Преподавание курсов Астрономии и Концепций современного естествознания в ТГГПУ

 

Нефедьев Ю.А. ¹, Сасюк В.В. 1, Кутленков М.В. ¹, Вараксина Н.Ю. ¹

 

¹  Астрономическая обсерватория им. В.П. Энгельгардта, 422526, Россия, Татарстан, Зеленодольский р-он, ст. Обсерватория, АОЭ star1955@mail.ru

 

Введение

   Наш комплекс преподавания астрономии и концепций современного естествознания (КСЕ) в ТГГПУ можно условно разбить на четыре  раздела: теоретическая часть, практическая часть, интерактивная часть, видео – познавательная часть. Далее мы будем рассматривать курс КСЕ только в части астрономии.

   Что касается теоретической части, то здесь используются всем известные подходы. Единственно, о чем следует сказать – мы постоянно вводим в состав преподаваемого курса современный материал и стараемся сделать лекции действительно интересными, выходя за рамки учебной программы и преподнося студентам как выдержки из научно популярных изданий, так и просто истории про известных астрономов и космонавтов, рассказы о необычных природных событиях и т.д. Как показывает дальнейший анализ, все это не только способствует лучшему усвоению пройденного материала и развитию широкого кругозора, но также “втягивает” студентов в науку астрономию уже как энтузиастов. Многие после окончания ВУЗа с легкостью соглашаются преподавать астрономию в школе, иногда даже делая приоритетный выбор в пользу астрономии. А чем больше будет таких энтузиастов, тем надежнее будет входить астрономия в жизнь людей.

 

Наблюдательный комплекс

 

          К концу XIX века в условиях города стало затруднительно проводить высокоточные астрономические наблюдения, поэтому в 1901 году была открыта загородная Энгельгардтовская (АОЭ) обсерватория, снабженная инструментами, подаренными Казанскому университету В.П.Энгельгардтом. Туда была также перенесена часть оборудования из городской обсерватории.

    С течением времени даже в загородной обсерватории астроклиматические условия перестали удовлетворять требованиям астрономов. Поэтому во второй половине прошлого века Казанский университет и АОЭ организует ряд южных высокогорных астрономических станций: Алма-атинскую, Нахичеванскую и Зеленчукскую, куда переносятся крупнейшие телескопы кафедры и АОЭ. Эти станции способствовали не только развитию уровня научно-исследовательских работ, но и повышению качества подготовки молодых специалистов.

    Наряду с университетскими астрономическими научно-учебными подразделениями в г. Казани начинается подготовка специалистов по астрономии в Педагогическом институте, открытом еще в XIX веке.

    Еще в середине прошлого века Д.Я.Мартынов (тогда директор АОЭ) приложил много усилий для оснащения АОЭ крупным телескопом. На ЛОМО разрабатывается 125 см рефлектор ЗТЭ-125 специально для АОЭ. К сожалению Д.Я.Мартынов при переходе в 1954 г. на работу в ГАИШ увозит с собой этот телескоп. Только много лет спустя А.А.Нефедьеву (директор АОЭ с 1958 по 1976 гг.) удается добиться в министерстве высшего образования финансирования на изготовление 1.5 м рефлектора системы Ричи-Кретьена. По ряду причин только в последние годы прошлого столетия этот телескоп удалось ввести в строй на турецкой высокогорной астрономической обсерватории вблизи г. Анталия.

    В настоящее время студенты знакомятся с навыками астрономических наблюдений в основном в АОЭ на нескольких телескопах: 35 см менисковом телескопе системы Максутова (АЗТ-452), 50 см рефлекторе АЗТ-14 и астрографе Гейде. Менисковый телескоп и астрограф Гейде предназначены для фотографических наблюдений, а рефлектор, в основном, для фотоэлектрических наблюдений покрытий звезд Луной. Кроме того студенты с удовольствием фотографируют площадки неба и редкие явления, такие, как кометы на обычные фотоаппараты для получения любительских "картинок".

    Более серьезную и квалифицированную практику астрономических наблюдений студенты КГУ проходят на Зеленчукской станции, где они обучаются методам фотографических наблюдений на 40 см широкоугольном астрографе фирмы К.Цейсс Йена (ША Цейсс) и знакомятся с 6 м азимутальным рефлектором Специальной астрофизической обсерватории (САО РАН). Дипломные работы многих студентов основаны на наблюдениях, выполненных на этом телескопе. Следует отметить, что с каждым годом все большое внимание уделяется знакомству студентов с радиоастрономией и методам наблюдении на крупнейшем радиотелескопе мира РАТАН-600 САО РАН.

