|
|
История
1
2
3
4
5
СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ КАЗАНСКОЙ
АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ
II. Развитие отдельных разделов астрономии в КГУ
3. Астрономо-геодезические исследования
1) Первые астрономо – геодезические исследования в Казанском университете
2) Гравиметрические работы, проводившиеся под руководством Д.И. Дубяго
3) Советский период в развитии геодезических работ
4) Спутниковая геодезия и дальнейшее развитие астрономо – геодезических
исследований в постперестроечный период
В последние десятилетия все традиционные и вновь появившиеся темы научных
исследований были объединены в рамках двух основных научных направлений:
«Изучение физики небесных тел» (научный руководитель проф. Н.А. Сахибуллин) и
«Координатно-временное обеспечение астрономии и геодезии» (руководитель проф.
Н Г Ризванов).
Ниже приведена информация о развитии этих тем и основных достижениях.
3. ↑ Астрономо-геодезические исследования ←
Кафедра астрономии Казанского университета – единственная в университете
кафедра, обучающая и выпускающая студентов одновременно по двум специальностям:
«Астрономия» и «Астрономогеодезия». Автором термина «Астрономогеодезия» как
названия специальности в начале двадцатых годов прошлого столетия стал
выдающийся отечественный геодезист Ф.Н. Красовский (1878-1948). В ту пору
он был ректором ММИ - Московского межевого института (позднее - МИИГАиК, в
настоящее время - Московский государственный университет геодезии и картографии).
С 1924 г. он являлся научным руководителем работ по созданию Государственной
геодезической сети СССР и определению параметров ныне носящего его имя земного
эллипсоида относимости. Благодаря усилиям Ф.Н. Красовского уже в 1922 г. среди
четырех специальностей на геодезическом факультете ММИ появляется специальность
«Астрономогеодезия». Необходимо сразу подчеркнуть, что в этот момент возникло
лишь название специальности, сами же астрономо-геодезические работы, состоящие
в создании на поверхности Земли сетей опорных геодезических пунктов и определении
их координат посредством астрономических и геодезических наблюдений, выполнялись
астрономами разных стран и народов на протяжении многих веков, предшествовавших
этой дате.
1)↑ Первые астрономо – геодезические исследования в Казанском университете ←
В Казанском университете астрономо-геодезическое отделение открылось в
январе 1930 г.. Однако, начало собственно астрономо-геодезического образования,
имея в виду содержательную сторону обучения студентов, вне всякого сомнения, следует
датировать самыми первыми годами преподавания астрономии в университете.
Уже в первом университетском Уставе, подписанном Императором Александром
I в ноябре 1804 г. в перечне девяти кафедр, открываемых на отделении физических и
математических наук, была кафедра астрономии. Этим обстоятельством мы в
значительной степени обязаны личности академика С.Я. Румовского – организатора
Казанского университета и первого попечителя Казанского учебного округа,
оказавшего благотворное влияние на судьбу молодого университета и, в особенности,
на постановку в нем преподавания физико-математических наук. Более того, можно
предположить, что именно благодаря С.Я. Румовскому, астрономия стала одной из
ведущих дисциплин в университете, а кафедра астрономии приобрела некий особый
статус. Речь идет о преимущественном праве участия профессоров астрономии в
баллотировании на пост ректора Казанского университета. Уместно вспомнить в
связи с этим, что уже на первых выборах ректора в 1811 г. состязались два
кандидата: профессор астрономии И. Литтров и профессор медицины И. Браун.
Тогда ректором лишь со второй попытки и преимуществом в 4 голоса был избран Браун.
И все же впоследствии на протяжении целого столетия ректорами университета
неоднократно избирались астрономы по образованию: Н.И. Лобачевский, И.М. Симонов,
Д.И. Дубяго. Астроном М.А. Ковальский также был избран ректором в 1880 г., но
отказался от должности по состоянию здоровья.
Вернемся, однако, к биографии С.Я. Румовского. Один из первых выпускников
Академического университета при Петербургской Академии наук, ученик
М.В. Ломоносова и Л. Эйлера, ученый, педагог и литератор в одном лице, он более
всего известен своим участием в двух астрономических экспедициях 1761 и 1769 гг.,
предпринятых с целью наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца. В то же
время, для российской геодезии не менее важным представляется составление и
издание С.Я. Румовским в 1762 г. первого сводного каталога высокоточных
координат 62 астрономических пунктов, явившегося итогом его собственных полевых
наблюдений, а также работ других отечественных астрономо - геодезистов.
Напомним также, что С.Я. Румовский целых 37 лет с 1766 по 1803 годы возглавлял
Географический департамент Академии наук, главнейшей задачей которого было
картографо-геодезическое обеспечение территории Российской империи. Столь
весомые заслуги С.Я. Румовского перед отечественной геодезией позволяют вполне
аргументированно говорить о нем как об одном из первых российских астрономо-
геодезистов.
