Из пушки на Луну - Страница 52

Зрительные трубы бывают двух родов, и между ними очень большие различия: нужно было прежде всего решить, какой тип наиболее пригоден для специальных целей Пушечного клуба — труба-рефрактор или отражательный телескоп?

В рефракторе на верхнем конце расположено выпуклое стекло, формой похожее на чечевицу, которое называется объективом, то есть «предметным» стеклом. На объектив падают световые лучи от наблюдаемого предмета и, преломившись в веществе стекла, дают в определенном месте той же трубы изображение предмета.

В нижнем конце такой трубы находится другая чечевица, называемая окуляром, то есть «глазным» стеклом. В него смотрит наблюдатель. Окуляр расположен таким образом, что увеличивает изображение, даваемое объективом, подобно тому, как собирательное стекло, или лупа, увеличивает маленькие и близкие предметы. Таким образом, астрономическая труба закрыта в противоположных ее концах двумя стеклами — окуляром и объективом.

Отражательный телескоп является трубой, открытой в верхнем ее конце. В трубу непосредственно проникают лучи от наблюдаемого предмета и встречают большое вогнутое зеркало, расположенное внизу трубы. От зеркала лучи отражаются и притом, вследствие его вогнутости, сближаются друг с другом. В месте взаимного их пересечения образуется изображение наблюдаемого предмета. Наблюдатель рассматривает это изображение не прямо, а через увеличительное стекло, которое называется окуляром телескопа.

Таким образом, в астрономической трубе главную роль играет рефракция (преломление) лучей, проходящих через объектив, а в отражательном телескопе пользуются отражением (рефлексией) лучей, падающих на вогнутое зеркало. Отсюда понятно, почему астрономическая труба называется рефрактором, а телескоп — рефлектором. Главная трудность при изготовлении как рефракторов, так и рефлекторов лежит в выделке больших чечевиц и больших зеркал.

Однако в то время, когда Пушечный клуб приступал к своему грандиозному опыту, изготовление астрономических труб достигло уже высокой степени совершенства и давало великолепные результаты. Далеко уже было то время, когда Галилей наблюдал небесные светила в свою крохотную трубку, увеличивавшую только в несколько десятков раз! С ХVI века зрительные трубы все увеличивались в своих размерах и к середине XIX столетия давали уже возможность далеко проникать в неведомые до тех пор глубины звездного неба.

Наиболее замечательными рефракторами этой эпохи считались пулковский в России, стоивший 80 тысяч рублей, с объективом в 38 сантиметров в диаметре, труба французского оптика Леберула с объективом той же величины и, наконец, рефрактор Кембриджской обсерватории в Соединенных штатах с объективом в 48 сантиметров.

Из телескопов своими гигантскими размерами и увеличительной силой издавна известны два. Первый, построенный знаменитым Гершелем, имел 12 метров длины; зеркало его достигало полутора метров в диаметре; увеличение его считается в 6 400 раз.

Второй был сооружен лордом Россом в его имении Биркастль, в Ирландии. Длина телескопа — 16 метров, вес — 120 тонн; пришлось строить каменное здание, чтобы поддержать трубу и те приспособления, посредством которых можно было ею управлять. Предметное зеркало имело в диаметре два метра. Увеличение, даваемое рефлектором Росса, считалось в 6400 раз.

Отсюда видно, что, несмотря на колоссальные размеры труб, увеличение их в круглых числах не превышало шести тысяч. Такое увеличение «приближает» Луну лишь до расстояния около 60 километров, то есть позволяет различать на ее поверхности предметы размером не меньше 20 метров.

Между тем, по заданиям Пушечного клуба, требовалось изготовить трубу, которая позволяла бы заметить снаряд шириной в три метра при пятиметровой длине; следовательно, требовалось «приблизить» Луну до расстояния около восьми километров, или, другими словами, довести увеличительную силу трубы до 48 тысяч.

Такова была задача, поставленная Кембриджской обсерватории. Решение ее значительно облегчалось тем, что обсерватория могла затратить сколько угодно денег; но все же оставались почти неодолимые трудности технического характера.

Прежде всего обсерватория должна была выбрать тип трубы: рефрактор или рефлектор.

Кембриджская обсерватория решила остановиться на отражательном телескопе, так как изготовление его легче и, во всяком случае, скорее; что же касается увеличительной силы, то в этом отношении рефлекторы не уступают рефракторам, а иногда даже превосходят их. Кроме того, можно было рассчитывать на значительно большую яркость телескопических изображений, благодаря указанию Пушечного клуба, что труба будет установлена на одной из высочайших гор Соединенных штатов. Действительно, когда обсерватория стоит на очень высоком месте, световые лучи могут проникать в трубу, не проходя через нижние слои атмосферы, то есть через наиболее плотные и мутные, а потому поглощающие большой процент света.

Окуляр увеличивает получающиеся в телескопе изображения; величина же этих изображений зависит от размеров зеркала, служащего объективом; следовательно, чтобы достигнуть необычайной силы увеличения в 48 тысяч раз, требовалось дать зеркалу телескопа значительно больший диаметр, чем в известных телескопах Гершеля и Росса.

В этом и заключалась наиболее трудная в техническом отношении задача, так как отливка очень больших металлических зеркал весьма редко бывает удачна. При возрастании диаметра зеркала возрастают и технические трудности изготовления его кривизны.