Вертикальне коло - астрономічний інструмент для визначення зенітних відстаней небесних світил, які служать матеріалом для обчислення їх відмін. Використовується при складанні абсолютних каталогів відмін зірок. З одного спостереження при двох положеннях кола воно дозволяє отримати безпосередньо зенітну відстань світила. Напівсума зенітних відстаней при верхній і нижній кульмінації зірки дозволяє отримати широту місця спостереження, користуючись якою виводиться схилення.

Історія інструменту

У 1897р. директор Пулковської обсерваторії О.А. Баклунд замовив у Мюнхені у фірмі братів Репсольда вертикальне коло спеціально для встановлення його на півдні. В лютому 1899 р. вертикальне коло було доставлене в Одесу і в квітні 1899 р. А.Р. Орбінським були розпочаті пробні спостереження зірок і Сонця. До 1909 р. спостереження на вертикальному колі проводилися за методом Петерса.

До моменту офіційної передачі Морській обсерваторії в Миколаїв в розпорядження Пулковської обсерваторії Товариство миколаївських заводів і верфей розробило проект і побудувало павільйон для вертикального кола і пасажного інструменту. Будівництво було розпочато влітку 1912 р., і повністю закінчено у вересні 1913 р. На початку червня 1913 Пулковський механік Мессер привіз до Миколаєва вертикальне коло. Спостереження були розпочаті в кінці грудня 1913 р. і тривали до 1985 р., після чого інструмент був законсервований і переданий до музею. У 2009р., після реставрації та ремонту павільйону, він став експонатом музею.

Конструкція і технічні характеристики інструмента

Вертикальне коло Репсольда має об'єктив Штайнгеля (D=108мм і F=1400мм). Спочатку сітка ниток окуляра була нерухома і складалась з двох вертикальних і трьох горизонтальних, дві з яких були зближені. Оптична труба інструменту для наведення на світило могла обертатися навколо горизонтальної осі. Для наведення труби на світило є довгі рукоятки, через карданні муфти пов'язані з мікрометричними гвинтами, що дозволяють плавно міняти зенітну відстань. Насаджене на горизонтальну вісь розділене коло (2-хвилине, D = 700мм) призначене для вимірювань вертикальних кутів. Допоміжний горизонтальний 10-ти хвилинний лімб (D = 300мм) служив для установки і відліку азимута інструменту. Вертикальне коло було забезпечене 4-ма відліковими мікроскоп-мікрометрами, укріпленими на барабані, а горизонтальне - двома мікроскопами, з ноніусними шкалами також жорстко пов'язаними з барабаном. Для визначення нахилу вертикальної осі в площині меридіана, на барабані були встановлені 2 секундних рівня. Основною конструкцією, що несла на собі всі вимірювальні пристрої, був барабан діаметром 600 мм і шириною 285 мм. Дане вертикальне коло використовується для спостережень в меридіані.

Павільйон складається з двох частин, розділених подвійною металевою перегородкою. Верхня частина павільйону представляє собою напівциліндр, частини якого паралельні першому вертикалі, а з висоти горизонтальної осі (1,8 м) до підлоги стіни вертикальні. Стіни і підлога павільйону спираються на основний фундамент, який не пов'язаний з інструментальним. Підлога павільйону піднята щодо рівня ґрунту приблизно на 2 м, а основний фундамент засипаний ґрунтом. При спостереженнях західна частина даху зрушується від підлоги на захід, утворюючи щілину шириною 2.2 м.

Наукові програми і результати

З березня 1914 р. - Спостереження каталогу абсолютних схилень 1904 зірочок списку Баклунда-Хофа для епохи і рівнодення 1915.0 (в рамках першого міжнародного проекту «Карта неба»). 279 зірочок каталогу спостерігалися в обох кульмінаціях. Спостерігачі: Б.П. Остащенко-Кудрявцев, Б.К. Залеський

1918 р. - спостереження зірки - Нової Орла, спостереження Сонця і великих планет.

1925-1927 рр. - Спостереження нового каталогу абсолютних схилень на епоху і рівнодення 1925.0 (Nik25). Всього для каталогу Nik25 було виконано 2929 спостережень зір. Усі зірки спостерігалися не менше 8-ми разів, а більше 80% спостерігалися 12 та більше разів. Спостерігач: Г.К. Циммерман.