Заявляя это, одновременно следует, разумеется, иметь в виду всю
бесперспективность попыток соотнести разнообразие профессиональных интересов
ученых того далекого времени с узкими направлениями научных исследований наших
дней. В самом деле, в современную нам эпоху чрезвычайной дифференциации и
специализации научных дисциплин весьма затруднительно представить, что еще
полтора столетия назад математика, астрономия и геодезия рассматривались как
единая отрасль человеческих знаний и развивались в тесном взаимодействии друг
с другом. Методы изучения фигуры Земли и создания астрономо-геодезических
сетей, наряду с классической астрометрией и небесной механикой, составляли
один из главнейших разделов астрономии, одновременно являясь полем приложения
усилий многих выдающихся математиков того времени. Как справедливо заметил
один из известнейших геодезистов нашей страны А.А. Изотов, «можно назвать
немало славных имен выдающихся ученых, каждый из которых затруднился бы
ответить на вопрос: кто он – математик, астроном или геодезист?». Возьмем
на себя смелость перечислить из них наиболее известных: К. Гаусс, Ф. Бессель,
А. Лежандр, А. Клеро, Ж. Даламбер, Л. Эйлер, С.Я. Румовский, В.Я. Струве.
К середине XVIII столетия была окончательно доказана справедливость
закона всемирного тяготения и вытекавший из него факт сжатия планетарной
фигуры Земли вдоль полярной оси. В результате применявшиеся ранее
математические принципы геодезии, основанные на плоской геометрии и
сферической тригонометрии, перестали удовлетворять требованиям решения
ее научных и прикладных задач. Возникли новые проблемы изучения существенно
более сложных фигур эллипсоидальной Земли и планетарного геоида, а также
постановки астрономо-геодезических работ на этих поверхностях. Наверное,
поэтому в университете занятия по астрономии до 1810 года и в 1816-1817 гг.
, а также сфероидической тригонометрии на эллипсоиде, исходя из близости
интересов математиков и астрономо-геодезистов, вел профессор чистой математики
И. Бартельс (1769-1836), которому выпало на долю счастье быть не только
учителем Лобачевского, но и учителем и покровителем Гаусса. Заметим попутно,
что в 1805 г. С.Я. Румовскому рекомендовал И. Бартельса помощник Л. Эйлера
академик Н.И. Фусс (1755-1826), сам весьма детально занимавшийся
математикой, астрономией и геодезией.
Все это дает основания говорить об обстоятельной астрономо-
геодезической подготовке казанских студентов, замечательным подтверждением
которой стала многогранная профессиональная деятельность одного из первых
и самых известных выпускников Казанского университета И.М. Симонова.
Уже в 1814 г., получив звание адъюнкта, двадцатилетний И.М. Симонов
начал преподавать в университете астрономию и геодезию. В начале 1817 г. он
отправляется в Петербург к академику В.К. Вишневскому (1781-1855),
прославившемуся к тому времени рядом продолжительных астрономо-геодезических
экспедиций, в результате которых было определено положение 223 астропунктов
и проведено картографирование ряда регионов европейской части России.
Другим петербургским наставником И.М. Симонова стал академик
Ф.И. Шуберт (1758-1825) – известный специалист в области мореходной
астрономии и навигации, руководитель экспедиции, выполнившей магнитные
измерения по маршруту Петербург - Казань - Тобольск - Иркутск. Любопытно,
что еще в 1803 г. С.Я. Румовский перевел на русский язык подготовленное
Ф.И. Шубертом «Руководство к астрономическим наблюдениям, служащим к
определению долготы и широты мест, в пользу офицеров Генерального штаба».
Именно научные интересы Вишневского и Шуберта, а также, конечно, участие в
антарктической экспедиции 1819-1821 гг. окончательно сформировали астрономо-
геодезическое направление научной биографии И.М. Симонова.
Напомним, что в кругосветном походе российских кораблей «Восток»
и «Мирный» по южным морям И.М. Симонов, в основном, занимался астрономо-
геодезическими наблюдениями с целью определения координат точек маршрута
экспедиции и значений склонения магнитной стрелки в этих точках. Значительное
время приходилось уделять исследованию хронометров, показания которых регулярно
корректировались И.М. Симоновым по наблюдениям так называемых лунных расстояний
– угла между центром диска Луны и направлением на звезду или Солнце. Применялась
также калибровка показаний хронометров путем сличения априорно известной
долготы какой-либо точки с ее долготой, вычисленной по показаниям хронометров.
Ежедневно определялось склонение магнитной стрелки, для чего по астрономическим
наблюдениям светил (Солнца, Луны или звезд) рассчитывался их истинный азимут.
Кроме того, И.М. Симонов проводил барометрические наблюдения с целью изучения
приливных «колебаний земной атмосферы под влиянием притяжения Луны и Солнца».
Занимательный эпизод произошел в отсутствие И.М. Симонова с замещавшим его по
кафедре астрономии Н.И. Лобачевским (1792-1856). В 1821 г. декан отделения
физических и математических наук профессор Н.И. Лобачевский намеревался прочитать
студентам курс «Теория фигуры Земли» и поныне, кстати, присутствующий в учебном
плане астрономо - геодезистов как один из наиболее фундаментальных геодезических
курсов. Однако решением совета отделения Н.И. Лобачевскому было в этом отказано,
поскольку «…точная фигура Земли ни посредством умозрений, ни из наблюдений доныне
с математической точностью не определена…».