    Если несколько десятилетий назад специализация студентов приблизительно равномерно делилась между небесной механикой, астрометрией и астрофизикой, то в настоящее время преобладает астрофизика. Это объясняется как объективными, так и субъективными факторами и до некоторой степени соответствует тенденции развития астрономических дисциплин в мировом масштабе. Среди наблюдательских работ студентов основное внимание уделяется спектроскопическим методам изучения звездных атмосфер, их химического состава и т.п. Можно надеяться, что в ближайшем будущем студентам будет доступен и 1.5 м телескоп АОЭ, установленный в Турции. В настоящее время основное препятствие этому - отсутствие соответствующего финансирования. Пока можно говорить только о косвенном использовании этого телескопа в учебном процессе, а именно, наблюдательный материал получается научными сотрудниками и преподавателями в их редкие поездки в Турцию, студенты же их обрабатывают на месте в Казани.

    Особое внимание уделяется групповым наблюдениям как студентов, так и школьников. Для этой цели как в ТГПУ, так и в КГУ проводятся дополнительные занятия для молодых энтузиастов астрономии, а в Энгельгардтовской обсерватории выделены оборудованные помещения для того, чтобы школьники и студенты могли приехать с ночевкой для работы на профессиональном телескопе. Часто в группу входят и школьники, и студенты, и молодые аспиранты.

 

Модернизация АЗТ-14

 

          На АЗТ-14 для решения учебно-практических задач в области ПЗС-фотометрии изготовлен ПЗС фотометр, оснащенный набором универсальных переходников, с применением которого стало возможным проводить изучение как непосредственно технических характеристик самих ССD приемников (чипов) различных мировых производителей, так и фотометрических свойств системы в целом с применением различных CCD матриц, а именно S1C отечественного производителя ГУП НПП "Электрон-оптроник", Alta U9000 фирмы  "Apogee instruments inc.", SТ-10 фирмы "SBIG inc." и др. Проводятся также работы в области звездной ПЗС-фотометрии, в частности отработка процессов получения кривых блеска, приведение к стандартной фотометрической системе Джонсона, обработка оптических данных с помощью специализированного профессионального программного обеспечения типа Midas и т.д. Для удобства выполнения астрофизических наблюдательных задач, а так же для отработки методов оперативного поиска и наблюдений ИСЗ, малых планет солнечной системы, комет, астероидов в 2008 году инструмент оснащен системой быстрого перевода по осям и точного корректирования при сканировании участков неба. Для оперативного дистанционного управления инструментами установлен спутниковый канал, с помощью которого осуществляется обмен данными, дистанционная обработка (в случае необходимости) данных, контроль и управление ресурсами технических систем климат-контроля, обзора и навигации,  выделенной электро -  распределительной сети и т.д.

          В основе автоматического привода купола АЗТ-14, смонтированного и прошедшего испытания в 2007 - 2008 годах, лежит принцип частотно-фазового управления. Разработанный автомат состоит из трёх основных блоков: стационарного блока управления с индукционной передающей петлёй, автономного купольного блока с петлёй связи и двумя передающими антеннами вдоль забрала, телескопного усилительного блока с приёмной антенной, расположенной на блоке фокусировки АЗТ-14. Созданная система управления позволила полностью автоматизировать процесс движения купола и снять задачу позиционирования забрала относительно телескопа с наблюдателя.

          Управление перечисленным комплексом информационно-технических

систем осуществляется из специализированного центра расположенного в отдельном помещении, оснащенном системами климат-контроля и стабилизированного питания исполнительных устройств телескопов, отдельными выделенными электро-распределительными сетями и контурами заземления для измерительных, обрабатывающих и вычислительных комплексов, серверов, а так же средствами связи, передачи данных, средствами GPS и ГЛОНАСС навигации (станция времени). В частности, система климат-контроля в здании где установлен телескоп АЗТ-14 прошла испытания в 2006 - 2008 годах при температурах окружающей среды от минус 35 до плюс 35 градусов. Процессы автоматической терморегуляции помещений, вентиляции, контроля точки росы в подкупольном пространстве, создания избыточного давления, очистки, просушки воздуха подающегося на

зеркала и приемники телескопа отображаются на мониторе рабочей станции в соответствующем графическом виде и архивируются, по мере необходимости, с момента запуска системы

 

Заключение

   В ближайшее будущее планируется дальнейшая модернизация телескопов АОЭ, что позволит проводить учебно - обучающие наблюдения на высоком техническом  уровне и знакомить молодых исследователей с современным наблюдательным оборудованием.