1929-1939 рр. - Спостереження каталогу Nik30, що включає схилення 707 зірок. Каталог був опублікований у 1951р. Спостерігач: Г.К. Циммерман.

1935-39 рр. - Спостереження диференціальним методом 1334 «геодезичних зірок». Результати спостережень увійшли в «Каталог 2957 яскравих зірок» Н.В. Циммермана. Спостерігач: Г.К. Циммерман.

З 1939 р. - Спостереження додаткових зірок FK3 в області схилень від +80 º до -30 º. Крім того, спостерігалося 62 зірки основного списку FK3. З 587 зірок, які увійшли до програми, 75 спостерігалися в обох кульмінаціях. Спостерігач Г.К. Циммерман.

1945-1951 рр. - Спостереження каталогу Nik50, після розробки методу визначення гнуться із залученням спостережень Сонця, спостерігалося також Сонце. Всього було зроблено 8652 спостереження зірок і 380 Сонця. Каталог був опублікований в 1958г. Спостерігач: Г.К. Циммерман.

1957-1964 рр. - Останній каталог абсолютних відмін Nik60 (744 зірки), що спостерігався на вертикальному колі Репсольда, відрізнявся від попередніх спробою лабораторного визначення гнуття і повної відмови від перестановки окуляра і об'єктива. Каталог був опублікований у 1977р. Спостерігачі: І.І. Божко (5933 спостережень) і Г.К. Циммерман (5367 спостережень).

1920-1985 рр. - Спостереження тіл Сонячної системи: Сонце - 4056, Місяць - 225, Меркурій - 436, Венера - 2319, Марс - 283, Юпітер - 339, Сатурн - 282, Уран - 173, Нептун - 100 і т. д. Спостерігачі: Г.К. Циммерман (50%), І.І. Божко, В.П. Сибілєв та ін.

1975-1982 рр. - Дослідження астрономічної рефракції в денних спостереженнях, які дозволили підвищити точність визначення відмін Сонця і Венери. Спостерігач: В.П. Сибілєв.

Меридіанне коло - астрономічний інструмент, в якому зорова труба обертається тільки в площині небесного меридіана навколо горизонтальної осі, що спирається на спеціальні опори. Воно служить для точного визначення прямих сходжень та схилень небесних світил шляхом реєстрації моментів проходження світил через небесний меридіан і вимірювання їх зенітних відстаней в меридіані.

Конструкція і технічні характеристики інструмента

Діаметр об'єктиву D = 150 мм, фокусна відстань F = 2150 мм. На горизонтальну вісь наглухо насаджені два лімба (А і В) діаметром D = 1200 мм, що обертаються разом з трубою.

Павільйон був побудований в 1955 році спеціально для інструменту. Ширина 11 м, довжина 7,3 м і висота 4,4 м. Дах павільйону двосхилий, розсувний.

При відкритті має щілину розміром 2,5 м в площині меридіана для спостережень. Фундамент під МКР, у вигляді зрізаної піраміди з червоної цегли, лежить на глибині 1,5 м нижче рівня ґрунту. На ньому встановлені монолітні гранітні стовпи зі закріпленими металевими пластинами. До цих пластин приєднані лагери цапф горизонтальної осі телескопа, що знаходиться в площині першої вертикалі. Відстань між робочими розрізами цапф становить 105,9 см. На північ і на південь від МКР, на відстані 2 м, встановлені стовпи з червоної цегли для коліматорів і лінз. Спочатку реєстрація моментів проходжень зірок через меридіан проводилася самореєструвальним окулярним мікрометром на паперову стрічку друкованого хронографа. Момент проходження зірки визначався по 10 парам контактів на 4-х оборотах гвинта окулярного мікрометра. А положення зірки в полі зору по висоті визначалося двома відліками гвинта мікрометра по схиленню. В якості опорних годин використовувався вільний маятник зоряних годин англійської фірми Шорт № 35, поправки для якого регулярно визначалися Миколаївською службою часу.