Накопленный огромный опыт полевых астрономо-геодезических и магнитных
наблюдений И.М. Симонов позже использовал в путешествии 1828 г. по Казанской,
Симбирской и Оренбургской губерниям, предпринятом для определения положения
городов (Лаишево, Тетюши, Чистополь, Спасск, Симбирск, Самара и др.), «высот
гор и падения рек», а также магнитных измерений. В связи с этим подчеркнем, что
И.М. Симонов был одним из первых ученых России, серьезно занимавшихся проблемами
земного магнетизма и моделированием магнитного поля Земли.
В октябре 1833 г. казанская газета «Заволжский муравей» сообщила своим
читателям, что профессор университета И.М. Симонов посредством барометрического
нивелирования определил разность высот уровней воды реки Меши и озера Верхний
Кабан, составившую 15 аршин и 6 вершков (10.9 метра). Работа выполнялась по
просьбе инспектора Казанской врачебной управы В.Л. Тиле, озабоченного санитарным
состоянием казанских водоемов. Анализируя результаты нивелирования, Симонов и
Тиле предложили для очищения воды в озерах Верхний, Средний и Нижний Кабан сделать
их проточными, для чего соединить с рекой Мешей, «воспользовавшись для легчайшего
проведения сих вод всеми оврагами и прочими удобствами местоположения», а далее
через Булак с рекой Казанкой. Этот экологический проект так и остался
нереализованным.
Избрание И.М. Симонова в 1846 г. ректором Казанского университета побудило
его через некоторое время отказаться от заведования астрономической
обсерваторией, которое в 1850 г. было передано астроному-наблюдателю
М.В. Ляпунову. Заведовать же кафедрой с 1850 г., а с 1855 г. и обсерваторией,
стал М.А. Ковальский, выпускник Петербургского университета. Ученик выдающихся
столичных астрономо-геодезистов В.Я. Струве и А.Н. Савича, он в 1847 г. был
прикомандирован к экспедиции по исследованию Северного Урала, где провел два года,
выполняя различные астрономо-геодезические работы. Им было сделано 186 определений
координат астропунктов и 72 определения высот методами геодезического и
барометрического нивелирования, в 5 пунктах найдены элементы земного магнетизма.
Именно по рекомендации В.Я. Струве в 1850 г. Ковальский получил назначение в
Казанский университет, профессором астрономии которого стал два года спустя.
В 1851 г. по пути следования экспедиции, направлявшейся из Казани на побережье
Азовского моря для наблюдения полного солнечного затмения, он провел определения
10 астропунктов, располагавшихся, главным образом, по течению Волги.
В 1863 г. вступил в силу новый Устав, единый для всех пяти университетов
России, в соответствии с которым на физико-математическом факультете появляется
отделение астрономии и геодезии. Следующий Устав, подписанный Императором
Александром III в 1884 г., преобразует отделение в кафедру астрономии и геодезии
– одну из 11 кафедр физико-математического факультета Казанского университета.
2)↑ Гравиметрические работы, проводившиеся под руководством Д.И. Дубяго ←
Преемник Ковальского – Д.И. Дубяго был назначен в Казанский университет
профессором астрономии и геодезии 1 ноября 1884 г.. Он, как и Ковальский,
был выпускником Петербургского университета (окончил его в 1872 г.) и учеником
А.Н. Савича, помимо Петербургского университета преподававшего также в Морской
академии и на геодезическом отделении Академии Генерального штаба и воспитавшего
известных российских астрономо-геодезистов Н.Я. Цингера и Д.Д. Гедеонова.
По словам профессора В.А. Баранова, волею судьбы через 34 года сменившего
Дубяго на посту заведующего кафедрой астрономии и геодезии, «директорство
Д.И. Дубяго сыграло в жизни Казанской астрономической обсерватории огромную роль:
период его деятельности был поворотным пунктом в смысле развития научной,
педагогической и общественной деятельности Казанской обсерватории». Именно конец XIX
– начало XX столетий стали для казанской астрономии и геодезии временем достижения
наиболее значимых и масштабных результатов в области изучения фигуры Земли
гравиметрическими методами.
Попробуем объяснить возникновение в Казани с приездом Д.И. Дубяго интереса к
проведению гравиметрических измерений силы тяжести на европейской территории России.
Напомним, что в согласии с опубликованной в 1743 г. теорией Клеро оказалось
возможным определить сжатие общего земного эллипсоида по измерениям силы тяжести
независимо от распределения плотности вещества в недрах Земли. Практическое же
применение эта теория смогла получить лишь в XIX веке, когда были изобретены
инструменты для абсолютных (оборотные маятники) и относительных гравиметрических
измерений требуемой точности.
В 1849 г. уже упоминавшийся выше профессор Петербургского университета
А.Н. Савич выступил с проектом первых масштабных гравиметрических измерений на
территории России. По прошествии нескольких лет Академия наук поручила ему
проведение абсолютных измерений силы тяжести вдоль меридиана Русско-
Скандинавского градусного измерения 1816-1852 гг. от г. Торнео (Финляндия) до
г. Измаила на Дунае. Эти измерения выполнялись в 1865-1868 гг. с помощью
оборотного маятника конструкции Бесселя, изготовленного фирмой Репсольда.
