственно зенитное расстояние светила. Полусумма же зенитных расстояний при верхней и нижней кульминации звезды позволяет получить широту места наблюдения, пользуясь которой выводится склонение.

История инструмента

Наблюдатель Б.К. Залесский, 1919 г.

Вертикальный круг Репсольда, 2009 г.

В 1897 г. директор Пулковской обсерватории О.А. Баклунд заказал в Мюнхене в фирме братьев Репсольд вертикальный круг специально для установки его на юге. В феврале 1899 г. вертикальный круг был доставлен в Одессу и в апреле 1899 г. А.Р. Орбинским были начаты пробные наблюдения звезд и Солнца. До 1909 г. наблюдения на вертикальном круге производились по методу Петерса.

К моменту официальной передачи Морской обсерватории в Николаеве в распоряжение Пулковской обсерватории Общество николаевских заводов и верфей разработало проект и построило павильон для вертикального круга и пассажного инструмента. Строительство было начато летом 1912 г., и полностью закончено в сентябре 1913 г. В начале июня 1913 г. пулковский механик Мессер привез в Николаев вертикальный круг. Наблюдения были начаты в конце декабря 1913г. и продолжались до 1985г., после чего инструмент был законсервирован и передан в музей. В 2009г. После реставрации и ремонта павильона он является экспонатом музея.

Устройство телескопа и павильона

Г.К. Циммерман у инструмента (20-е и 60-е годы ХХ века)

Строительство павильона, 1913 г.

Вертикальный круг Репсольда имеет объектив Штайнгеля (D=108 мм и F=1400 мм). Первоначально сетка нитей окуляра была неподвижна и состояла из двух вертикальных и трех горизонтальных, две из которых были сближены. Оптическая труба инструмента для наведения на светило может вращаться вокруг горизонтальной оси. Для наведения трубы на светило имеются длинные рукоятки, через карданные муфты связанные с микрометренными винтами, позволяющими плавно менять зенитное расстояние. Насаженный на горизонтальную ось разделённый круг (2-х минутный, D=700мм) предназначен для измерений вертикальных углов. Вспомогательный горизонтальный 10-й минутный лимб (D=300мм) служил для установки и отсчета азимута инструмента. Вертикальный круг был снабжен 4-мя отсчетными микроскоп-микрометрами, укрепленными на барабане, а горизонтальный — двумя микроскопами, с нониусными шкалами также жестко связанными с барабаном. Для определения наклона вертикальной оси в плоскости меридиана, на барабане были установлены 2 секундных уровня. Основной конструкцией, несшей на себе все измерительные устройства, являлся барабан диаметром 600 мм и шириной 285 мм. Данный вертикальный круг используется для наблюдений в меридиане.

Павильон состоит из двух частей, разделенных двойной металлической

Павильон (60-е годы ХХ века

перегородкой. Верхняя часть павильона представляет собой полуцилиндр, образующие которого параллельны первому вертикалу, а с высоты горизонтальной оси (1,8 м) до пола стены вертикальны. Стены и пол павильона опираются на основной фундамент, который не связан с инструментальным. Пол павильона поднят относительно уровня почвы примерно на 2 м, а основной фундамент засыпан грунтом. При наблюдениях западная часть крыши сдвигается от пола на запад, образуя щель шириной 2.2 м.

Научные программы и результаты

С марта 1914 г. - наблюдения каталога абсолютных склонений 1904 звезд списка Баклунда-Хофа для эпохи и равноденствия 1915.0 (в рамках первого международного проекта «Карта неба»). 279 звезд каталога наблюдались в обеих кульминациях. Наблюдатели: Б.П. Остащенко-Кудрявцев, Б.К. Залесский

1918 г. - наблюдения вспыхнувшей звезды — Новой Орла, наблюдения Солнца и больших планет.

Наблюдатель В.П. Сибилев (70-е годы ХХ века)

1925-1927гг. - наблюдения нового каталога абсолютных склонений на эпоху и равноденствие 1925.0 (Nik25). Всего для каталога Nik25 было произведено 2929 наблюдений звезд. Все звезды наблюдались не менее 8-ми раз, а более 80% наблюдалось 12 и более раз. Наблюдатель: Г.К. Циммерман.

