(Правда, вместо этого параболические рефлекторы имеют свою собственную аберрацию, которая стоит всех чужих. Речь идет о коме. Если параллельный пучок света падает на вогнутое зеркало рефлектора не прямо, а под некоторым углом, то зеркало не может собрать его в фокусе строго в точку. Вместо этого изображение будет похожим на небольшой кометный хвост. Отсюда и название — кома. Эта аберрация ограничивает угловое поле зрения отражательного инструмента. Так, например, у 508-сантиметрового рефлектора поле зрения всего 10 угловых минут.)
Конструкция же отражательного инструмента и проще и надежнее. Ведь его зеркало можно уложить на опору куда прочнее, чем закрепить линзу рефлектора. Правда, деформация поверхности зеркала за счет теплового расширения стекла в состоянии привести к искажениям даже большим, чем прогиб висящей линзы. Неприятна и проблема обновления зеркала. Алюминиевое или серебряное покрытие чрезвычайно нежно и лет через пять-шесть требует замены. А это означает полный демонтаж установки. Зеркало надо снять, обновить и поставить с ювелирной точностью на место. В противном случае вновь полученные негативы не будут соответствовать предыдущим. И все-таки именно телескопы-рефлекторы — сегодняшний день оптической астрономии. При этом системы и типы их бывают самые различные.
5. Камера Шмидта
Это тот же отражательный телескоп, но лишенный главного недостатка — аберрации комы. Изобретатель Бернард Шмидт установил перед фокальной плоскостью телескопа тонкую коррекционную пластинку сложной формы. Пластинка заставляет внешние лучи параллельного пучка немного разойтись. Это исключает возможность появления аберрации. Правда, диафрагма, удерживающая корректирующую пластинку, ограничивает световой поток, принимаемый телескопом. А это значительно ограничивает его радиус действия.
К недостаткам камеры Шмидта относится и необходимость увеличивать длину трубы вдвое против обычного рефлектора. (Коррекция производится на двойном фокусном расстоянии.) Есть и еще неприятности у телескопостроителей. Тем не менее инструменты системы Шмидта установлены во многих обсерваториях мира.
Самый крупный из телескопов такого типа — с диаметром зеркала 203 сантиметра — установлен в 1960 году в Таутенбургской обсерватории ГДР.
6. Менисковый телескоп системы Д. Д. Максутова
Примерно в сороковых годах нашего века арсенал древней науки пополнился еще одним новым типом телескопов. Советский оптик член-корреспондент Академии наук СССР Д. Д. Максутов предложил заменить линзу Шмидта, имеющую сложную по форме поверхность, мениском с двумя сферическими поверхностями. Эффект поразительный! Без ухудшения качества изображения длина телескопа снова уменьшилась. Сейчас рефлекторы системы Максутова установлены на ведущих обсерваториях нашей страны.
Но в общем-то каждый инструмент любого типа имеет свои достоинства и свои недостатки.
7. Методы, которые есть и которые будут
Богат приборный арсенал современной науки о звездах. И все-таки астрономы недовольны. А чем? Не у них ли лучшая техника современности и заинтересованность сильнейших умов планеты? Не у них ли обсерватории старые и новые? Да еще в горах, в неприступных, удаленных местах, куда одна только дорога обходится в копейку… Но стоп, выслушаем сначала претензии.
Первая жалоба — на недостаток информации.
Ну, милые… Оптическая астрономия, радиоастрономия. Чего еще? Оказывается, не устраивает… Земля! Родная планета, колыбель. На Луну им захотелось. А зачем? Из-за неспокойной земной атмосферы достаются, дескать, крохи. (Вы слышите — они смеют называть крохами то, что тысячелетиями питало гениев.) Может быть, дело не в атмосфере? Впрочем, кажется, вот пошли более убедительные доводы.