В 1884 г. Русское географическое общество организовало комиссию по изучению
распределения силы тяжести на территории России. С этого момента все
гравиметрические наблюдения проводились по единому плану вдоль заранее установленных
меридианов и параллелей. Забегая вперед, отметим, что эта комиссия, с 1897 г.
возглавляемая начальником Военно-топографического отдела Главного штаба генералом
О.Э. Штубендорфом, взяла на себя бремя основных расходов по проведению казанских
гравиметрических экспедиций, о которых речь пойдет ниже. Цель планируемых комиссией
исследований формулировалась как определение сжатия и уточнение фигуры Земли.
Первые измерения по указанной программе были начаты известным русским геодезистом
-гидрографом А.И. Вилькицким (1858-1913) летом 1887 г. на Новой Земле
и в Архангельске. В развитие той же программы сотрудником обсерватории Московского
университета П.К. Штернбергом (1865-1920) в 1888-1889 гг. также посредством
оборотного маятника Репсольда были выполнены измерения силы тяжести в ряде пунктов
европейской части России, в том числе и в Казанском университете.
Вскоре, однако, выяснилось, что маятники Репсольда вследствие громоздкой
своей конструкции и трудоемкости абсолютных наблюдений, обремененных, к тому же,
значительными систематическими ошибками неясной природы, не обеспечивают
необходимой точности и не годятся для проведения массовых гравиметрических
измерений. По этой причине большинство исследователей перешли к выполнению более
точных относительных измерений силы тяжести более простыми, легкими и компактными
приборами. В частности, в начале 80-х годов XIX века австрийский геодезист
полковник Р. фон Штернек изготовил маятниковый прибор для относительных измерений,
удобный для экспедиционных работ. Точность измерения приращения силы тяжести этим
прибором достигала нескольких миллигал (1 мГал = ), и была значительно выше
точности, обеспечиваемой маятником Репсольда. Осенью 1894 г. Штернек приезжал
в Россию и произвел своими маятниками определения силы тяжести в Пулково и Москве,
связав их таким образом с Веной.
Весной 1896 г. недавний выпускник Казанского университета и будущий
профессор Варшавского университета астроном-наблюдатель А.В. Краснов по
инициативе Д.И. Дубяго был командирован в Вену для получения заказанных там
годом ранее трех маятников Штернека и ознакомления с методикой относительных
измерений силы тяжести. После получения инструментов А.В. Краснов провел
измерения в Венском военно-географическом институте, а также в университетских
обсерваториях Вены, Варшавы, Москвы и Казани. Для подвала здания городской
астрономической обсерватории Казанского университета А.В. Красновым в Венской
гравиметрической системе было получено значение силы тяжести:
Это было первое достаточно точное измерение значения ускорения силы тяжести в
Казани, использовавшееся затем в ходе экспедиций казанских астрономо-геодезистов.
Астрономическая партия экспедиции Казанского университета для наблюдения
полного солнечного затмения 28 июля 1896 г. на Новую Землю состояла из профессора
Д.И. Дубяго и приват-доцента А.В. Краснова. Первые измерения силы тяжести были
выполнены в Москве, а затем в Архангельске в том же астрономическом павильоне порта
Соломбалы, в котором десятью годами ранее работал А.И. Вилькицкий.
На острове Новая Земля казанская экспедиция расположилась в становище Малые
Кармакулы, где в астрономической палатке и павильоне, оставшемся от предыдущей
экспедиции 1882-1883 гг., Д.И. Дубяго и А.В. Краснов в течение трех последних
недель июля наблюдали качание маятников Штернека. На обратном пути участники
экспедиции выполнили маятниковые измерения в Соловецком монастыре, Великом Устюге,
Вологде и снова в астрономической обсерватории Московского университета. Каждое
измерение такого рода, разумеется, сопровождалось регулярными астрономо-
геодезическими наблюдениями на большом вертикальном круге и пассажном инструменте
для определения широты места и поправки хронометров. Заметим в качестве примечания,
что передача радиосигналов точного времени, освобождающая гравиметристов от
производства трудоемких и зависящих от погоды астрономических определений поправки
часов, началась гораздо позже уже при советской власти: с 1 декабря 1920 г. -
Пулковской обсерваторией, а с 25 мая 1921 г. – московской Октябрьской
радиостанцией на Ходынке.
Успешно завершившаяся экспедиция на Новую Землю стала первой в ряду
многочисленных казанских гравиметрических экспедиций. «Впоследствии, ввиду
малого количества пунктов в России вообще, где имеется определение силы тяжести,
и почти полного их отсутствия в восточной части России, например, в столь интересном
месте, как Урал, мы решили воспользоваться нашими маятниками для пополнения этого
пробела, насколько, разумеется, средства Обсерватории и ее прямые задачи позволяют
такого рода работы», - пишет Д.И. Дубяго в предисловии к отчету В.А. Баранова,
аргументируя проведение астрономо-геодезистами Казанского университета ряда
экспедиций по измерению силы тяжести.
