Астрономия

Методы астрономических исследований

Астрономия занимается изучением движения космических тел, их природы, происхождения и развития. 

Благодаря астрономическим исследованиям, проводимым на основе определённых методов, у человечества открылась возможность познавать тайны Вселенной, разного рода явления, происходящие вне нашей планеты. 

Методы, используемые астрономией в процессе познания Вселенной, позволяют достигать определенные цели, решать поставленные задачи. Они призваны обеспечить достоверность получаемых результатов. 

Особенности

Специфика астрономических методов заключается в следующем:

1. По сравнению с другими естественными науками, в которых доминируют опыты, эксперименты, в астрономии главным методом выступают наблюдения.
2. Огромный пространственно-временной масштаб исследуемых объектов и явлений, в связи с чем отсутствует возможность непосредственного наблюдения за большинством из них. Поэтому астрономическое наследие древнего Китая, Вавилона до сих пор сохраняет свою актуальность.
3. Наличие необходимости обозначения координат небесных объектов в пространстве и отсутствие возможности различать, какое из них расположено к нам более близко, а какое дальше.

Общая характеристика

Методы астрономического исследования ориентированы на изучение движения Земли и планет, исследование и объяснение явлений, происходящих во Вселенной. Благодаря им происходит фиксация происходящего в ближнем и дальнем космосе.

Астрономические методы нашли применение: в авиации, космонавтике, навигации, геодезии, картографии и др.

Они применяются, когда необходимо, например:

• определить точное время, географические координаты;
• произвести предварительные вычисления морских приливов и отливов;
• определить силу тяжести в разных точках Земли, чтобы обнаружить месторождения полезных ископаемых. 

Астрономические методы позволяют:

• решать проблемы происхождения и эволюционного развития нашей планеты, а также определенных небесных объектов и созданных ими систем;
• исследовать наиболее типичные свойства Вселенной, формировать теоретические основы обозреваемой части Вселенной — Метагалактики;
• объяснять и прогнозировать астрономические явления;
• изучать физические процессы, происходящие на поверхности, в атмосферах и недрах планет.

Основные методы 

К основным методам астрономии относят:

• наблюдение;
• измерение;
• космический эксперимент. 

Благодаря астрономическому наблюдению:

• геологи, туристы могут ориентироваться на местности;
• мореплаватели, лётчики определяют географические координаты.

Астрономические наблюдения ведутся в специальных научно-исследовательских центрах, называемых астрономическими обсерваториями. К оборудованию данных учреждений относятся: наблюдательные обсервационные инструменты (телескопы), светоприемная и анализирующая аппаратура, различные дополнительные приборы, высокопроизводительные ЭВМ и др.

Особенности астрономических наблюдений:

1. Пассивный характер астрономических наблюдений относительно исследуемых объектов. Человек не оказывает активное влияние на космические объекты, ограничен в возможностях проведения опытов.
2. Длительность протекания многих небесных явлений обуславливает и долгий срок наблюдения за ними.
3. Невозможность определения ни на глаз, ни с помощью телескопа удаленность небесных светил. Нам кажется, что все они одинаково далеки от нас. Поэтому следует производить угловые измерения, позволяющие определить линейные расстояния и размеры тел.

Оптический телескоп выступает главным инструментом данных наблюдений. Он позволяет собрать максимальное количество света, исходящего от светящиеся объектов, например, звёзд, планет, комет, чтобы создать их изображения.

Встречаются разные типы оптических телескопов. Они могут быть:

1. Линзовыми (рефракторы). Изображение делается путем преломления света в линзе объектива. К их недостаткам относят вероятность ошибки, если изображение размыто.
2. Зеркальными (рефлекторы). Применяют в астрофизике. Более совершенные и точные, чем линзовые. Главным принципом работы является не преломление света, а его отражение.
3. Зеркально-линзовыми. Им характерно совмещение функций первого и второго типов телескопов. 

Астрономические измерения проводятся посредством использования различного инструментария. Главное измерительное устройство — координатно-измерительная машина. Данный прибор измеряет одну либо две прямоугольные координаты с фотографического изображения или диаграммы спектра. Машина снабжена столом, на котором находятся фото и микроскоп с функцией измерения, используемый для наведения на светящийся объект либо его спектр. 

При измерении возможны ошибки связанные с самим устройством. Инструмент может иметь недочёты, поэтому необходимо заранее проверить его на точность.

Ошибки также могут быть:

• произвольными (случайными);
• вызваны действиями оператора (человеческий фактор). 

В данных случаях они купируются кратностью измерения. 

Сейчас для проведения астрономических измерений активно используют полуавтоматические и автоматические измерительные приборы. Автоматическим приборам характерна более быстрая скорость работы в сравнении с обычными и в два раза меньшая средняя квадратическая ошибка.

Данные эксперименты реализуются в процессе пилотируемого или непилотируемого космического полёта. 

Их проводят, чтобы:

• подтвердить теоретические положения астрономии, разного рода утверждения и предположения;
• усовершенствовать и доработать имеющиеся научно-исследовательские методологии. 

Несмотря на то, что нам не доступны прямые эксперименты над большинством космических объектов, российские космонавты провели на МКС множество экспериментов. Удачными оказались, например, попытки по выращиванию картофеля, а затем гороха, сои, ячменя, редиска, пшеницы, салатных культур и даже цветов в безвоздушной среде, в условиях невесомости.