У Полтаві вже майже сто років працює місце, де «зважують» Землю та стежать за її «диханням». Полтавська гравіметрична обсерваторія — один із небагатьох наукових центрів, де одночасно вивчають космічні об’єкти, спостерігають за сейсмічними коливаннями та намагаються прогнозувати землетруси. Установа, заснована в першій половині XX століття, стала одним із ключових майданчиків для фундаментальних вимірювань, результати яких використовуються в астрономії, геофізиці та космічній навігації. Полтавська обсерваторія вже багато років залишається важливим учасником міжнародних наукових програм та є асоційованим членом Української астрономічної асоціації. Дізнаємося історію цього унікального закладу. Далі на poltava-future.
Заснування обсерваторії: чому саме Полтава
Полтавська гравіметрична обсерваторія була заснована в 1926 році й майже одразу стала унікальним науковим центром. Ініціатором її створення та першим директором був відомий астроном, гравіметрист і геофізик Олександр Орлов, який на той час очолював Одеську астрономічну обсерваторію. Полтаву він обрав не випадково: місто стало ідеальним місцем для надточних вимірювань сили тяжіння та комплексних астрономічних спостережень.
Орлов планував створити не просто лабораторію, а багатофункціональний науковий комплекс — астрономічний, геофізичний і геодезичний одночасно. Для астрономічних досліджень важливим було розташування на паралелі близько 49,5 градуса північної широти. На цій широті високо над горизонтом проходять яскраві зорі, зручні для точних спостережень і калібрування приладів. Таке положення дозволяло проводити систематичні вимірювання з мінімальними спотвореннями.
Не менш важливим було й обрання будівлі. Обсерваторію розмістили на північній околиці Полтави в колишньому маєтку художників Григорія та Івана М’ясоєдових. Будинок виявився ідеальним для наукових завдань: глибокі підвали дозволяли встановлювати чутливі прилади під землею, захищаючи їх від коливань температури, вібрацій та інших зовнішніх впливів. Саме такі умови були необхідні для високоточних гравіметричних вимірювань.
Для чого створювалася гравіметрична обсерваторія?
Полтавська гравіметрична обсерваторія спочатку задумувалася як науковий центр, де Землю вивчали комплексно — з погляду астрономії, геодезії та геофізики. Перед науковцями стояло подвійне завдання: розвивати фундаментальну науку й водночас розв’язувати практичні питання, важливі для економіки країни.
Одним із головних напрямів стала робота над гравіметричним картографуванням території України. Дослідники вимірювали найменші зміни сили тяжіння й наносили їх на карту. Такі дані допомагали шукати корисні копалини: підвищені значення вказували на важкі рудні породи, а занижені — на поклади нафти чи газу. З 1926 по 1938 рік співробітники обсерваторії провели вимірювання більш ніж у 500 пунктах УРСР і створили першу детальну гравіметричну карту республіки. Пізніше геологи підтвердили: багато виявлених аномалій дійсно збігалися з родовищами.
Паралельно велися фундаментальні дослідження. Науковці вивчали так звані земні припливи — деформації твердої оболонки планети під впливом Місяця та Сонця, а також особливості обертання Землі. Для цього напрямку потрібні були надточні прилади. Уже 14 липня 1927 року на станції встановили два потужні маятники та телескоп для астрономічних спостережень. У налаштуванні обладнання брали участь фахівці Казанської обсерваторії.
До 1938 року Полтавська обсерваторія входила до системи Української палати мір і ваг, а потім стала самостійним науковим закладом Академії наук УРСР. З 1939 року тут почали вести спостереження за яскравими зенітними зорями. Ці вимірювання дозволили отримувати довгострокові дані про зміну широти та обертання Землі. З часом вони перетворилися на цінний науковий архів, який використовується для вивчення глобальних геодинамічних процесів.
Війна, евакуація та нові горизонти досліджень
З початком Другої світової війни, коли лінія фронту наблизилася до Полтави, співробітники гравіметричної обсерваторії разом із зенітним телескопом були евакуйовані до Іркутська — на базу Іркутської астрономічної обсерваторії. Цю обсерваторію було засновано у 1910 році як частину Східносибірського відділу Імператорського Російського географічного товариства, а у 1924 році Олександр Орлов запропонував створити тут широтну станцію для визначення руху полюса Землі.
Орлов особисто обрав місце для станції — цегляний будинок Іркутського державного університету. У 1928 році до обсерваторії надійшов перший інструмент, а у 1931 році широтну станцію було створено офіційно. Пізніше вона перетворилася на повноцінну астрономічну обсерваторію.
Евакуація співробітників Полтавської обсерваторії дозволила зберегти обладнання та продовжити наукові дослідження, а сам досвід роботи в Іркутську сприяв зміцненню наукових зв’язків між обсерваторіями.
Після повернення до рідного міста у 1948 році Полтавська гравіметрична обсерваторія відновила дослідження припливних деформацій Землі. Ці роботи були спрямовані на вивчення внутрішньої будови та динаміки земної кори й отримали новий імпульс у 1957–1959 роках у рамках програми Міжнародного геофізичного року.
У повоєнні роки обсерваторія провела гравіметричні спостереження в багатьох населених пунктах України, що дозволило уточнити важливі геофізичні параметри та продовжити формування фундаментальних даних про Землю.