Особо подчеркнем, что научная задача, стоящая перед экспедициями, впервые
была сформулирована старшим ассистентом и будущим профессором кафедры астрономии и
геодезии В.А. Барановым (1872-1942) как изучение фигуры регионального геоида:
«Общее представление о геоиде в настоящее время можно считать вполне установленным.
Будущее в этом представлении едва ли даст много чего нового. Частичное же изучение
геоида может дать интересные детали, дополняющие общее представление». В связи с
этим заметим, что изучение фигуры регионального геоида стало доступным лишь в наши
дни, благодаря использованию спутниковых методов точного позиционирования наземных
пунктов.
Выбор будущих гравиметрических пунктов диктовался, помимо всего прочего, их
доступностью, вследствие чего измерения в экспедициях 1899, 1900, 1902 и 1903 гг.
проводились либо на железнодорожных станциях на поперечных к Уральскому хребту
направлениях железных дорог, либо по берегам судоходных рек. Современному специалисту
будет небезынтересным перечисление пунктов, в которых проводились относительные
(по отношению к обсерватории Казанского университета) измерения маятниковым
прибором Штернека (маятники 86, 87, 88, 130) работы Шнейдера.
1899 г. - Челябинск, Златоуст, Уфа, Бирск.
1900 г. - Камышлов, Екатеринбург, Нижний Тагил, Кушва, Чусовская, Пермь.
1902 г. - Астрахань, Царицын, Вольск, Самара, Симбирск.
1903 г. - Нижняя Баранча, Лая, Невьянск, Шайтанский Завод, Кыштым, Тюмень.
В экспедициях принимали участие ассистенты В.А. Баранов и А.А. Михайловский,
студент М.Н. Ивановский. Экспедицию 1899 г. возглавлял сам Д.И. Дубяго. В.А. Баранов
занимался маятниковыми наблюдениями, А.А. Михайловский и М.Н. Ивановский –
определением широты пунктов и поправки часов.
Перерыв, вызванный русско-японской войной и отъездом прапорщика Баранова на
фронт, завершился с возвращением его с театра военных действий, что позволило
продолжить серию казанских гравиметрических экспедиций.
1907 г. - Рыбинск, Ярославль, Кострома, Юрьевец Поволжский, Нижний Новгород,
Козмодемьянск (Баранов).
1909 г. – Кукарка, Вятка, Глазов, Чердынь, Воткинский Завод, Елабуга (Баранов),
Рязань, Пенза, Алатырь (Дубяго, студент Яковкин).
1911 г. – Гравиметрическое соединение Казани с Пулково и Петербургом (Баранов,
ассистент АОЭ Банахевич), Саранск (Баранов), Камышин, Саратов (Банахевич).
1912 г. – Гравиметрические определения в ходе экспедиции по наблюдению полного
солнечного затмения 17 апреля 1912 г. на станции Лещово вблизи Вологды, Москва
(Банахевич).
1913 г. – Гравиметрическое соединение двух астрономических обсерваторий
(городской и Энгельгардтовской) Казанского университета с Потсдамом (Баранов
совместно с профессором Потсдамского геодезического института Л. Гааземаном).
В Казани наблюдения, как всегда, проводились в подвале здания обсерватории,
в АОЭ – в западном зале. Были получены следующие значения силы тяжести в Потсдамской
гравиметрической системе:
Можно напомнить, что разность между Венской и Потсдамской гравиметрической системами
составляет минус 16 мГал, точность исходного пункта Венской системы характеризуется
ошибкой 10 мГал, а Потсдамской системы – ошибкой 3 мГал.
1914 г. – Гравиметрические измерения в ходе экспедиции по наблюдению полного
солнечного затмения 8 июля 1914 г. (Дубяго, Грачев, Банахевич, Михайловский,
Яковкин). Экспедиция располагалась в имении Давыдовых в селе Каменка южнее Киева.
Измерения силы тяжести выполнялись Банахевичем в Каменке, Киеве, Харькове, Воронеже
и Тамбове.
Обратим внимание на трех участников экспедиций, будущих директоров крупных
астрономических обсерваторий: М.А. Грачева – с 1918 г. директора АОЭ, Т. Банахевича
– с 1919 г. директора Краковской АО и А.А. Яковкина – с 1927 по 1931 гг. директора
АОЭ, заведующего кафедрой геодезии Казанского университета (1931-1937), затем
заведующего кафедрой астрономии Уральского университета (1937-1945) и далее
директора ГАО Украины (1952-1959).
Измерения силы тяжести сопровождались астрономо-геодезическими наблюдениями
с целью определения широты и долготы (поправки часов) гравиметрических пунктов.
Наблюдения вначале проводились на переносном пассажном инструменте Эртеля, а с 1909 г.
– на специально изготовленном в Дрездене по заказу Казанского университета
переносном меридианном круге 2339 конструкции Гейде. Добавим также, что за детальное
исследование этого инструмента и успешное применение его в экспедиционных условиях
для определения широты Рязани, Пензы и Алатыря студент А.А. Яковкин был в 1909 г.