Жалуются физики: газовая оболочка, окружающая Землю, обладает чрезвычайно малой прозрачностью. Сквозь атмосферу на Землю попадает ничтожная часть излучения, приходящего из космоса. Если представить себе набор существующих в природе лучей в виде длинной линейки, на которой сверху нанесены длины электромагнитных волн, а внизу — соответствующие этим волнам частоты, то окажется, что используем мы из всего набора пустяк. Недаром известный американский астроном Г. Рессел мечтал: «После смерти все хорошие астрономы попадут на Луну». Что и говорить, на Луне условия наблюдений идеальные. Впрочем, все ли земные возможности исчерпаны?
Снова история нас уводит в конец XVIII и начало XIX века. Это было удивительное время гениальных одиночек, тонких и остроумных людей железной работоспособности. Для них все: труд, отдых, радость, сама жизнь — заключалось в преданности науке. Ни в одной эпохе невозможно найти человека, которому удалось бы совершить открытие так, между прочим. Слава награждает, но за это требует от человека его самого целиком, без остатка, будь он хоть трижды гений.
Итак, снова Англия. Маленькое местечко Слоу близ Виндзора. Здесь с 1783 года живет придворный инструментальный мастер Вильям Гершель — человек удивительной судьбы. Родившись в Ганновере в семье военного музыканта, Вильям унаследовал профессию отца и в семнадцать лет сделался гобоистом ганноверской гвардии. Спустя несколько лет Гершель удрал со службы и, перекочевав в Англию, стал сначала давать частные уроки музыки, а потом поступил на должность органиста в Галифаксе и в Бате.
Молодой органист был довольно видной фигурой в музыкальном мире пуританской Англии того времени. Но не музыка занимала его помыслы. После трудового дня музыканта, продолжавшегося нередко 14 часов, он все вечера свои отдавал изучению математики, языков, оптики и астрономии. Его желание воочию увидеть звезды было так сильно, что он пользовался даже антрактами во время концертов для наблюдений. Трудно представить себе, сколько и когда он отдыхал. После смерти отца он взял к себе сестру Каролину и младшего брата Александра, которые скоро разделили его увлечение астрономией. Брат вместе с ним шлифовал зеркала для телескопа, а Каролина в это время читала вслух, чтобы не пропадало зря время для ума. Сестра стала его ближайшей помощницей, а затем и самостоятельней наблюдательницей ночного неба, причем сделала несколько любопытных открытий.
В 1774 году удивительное семейство изготовило свой первый зеркальный телескоп. За несколько лет упорных трудов Вильям Гершель приобрел не только опыт, но и уверенность в своем увлечении. И 13 марта 1781 года неожиданно в созвездии Близнецов он обнаружил звезду с видимым диском. Сначала принял ее за комету, но вскоре, вычислив почти круговую орбиту, убедился в том, что открыта новая планета. В честь короля он назвал ее «звездой Георга», однако название не укрепилось и планету стали называть Уран. Это открытие сразу выдвинуло «подпольного астронома» в ряды знаменитостей. Король и весь двор убедились, что телескопы «музыканта» не только не уступают, но и значительно превосходят инструменты, установленные в Гринвичской обсерватории и в Виндзоре. Тогда-то и получил Гершель лестное предложение занять пост королевского инструментального мастера. При назначении была забыта сущая безделица — содержание. Оно оказалось столь незначительным, что «мастер» по-прежнему большее время вынужден был отдавать опостылевшей музыке. Правда, в конце концов бедственное положение Гершеля стало известно королю и было исправлено. Для астрономии наступил «золотой век».
Мы еще встретимся с астрономическими открытиями и работами Гершеля. Пока же — небольшое отступление от звезд.
Наблюдая Солнце через различные фильтры, Гершель решил измерить температуру в различных точках солнечного спектра. Для этой цели он пропустил луч через призму и стал передвигать обычный ртутный термометр с зачерненным шариком из области одного цвета в область другого. И вот первое открытие — красный цвет оказался значительно теплее голубого. Чудеса! И второе, еще удивительнее, — термометр продолжает нагреваться, даже будучи вынесенным за пределы красной полосы в темноту.