Історія інструменту

Меридіанне коло Репсольда (МКР) було замовлений в 1834 році для Пулковської обсерваторії її директором Василем Яковичем Струве в німецькій фірмі Репсольда (Гамбург). У 1840 році приступив до регулярних спостереженнями зір диференціальним методом і успішно працював протягом 100 років. У роки Великої Вітчизняної війни інструмент в розібраному вигляді зберігався в підвалах АН СРСР і сильно постраждав. У 1955 році в неробочому стані був перевезений до Миколаївської обсерваторії, після відновлення миколаївським майстром І.І. Пономаренко і дослідження лімбів був встановлений в спеціально побудованому для нього павільйоні.

У 1955-1956 роках дослідження лімбів показало, що на лімбі А в деяких місцях затерлись штрихи відліків. Було прийнято рішення лімб А не використовувати і знімати вимірювання тільки по лімбу В.

1964 рік - оснащення чотирма фотографічними мікроскопами для відліків лімбів, що дозволило значно прискорити процес спостереження зірок. Камери цих мікроскопів містили по 150 см фотографічної плівки, якої вистачало на спостереження 125 зірок.

1970-і роки - удосконалення конструкції напівавтоматичного пристрою для вимірювання фотографій лімба, що значно збільшило точність - середня квадратична помилка одного виміру кадру стала 0˝.07 (А. Д. погонах)

1977-79 роки - робота з розділення лімбів через 2' в лабораторії високоточних кутових вимірів МАО (під керівництвом Н. А. Ільків)

Осінь 1980 року - установка двухкоординатного фотоелектричного окулярного мікрометра (В. В. Конін, А. Д. Погоній ), удосконалення фотографічних мікроскопів лімба (А. В. Шульга)

1990 рік - заміна фотографічних мікрометрів мікроскопів на ПЗЗ камери

2002 рік - закінчення спостережень на МКР і передача інструменту в музей НАО.

Наукові програми і результати

За більш ніж 40 років експлуатації в МАО на МКР було отримано 9 різних каталогів положень зірок. 1956 - 1966 рр. - Спостереження 9994 зірок за міжнародною програмою AGK3R в зоні схилень від -5 ° до +25 °, 2605 зірок програми КС3 в зоні від -5 ° до -20 ° і 125 зірок поблизу позагалактичних туманностей. Спостерігачі: Я.Є. Гордон, Г.М. Петров, А.С. Харін, І.П. Дзюба, О.Ф. Гармаш, Р.Т. Ткачова, Г.К. Горєль Л.Ф. Грабар. Результати спостережень за програмою AGK3R опубліковані в роботах Головної астрономічної обсерваторії Академії наук СРСР (1966 р.). У 1969 році Л.Ф. Горєль (Грабар) опублікувала каталог положень 2600 зірок КС3 в зоні схилень від -5 ° до -20 ° і каталог 117 зірок близько позагалактичних туманностей.

1964-1966 рр. - Спостереження за міжнародними програмами SRS (South Reference Stars) і BS (Bright Stars). Спостерігачі: Г.К. Горєль, В.В. Конін і Є.В. Хруцький. Результати представлені у вигляді каталогів положень 5976 зір SRS і 727 зір BS.

1969-1972 рр. - Спостереження зірок у зоні екліптики (3539 зір зодіакального каталогу Робертсона, у тому числі 313 зір слабкіше 8.5m; всі зірки списку ФКС3 і зірки яскравіше 8m списку КС3 в зоні ± 15 ° від екліптики). Спостерігачі: Я.Є. Гордон, Л.Ф. Горєль та Є.В. Хруцький.

1974 - 1976 рр. - Спостереження прямих сходжень 586 зір програми ФКС3 в зоні схилень від -20 ° до +90 °. Було отримано 2525 спостережень зірок ФКС3 та 5227 спостережень FK4. Спостерігачі: Я.Є. Гордон, Л.Ф. Горєль та Є.В. Хруцький.

1984 - 1986 рр. - Спостереження 1575 зірок високої яскравості (HLS) і 1314 зір Екваторіальної зони з каталогу Кортацці. Спостерігачі: Л.Ф. Горєль та А.В. Шульга.