награжден университетской золотой медалью. Высоты гравиметрических пунктов в
большинстве случаев определялись методом барометрического нивелирования. Кроме того,
при обработке гравиметрических измерений использовались абсолютные высоты двух
казанских обсерваторий, установленные по результатам точных нивелировок.
Первая нивелировка была предпринята Д.И. Дубяго еще в 1890 - 1891 гг.
“…ввиду
отсутствия точных данных относительно высоты над уровнем моря университетской
астрономической обсерватории”. Для решения задачи в центре Казани была создана
небольшая нивелирная сеть, привязанная к реперу водомерного поста, который
находился на противоположном берегу Волги в селе Верхний Услон.
Работы выполнялись малым нивелиром Штамфера (работы Керна) двумя
наблюдателями в прямом и обратном направлениях методом нивелирования из середины.
Сеть включала 11 сторон, соединяющих 9 пунктов; при этом в пяти главных пунктах
были заложены чугунные стенные марки с надписью: “нивелировка – 1890 – К.А.О.”,
в том числе, сохранившиеся до наших дней марки на здании самой обсерватории, на
здании Городской Думы и на южной стене кафедрального Благовещенского собора в
Кремле. В наблюдениях участвовали Д.И. Дубяго, Я.П. Корнух-Троцкий, А.В. Краснов,
М.А. Грачев. Средняя ошибка нивелирования составила 3.9 мм на 1 км хода, что
соответствовало допускам Европейской комиссии (Берлин, 1864 г.), установленным
для “точного нивелирования”. Сеть, состоящая из трех замкнутых полигонов,
уравнивалась методом коррелат.
Переход к абсолютным высотам (в Балтийской системе высот) осуществлялся
путем привязки к реперу села Верхний Услон. Передача отметки высот через Волгу
выполнялась 31 августа и 1 сентября 1891 г. одновременным измерением высот
водомерной точки на левом берегу (Дубяго, Краснов) и точки водомерного нуля на
правом берегу (Грачев) над не возмущенной волнением поверхностью воды. Также
измерялось превышение точки водомерного нуля над репером села Верхний
Услон. В итоге были получены значения высот точек нивелирной сети,
относящиеся к центрам малых выпуклых полусфер, находящихся в середине каждой из
стенных марок. Так, для центра марки на здании Казанской городской АО значение
высоты составило 73.5550 0.0104 метра. Заметим, что в силу малой
точности отметки самого репера, это значение оказалось весьма приблизительным.
По современным данным абсолютная высота центра марки на здании кафедры
астрономии КГУ составляет 78.248 метра.
Летом 1908 г. по настоянию профессора Д.И. Дубяго ассистентом
В.Н. Миловановым, студентами А.Н. Нефедьевым, Б.А. Хованским и А.А. Яковкиным
была выполнена точная нивелировка от АОЭ до Казани, начатая еще в 1904 г.
установкой стенных марок на здании Энгельгардтовской обсерватории, каменном
цоколе станционного здания разъезда «Обсерватория» и южном фасаде здания
пассажирского вокзала Казани.
Эти работы выполнялись тем же инструментом Керна, который использовался
ранее, а также большим нивелиром конструкции Зейбта, полученным от Казанского
Округа путей сообщения. Измерения проводились по полотну железной дороги в прямом
и обратном направлениях. Оценка ошибки измерений составила 0.67 мм на 1 км
хода. В результате было получено превышение Энгельгардтовской АО над Казанской
городской АО равное
Вычисление абсолютных высот обеих обсерваторий оказалось, однако,
затруднительным, поскольку, как отмечал В.Н. Милованов, «…вопрос об истинной
высоте нуля Верхне-Услонского водомерного поста остается в настоящее время
открытым». Принимая абсолютную высоту репера равной 43.0 м, получаем значения
высот КГАО и ЭАО 79.3 м и 97.6 м соответственно. Как справедливо замечает
В.Н. Милованов, самые оптимистичные оценки точности этих значений позволяют
надеяться лишь на то, что ошибки их не превосходят одного метра. Заметим при
этом, что результаты нивелировок, выполненных более точными инструментами во
второй половине ХХ века студентами кафедры под руководством профессора
Ю.В. Евдокимова, подтвердили высокую точность полученного в начале века
превышения между двумя университетскими обсерваториями.
Благодаря усилиям казанских ученых, к 1915 г. по отношению к городской
обсерватории Казанского университета было определено 55 гравиметрических пунктов,
вследствие чего Казань стала опорным пунктом для измерений силы тяжести в центре
и на востоке России. Директор одновременно двух университетских астрономических
обсерваторий профессор Д.И. Дубяго имел все основания не без гордости заявить:
«С этими определениями сеть казанских гравиметрических станций раздвинулась почти
на половину России».
Таким образом, астрономо-геодезистами Казанского университета за эти годы на
самом высоком для того времени экспериментальном уровне была проделана большая
работа, имеющая несомненную ценность для изучения фигуры геоида и распределения
аномалий силы тяжести на европейской части Российской империи. Как это ни
удивительно, замечательные результаты этих исследований, делающие честь любому
научному коллективу, не нашли пока должного отражения в истории достижений
университетской науки.