1929-1939 гг. - наблюдения каталога Nik30, включающего склонения 707 звезд. Каталог был опубликован в 1951г. Наблюдатель: Г.К. Циммерман.

1935-39 гг. - наблюдения дифференциальным методом 1334 «геодезических звезд». Результаты наблюдений вошли в «Каталог 2957 ярких звезд» Н.В. Циммермана. Наблюдатель: Г.К. Циммерман.

С 1939 г. - наблюдения дополнительных звезд FK3 в области склонений от +80º до -30º. Кроме того, наблюдалось 62 звезды основного списка FK3. Из 587 звезд, вошедших в программу, 75 наблюдались в обеих кульминациях. Наблюдатель Г.К. Циммерман.

1945-1951 гг. - наблюдения каталога Nik50, после разработки метода определения гнутия с привлечением наблюдений Солнца, наблюдалось также Солнце. Всего было сделано 8652 наблюдения звезд и 380 Солнца. Каталог был опубликован в 1958г. Наблюдатель: Г.К. Циммерман.

1957-1964 гг. - последний каталог абсолютных склонений Nik60 (744 звезды), наблюдавшийся на вертикальном круге Репсольда, отличался от предыдущих попыткой лабораторного определения гнутия и полного отказа от перестановок окуляра и объектива. Каталог был опубликован в 1977г. Наблюдатели: И.И. Божко (5933 наблюдения) и Г.К. Циммерман (5367 наблюдений).

1920-1985 гг. - наблюдение тел Солнечной системы: Солнце — 4056, Луна — 225, Меркурий — 436, Венера — 2319, Марс - 283, Юпитер — 339, Сатурн - 282, Уран - 173, Нептун — 100 и т. д. Наблюдатели: Г.К. Циммерман (50%), И.И. Божко, В.П. Сибилев и др.

1975-1982 гг. - исследования астрономической рефракции в дневных наблюдениях, которые позволили повысить точность определения склонений Солнца и Венеры. Наблюдатель: В.П. Сибилев.

Меридианный круг — астрономический инструмент, в котором зрительная труба вращается только в плоскости небесного меридиана вокруг горизонтальной оси, опирающейся на специальные опоры. Он служит для точного определения прямых восхождений и склонений небесных светил путём регистрации моментов прохождения светил через небесный меридиан и измерения их зенитных расстояний в меридиане.

Директор НАО Я.Е. Гордон у Меридианного круга, 1959

Конструкция и технические характеристики инструмента

Диаметр объектива D = 150 мм, фокусное расстояние F = 2150 мм. На горизонтальную ось наглухо насажены два лимба (А и В) диаметром D = 1200 мм, вращающиеся вместе с трубой.

Павильон был построен в 1955 году специально под данный инструмент. Ширина 11 м, длина 7,3 м и высота 4,4 м. Крыша павильона двускатная, раздвижная.

Меридианный круг в Пулковской обсерватории, 1868 г.

При открытии имеет щель размером в 2,5 м в плоскости меридиана для наблюдений. Фундамент под МКР, в виде срезанной пирамиды из красного кирпича, лежит на глубине 1,5 м ниже уровня грунта. На нем установлены монолитные гранитные столбы с жестко закрепленными на них металлическими пластинами. К этим пластинам присоединены лагеры цапф горизонтальной оси телескопа, находящейся в плоскости первого вертикала. Расстояние между рабочими разрезами цапф составляет 105,9 см. На север и на юг от МКР, на расстоянии 2 м, установлены столбы из красного кирпича для коллиматоров и линз мир.

Первоначально регистрация моментов прохождений звезд через меридиан производилась саморегистрирующим окулярным микрометром на бумажную ленту печатного хронографа. Момент прохождения звезды определялся по 10 парам контактов на 4-х оборотах винта окулярного микрометра. А положение звезды в поле зрения по высоте определялось двумя отсчетами винта микрометра по склонению. В качестве опорных часов использовался свободный маятник звездных часов английской фирмы Шорт №35, поправки для которого регулярно определялись Николаевской службой времени.

История инструмента

МКР в Круглом зале Николаевской обсерватории во время реставрации, 1955 г.