З 1964 року обсерваторія увійшла до складу Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна АН УРСР на правах філіалу. До цього часу її обладнання включало два зенітні телескопи, рефрактор АВР-2, призменну астролябію, високоточні гравіметри та горизонтальні маятники. Співробітники видавали міжвідомчий науковий збірник «Обертання і припливні деформації Землі».
У 1986 році, з 21 вересня по 3 жовтня, у Полтаві відбулася II Орловська наукова конференція, присвячена 60-річчю єдиної в СРСР гравіметричної обсерваторії.
Одним із найважливіших досягнень обсерваторії стало перше у світі визначення добової нутації Землі за астрономічними спостереженнями, що підтвердило наявність рідкого ядра планети. З 1964 року на телескопі АВР-2 ведуться візуальні спостереження покриття зірок Місяцем, які виконуються в рамках міжнародної астрономічної служби.
Нові методи у вирішенні наукових завдань
За останні роки Полтавська гравіметрична обсерваторія суттєво розширила тематику своїх наукових досліджень. Традиційні проблеми тепер розв’язують з використанням сучасних методів, що забезпечують високу точність вимірювань. Серед таких підходів — лазерна локація супутників Землі та глобальна система позиціювання (GPS). Ці технології дозволяють досягати точності, яка на кілька порядків перевищує можливості оптичних телескопів та астролябій. Для визначення орієнтації полюса Землі сучасне обладнання забезпечує точність до 0,0001″ (понад 3 мм на поверхні планети), а вимірювання часу — до 0,00001 с.
У 1994 році на спостережній базі обсерваторії в селі Степанівка почала працювати експериментальна станція ЛД-2К для лазерної локації штучних супутників Землі. Цей лазерний далекомір належить до приладів перших поколінь і відрізняється порівняно невисокою точністю за сучасними стандартами, тому зараз проводиться його модернізація для підвищення ефективності та розширення спектра завдань.
Для реалізації GPS-спостережень обсерваторія створила мережу з чотирьох спостережних пунктів. У жовтні 1999 року Головне управління геодезії, картографії та кадастру України провело першу кампанію з високоточного визначення координат за допомогою цих пунктів. Отримані дані були включені до державних та міжнародних GPS-мереж, що дозволило прив’язати астрономічні інструменти обсерваторії до сучасних систем координат і відкрило нові можливості для точних досліджень геодинамічних процесів.
З 2001 року в Полтавській гравіметричній обсерваторії на основі методу кінцевих елементів та аналітичних методів проводяться теоретичні дослідження в галузі класичної астрометрії, геодинаміки, геотектоніки, геофізики та теплової геофізики. Також на основі комбінаційного кінцево-елементно-різницевого методу проводяться дослідження фільтраційних процесів у неоднорідних пористих анізотропних нафтогазоносних пластах з метою підвищення їхньої продуктивності.
Сучасні дослідження: від Землі до далеких галактик
У XXI столітті Полтавська гравіметрична обсерваторія поєднує багаторічні традиції точних вимірювань із сучасними методами дослідження Землі та космосу. Завдяки постійному вдосконаленню технічних можливостей радіотелескопа УРАН-2 значно розширено спектр робіт: розпочато моніторинг радіовипромінювання Сонця, проводяться поляриметричні дослідження радіовипромінювання різних космічних об’єктів. Оснащення радіотелескопа широкосмуговим приймально-реєструвальним обладнанням нового покоління дозволяє зберігати високий рівень української радіоастрономії.
Дослідження УРАН-2 ведуться у кооперації з провідними науковими установами України та світу: Радіоастрономічним інститутом НАН України (Харків), Фізико-механічним інститутом НАН України (Львів), Паризькою обсерваторією (Франція) та Інститутом дослідження космосу Австрійської академії наук.
З 2001 року в обсерваторії ведуться постійні GPS-спостереження. Полтавська GPS-станція входить до Української мережі станцій космічної геодезії та геодинаміки, що дозволяє відстежувати рух земної кори та уточнювати координати точок на глобальному рівні.
Окрім геодезичних та гравіметричних досліджень, в обсерваторії продовжують вивчати силу тяжіння, прогнозувати землетруси, спостерігати припливи та сейсмічні коливання. Радіотелескопи дозволяють досліджувати не лише Сонце, але й планети Сонячної системи, наприклад Юпітер та його супутник Іо, відомий активними вулканами. Крім того, спостерігаються далекі галактики, розташовані на мільйони й мільярди світлових років від Землі.
Усі ці спостереження допомагають зрозуміти, як космічні явища впливають на Землю. Як зазначають науковці, будь-які зміни у випромінюванні Сонця, радіації та гравітації суттєво впливають на біосферу й сучасну космічну техніку.
Робочі приміщення обсерваторії оснащені зенітними телескопами ЗТЛ-180 та системами Цейса. Один із павільйонів є демонстраційним і призначений для аматорських спостережень відвідувачів.
Джерела:
- http://www.astrosvit.in.ua/profesiina-astronomiia-2/poltavska-hravimetrychna-observatoriia
- https://suspilne.media/poltava/128840-so-vidbuvaetsa-na-okolicah-vsesvitu-ak-pracue-poltavska-gravimetricna-observatoria/
- https://poltava.to/dovidka/10/
- http://poltavahistory.inf.ua/hisp_u_50.html
- https://poltava-name.com/ru/eternal-1598-issledovanie-mirovogo-urovnya-znamenitaya-poltavskaya-gravimetricheskaya-observatoriya