Катаклизмы и потрясения первой мировой, двух революций и гражданской войны
кардинально изменили ситуацию в стране и в университете. При этом
общей чертой 20-х – 30-х годов прошлого столетия стала нестабильность
внутренней структуры университета и, как следствие, организации в нем учебной
и исследовательской деятельности.
3) ↑ Советский период в развитии геодезических работ
←
После кончины Д.И. Дубяго, случившейся в 1918 г., руководство кафедрой
астрономии и геодезии принял В.А. Баранов, назначенный профессором по решению
правительства РСФСР. В 1925 г. кафедра астрономии и геодезии разделилась на кафедру
астрономии (заведующий – В.А. Баранов) и кафедру геодезии (заведующий –
К.К. Дубровский, воспитанник Петербургского университета, с 1917 по 1925 гг.
сотрудник АОЭ, будущий профессор Горьковского университета), положив тем самым
начало почти тридцатилетнему периоду дробления, переименования и последующего
слияния кафедр астрономо-геодезического профиля. Кафедра геодезии самостоятельно
просуществовала с 1925 по 1928 гг. и с 1931 по 1947 гг., причем в интервале с 1937
по 1947 гг. она именовалась кафедрой геодезии и гравиметрии. В связи с этим
подчеркнем, что именно в конце двадцатых годов В.А. Барановым и А.А. Яковкиным
была проведена огромная работа по организации в Казанском университете астрономо
-геодезического отделения, открытого на основании приказа Совета Труда и Обороны
в январе 1930 г. с общим приемом на него 25-30 человек.
С этого времени в Казанском университете начинается целенаправленная
подготовка специалистов по геодезии, гравиметрии и картографии, которые по
окончании университета направлялись в геодезические экспедиции и предприятия,
астрономические обсерватории, картографические фабрики страны. Отметим, что
первая административная карта Татарской АССР была подготовлена к изданию на
Свердловской картографической фабрике выпускником КГУ 1937 г., впоследствии
профессором кафедры астрономии Казанского университета, Ю.В. Евдокимовым.
Что касается научных изысканий тех лет, то по вполне понятным причинам
в эпоху первых пятилеток первоочередными стали конкретные прикладные и
производственные работы, обеспечивающие решение сиюминутных задач
социалистического строительства. Следуя велению времени, с 1926 г. университет
включился в работы по заданиям хозорганов. Преподаватели и студенты астрономо
-геодезического отделения в эти годы, в основном, занимались установлением
координат астропунктов на территории Татарстана и Казахстана, гравиметрическими
измерениями на обширных пространствах Урала, Кузбасса, Западной Сибири,
выполнением геодезических работ для нужд строительства объектов социндустрии,
маркшейдерскими изысканиями. Так, например, под руководством профессоров
В.А. Баранова и А.А. Яковкина была проведена тахеометрическая съемка и
нивелировка площади для Авиастроя в северных пригородах Казани, Ю.В. Евдокимов
проводил маркшейдерские работы в карьерах Татарии.
В области гравиметрии отметим исследования И.А. Дюкова, в период с 1937
по 1941 гг. возглавлявшего кафедру геодезии и гравиметрии Казанского университета.
Работы эти проводились еще в бытность И.А. Дюкова сотрудником Энгельгардтовской
обсерватории и были посвящены уточнению значения ускорения силы тяжести для АОЭ
и установлению связи ее с Полтавской гравиметрической обсерваторией. Маятниковые
определения (наблюдатели Дюков, Дубровский) выполнялись в здании Казанской
городской АО и Энгельгардтовской АО по два ряда весной и осенью 1927 г., при этом
маятники Штернека со всем оборудованием перевозились на лошадях по санному пути.
Поправки хронометров определялись путем приема радиосигналов точного времени,
передаваемых станциями Бордо и Науэн. В апреле 1927 г. осуществлено
гравиметрическое соединение Казанской городской АО с Полтавой, благодаря чему
была определена разность значений ускорений силы тяжести:
В завершение гравиметрической темы приведем результаты выполненного в
1934 г. Н.Н. Парийским совместного уравнивания сети четырех пунктов СССР,
непосредственно связанных с Потсдамом и между собой и реализующих нульпункт
гравиметрических определений нашей страны:
ГАО АН СССР (Пулково) 981 900.0 0.5 мГал
ГАИШ МГУ (Москва)
981 559.0 0.7 мГал
КГАО КГУ (Казань) 981 559.0 0.7 мГал
Гравиметрическая
обсерватория (Полтава) 981 006.0 0.7 мГал.
С середины шестидесятых годов прошлого века в Казанском университете
с понятным для тех лет воодушевлением выполняется ряд работ по селенодезии, в
том числе, большая и трудоемкая программа составления каталога координат точек
опорной сети на видимой стороне Луны по наземным фотографиям лунного диска на
фоне звезд (руководители работы – профессор Ш.Т. Хабибуллин (1915-1996) и
профессор Н.Г. Ризванов). В связи с этим заметим, что селенодезические
исследования имеют в Казанском университете давние и богатые традиции,
вследствие чего развитию селенодезии в Казани посвящена отдельная статья
настоящего сборника, к которой мы и отсылаем заинтересованного читателя.