Меридианный круг Репсольда (МКР) был заказан в 1834 году для Пулковской обсерватории ее директором Василием Яковлевичем Струве немецкой фирме Репсольда (Гамбург). В 1840 году приступил к регулярным наблюдениям звезд дифференциальным методом и успешно работал в течение 100 лет. В годы Великой Отечественной войны инструмент в разобранном виде хранился в подвалах АН СССР и сильно пострадал. В 1955 году в нерабочем состоянии был перевезен в Николаевскую обсерваторию, после восстановления николаевским мастером И.И. Пономаренко и исследования лимбов был установлен в специально построенном для него павильоне.

В 1955-1956 годах исследование лимбов показало, что на лимбе А в некоторых местах стерлись штрихи отсчетов. Было принято решение лимб А не использовать и снимать измерения только по лимбу В.

1964 год - оснащение четырьмя фотографическими микроскопами для отсчетов лимбов, что позволило значительно ускорить процесс наблюдения звезд. Камеры этих микроскопов содержали по 150 см фотографической пленки, которой хватало на наблюдения 125 звезд.

1970-е годы - усовершенствование конструкции полуавтоматического устройства для измерения фотографий лимба, что значительно увеличило точность — средняя квадратическая ошибка одного измерения кадра стала равна 0˝.07 (А.Д. Погоний)

1977-79 годы — работа по разделению лимбов через 2' в лаборатории высокоточный угловых измерений НАО ( под руководством Н.А. Илькив)

Осень 1980 года - установка двухкоординатного фотоэлектрического окулярного микрометра (В.В. Конин, А.Д. Погоний), усовершенствование фотографических микроскопов лимба (А.В. Шульга)

1990 год - замена фотографических микрометров микроскопов на ПЗС камеры

2002 год - окончание наблюдений на МКР и передача инструмента в музей НАО.

Меридианный круг Репсольда, 2009 г.

Научные программы и результаты

За более чем 40 лет эксплуатации в НАО на МКР было получено 9 разных каталогов положений звезд.

1956 - 1966 гг. - наблюдения 9994 звезд по международной программе AGK3R в зоне склонений от -5° до +25°, 2605 звезд программы КС3 в зоне от -5° до -20° и 125 звезд вблизи внегалактических туманностей. Наблюдатели: Я.Е. Гордон, Г.М. Петров, А.С. Харин, И.П. Дзюба, О.Ф. Гармаш, Р.Т. Ткачёва, Г.К. Горель, Л.Ф. Грабарь. Результаты наблюдений по программе AGK3R опубликованы в Трудах Главной астрономической обсерватории Академии наук СССР (1966 г.). В 1969 году Л.Ф. Горель (Грабарь) опубликовала каталог положений 2600 звезд КС3 в зоне склонений от -5° до -20° и каталог 117 звезд около внегалактических туманностей.

Внешний вид павильона МКР, 2009 г.

1964-1966 гг. - наблюдения по международным программам SRS (South Reference Stars) и BS (Bright Stars). Наблюдатели: Г.К. Горель, В.В. Конин и Е.В. Хруцкая. Результаты представлены в виде каталогов положений 5976 звезд SRS и 727 звезд BS.

1969-1972 гг. - наблюдения звезд в зоне эклиптики (3539 звезд зодиакального каталога Робертсона, в том числе 313 звезд слабее 8.5m; все звезды списка ФКС3 и звезды ярче 8m списка КС3 в зоне ±15° от эклиптики). Наблюдатели: Я.Е. Гордон, Л.Ф. Горель и Е.В. Хруцкая.

1974 - 1976 гг. - наблюдения прямых восхождений 586 звезд программы ФКС3 в зоне склонений от -20° до +90°. Было получено 2525 наблюдений звезд ФКС3 и 5227 наблюдений FK4. Наблюдатели: Я.Е. Гордон, Л.Ф. Горель и Е.В. Хруцкая.

1984 - 1986 гг. - наблюдение 1575 звезд высокой яркости (HLS) и 1314 звезд Экваториальной зоны из каталога Кортацци. Наблюдатели: Л.Ф. Горель и А.В. Шульга.