В области геодезической астрономии в эти же годы доцентом М.А. Вайсовым
проводились исследования, посвященные разработке новых способов определения
азимутов направлений по наблюдениям звезд вблизи их элонгаций и в первом
вертикале. Что же касается классической геодезии, то вторая половина прошлого
столетия отмечена некоторым спадом исследовательской активности, обусловленным,
с одной стороны, достижением пределов возможностей традиционной геодезической
идеологии и методов измерений, а с другой – предчувствием неизбежных скорых
перемен, связанных с ожидаемой экспансией новых спутниковых технологий.
4) ↑ Спутниковая геодезия и дальнейшее развитие астрономо – геодезических ←исследований в постперестроечный период
Для наблюдательных и экспериментальных отраслей науки и техники появление
новых более точных и производительных инструментов и приборов означает
возникновение возможностей постановки и решения новых задач. Так было на рубеже
XIX и XX веков, когда получение Казанским университетом маятниковых приборов
нового поколения на два десятилетия определило приоритеты гравиметрического
направления научных изысканий казанских астрономо - геодезистов. Так случилось
и на рубеже XX и XXI столетий, отмеченном началом профессионального применения в
Казанском университете геодезических электронных тахеометров и спутниковых GPS
-приемников геодезического класса, позволяющих оперативно определять положение
наземных пунктов с точностью, приемлемой не только для создания геодезических
сетей, но и для исследования динамики горизонтальных и вертикальных смещений
земной коры.
Несколько лет назад на кафедре астрономии под руководством доцента
Р.В.Загретдинова и профессора Р.А. Кащеева были начаты исследования по
применению спутниковых методов для изучения фигуры локального геоида Республики
Татарстан и изучению динамики Альметьевского геодинамического полигона,
приуроченного к интенсивно эксплуатируемым уже в течение многих десятилетий
нефтяным месторождениям.
Важной составляющей этого проекта стала выполненная Р.В. Загретдиновым
высокоточная привязка городской обсерватории к международной сети IGS, что
открывает перспективы развертывания на кафедре постоянно действующей базовой
станции спутникового позиционирования, которая, как мы надеемся, позволит в
дальнейшем участвовать в масштабных региональных и международных геодезических
и геодинамических программах.
Отметим, что характерная для наших дней потребность интеграции знаний и
синтеза методов различных наук о Земле, в первую очередь, обусловлена
возрастанием интереса к геодинамическим процессам, исследование которых требует
глубокого взаимопонимания и тесного взаимодействия представителей различных
отраслей человеческих знаний. Думается, что приобретающие все большую актуальность
геодинамические исследования на территории нашего региона могут стать наиболее
перспективной сферой приложения совместных усилий астрономов, геодезистов и
геофизиков Казанского университета.
Применительно к задачам динамической космической геодезии, селенодезии и
планетной гравиметрии Р.А. Кащеевым изучаются новейшие методы определения
параметров гравитационных полей Земли, Луны и планет земной группы по данным
дифференциальных измерений в спутниковых системах с изменяемой геометрией
расположения элементов.
Под руководством доцента В.М. Безменова выполняются исследования,
связанные с решением ряда теоретических и прикладных задач фотограмметрии и
обработки фотограмметрических данных.
Таковы на сегодня основные направления исследовательской деятельности
в области геодезии преподавателей Казанского университета.
Что же касается обучения студентов и геодезической подготовки
специалистов, то сотни закончивших кафедру в различные годы астрономо -
геодезистов трудились и продолжают успешно трудиться на геодезических
предприятиях страны, в научно-исследовательских, проектно-изыскательских
и землеустроительных организациях, различных образовательных учреждениях.
Нужно заметить, что в последние годы специальность «Астрономогеодезия»
приобретает все большую популярность. Можно предполагать, что такая позитивная
динамика обусловлена как целенаправленной ориентацией учебного процесса на самые
современные геодезические технологии, инструменты и приборы, так и высокой
востребованностью специалистов этого профиля самыми разными отраслями техники и
производства.
Говоря об этом, уместно будет подчеркнуть, что уровень и качество
образования, а тем самым, авторитет и репутация учебного заведения в той или
иной отрасли знаний определяются, главным образом, традициями и достижениями
соответствующей научно-педагогической школы. Вряд ли мы сильно уклонимся от
истины, утверждая, что наличие такой, зачастую в конфликтах и противоречиях
формирующейся на протяжении многих десятилетий научно-педагогической школы
является необходимым и обязательным условием качественной профессиональной
подготовки настоящего специалиста.
История университетских астрономо-геодезических исследований позволяет
говорить о совместном становлении астрономической, геодезической, а позднее и
гравиметрической школ Казанского университета как единой целостной астрономо -
геодезической школы, развивающейся уже на протяжении почти двух сотен лет.
В наши дни астрономо - геодезисты Казанского университета продолжают дело своих
выдающихся предшественников и учителей, труды которых по праву составляют славу
и гордость нашей ALMA MATER.
|