Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

фиксирующим средством. Для всего этого периода был характерен постепенный рост чувствительности – как человеческой, так и фотографической. Фокс Тальбот ни от кого не скрывал своих открытий, но запатентовал их и ожидал больших доходов, хотя его требования часто оспаривались. Однако именно Дагер (никогда не проявляющий особой чувствительности к правам своих соперников) сумел оказаться настолько предприимчивым, что донес фотографию до сознания всего мира, в значительной степени благодаря публикации ясного и доступного руководства, вышедшего на многих языках и во множестве изданий, которое рекламировало продаваемую им аппаратуру.

Точно так же как в астрономии для большой светосилы требуются максимальные входные отверстия, в фотографии время экспозиции может быть сокращено за счет увеличения апертуры. (Если быть точным, то относительной апертуры. Большинству читателей известно, что увеличение количества света, попадающего на пленку или прибор с зарядовой связью [ПЗС] в цифровой камере, достигается уменьшением параметра f/число12. Последнее определяется как отношение фокусного расстояния линзы к диаметру ее действующей апертуры.) В 1840 г., в надежде максимизировать свет от объекта в соответствии с астрономической практикой Александр Уолкотт открыл в Нью-Йорке первую в мире портретную мастерскую, где использовалась камера с большим вогнутым зеркалом. Более важный поворотный момент наступил в том же году, когда венский математик Йозеф Пецваль изобрел сложную линзу с невероятно большой светосилой, равной f/3,6. До этого экспозиция обычно длилась в течение нескольких минут. Представление о возможностях новой линзы дает следующий факт: к 1841 г. венский фотограф смог сфотографировать парад при ярком солнечном свете с экспозицией в одну секунду.

Фотографирование самого Солнца требует, очевидно, гораздо более короткой экспозиции, чем упомянутая, и, действительно, Фуко и Физо в Париже в 1845 г. было очень трудно добиться в достаточной степени короткой экспозиции. Типовой рефрактор обладал фокальным отношением порядка f/8. О регистрации тусклых изображений звезд в течение долгого времени нечего было и думать, но несколько весьма грубых дагеротипов Луны получил Дж. У. Дрэпер в Нью-Йорке в 1840 г. В Кембридже, штат Массачусетс, в конце 1840‐х гг. Уильям Крэнч Бонд, первый директор обсерватории Гарвардского колледжа, совместно со своим сыном Джорджем Филлипсом Бондом (будущим директором этой обсерватории) провели серию фотографических экспериментов. Их 38-сантиметровый рефрактор делил право называться самым большим рефрактором в мире. Воспользовавшись этим, они получили гораздо более четкий дагеротип, чем Дрэпер – фотографию, сделавшую большую рекламу обеим наукам. Менее эффектной, но не для профессиональных астрономов, была их фотография звезды Вега. Десятилетием позже, в 1857 г., молодой Бонд продемонстрировал достоинства более современного коллодионного процесса, хотя он не первый, кто это сделал.

Так началась эпоха астрономической фотографии, обязанная в равной мере как любителям, так и профессиональным астрономам. Фотографии сравнимой ценности получил Уоррен де ла Рю, богатый производитель бумаги родом из Гернси (Англия) с широкими интересами в области химии и техники. На Большой лондонской выставке 1851 г. (в которой он и его отец входили в жюри) он увидел дагеротипы Луны, полученные Бондами. Он повторил их достижение, будучи лишенным такого преимущества, как их прекрасный телескоп; и затем, в 1853 г., все еще продолжая интересоваться Луной, он опробовал мокрый коллодионный процесс. Это не единственный вклад де ла Рю в астрономическую фотографию. Потребность в слежении за небесным объектом во время, по необходимости, долгой экспозиции означала слежение за ним с помощью телескопа, плавно приводимого в движение механизмом, а не руками. Де ла Рю в значительной мере усовершенствовал механизм, который позволял это делать. Чуть позже мы подробнее расскажем о его пионерской работе в области солнечной фотографии.

Мокрый коллодионный процесс был изобретен в марте 1851 г. скульптором Фредериком Скоттом Арчером. Он заключался в нанесении на стеклянную пластинку смеси иодида калия и коллодия, известного также как «пироксилин». Затем обработанная пластинка сенсибилизировалась в ванночке с нитратом серебра. Как на это указывает прилагательное «мокрый» в названии процесса, пластинки экспонировались непосредственно после сенсибилизации, что осложняло работу с ними, но их высокая чувствительность давала возможность регистрировать гораздо более тусклые детали, чем дагеротипы. Первая удачная попытка сфотографировать комету – комету Донати 1858 г. – была предпринята Уильямом Андервудом, который использовал коллодионную пластинку. Попытка Джорджа Бонда не удалась, его публично побил астроном-любитель. Андервуд числился в Доркингском почтовом отделении в Суррее (Англия) обычным «портретистом и фотографом». В 1870‐х гг. более совершенный белковый неувлажненный печатный процесс был специально улучшен другим британским любителем в целях содействия британской экспедиции для наблюдения прохождения Венеры в 1874 г.

Общее представление о прогрессе в области астрономической фотографии в ходе столетия можно получить, сравнивая характерную длительность экспозиции для земных объектов при ярком солнечном свете. Для оригинального дагеротипа она составляла сначала около получаса и редко достигала значений порядка пятой части этого времени. С использованием мокрых коллодионных пластинок она резко упала до 10 секунд, а для сухих коллодионных – до 15 секунд. «Сухие пластинки» со светосильной желатиновой эмульсией, которые научились получать в конце столетия, сократили экспозицию до примерно 1/15 секунды. Постепенно большие фотографические компании стали все охотнее принимать участие в поиске еще более чувствительных эмульсий, и здесь следует особо упомянуть о Ч. Э. Кеннете Меесе из компании Истмен Кодак в связи с его тесным сотрудничеством с астрономами в 1920‐х и 1930‐х гг.

В число важных вех последующих периодов входило развитие красно- и сине-чувствительных эмульсий, которые использовались между 1949 и 1957 гг. для получения 1800 фотографий, охватывающих северное небо до склонения –30°. При этом Национальное географическое общество Соединенных Штатов сотрудничало с Паломарской обсерваторией. По прошествии сорока лет эта задача была решена заново с еще более чувствительными эмульсиями; в ходе этого обзор пополнился и южным небом. В итоге удалось создать электронные средства усиления полученных изображений. В послевоенный период к фотографии подключилось телевидение; а после 1970‐х гг. стали повсеместно использоваться ПЗС, которые уступали место пленочной фотографии, только когда размер изображения был слишком большим, чтобы с ним мог справиться ПЗС. Сегодня есть ПЗС с разрешением в тысячи мегапикселей13, а пленка, без сомнения, в скором времени присоединится к клинописным табличкам музейных архивов.

ФОТОГРАФИЯ И СОЛНЦЕ

В период, когда фотография только начала прокладывать свой путь в астрономию, оставалось еще много нерешенных вопросов, касающихся солнечных явлений, и для их решения предлагалось то, что сегодня может поразить нас своей крайней наивностью. Все еще находились единомышленники Уильяма Гершеля, разделявшие его странные идеи (частично инспирированные теологией) о Солнце как «яркой планете», теле, вполне возможно, населенном людьми, защищенными от интенсивного излучения верхней атмосферы плотным облачным пологом. (Это И. И. Шрётер дал ей название «фотосфера».) Солнечное пятно, с точки зрения сторонников Гершеля, было дырой в фотосфере, под которой находилась меньшая дыра в полутеневых облаках, располагающихся между фотосферой и самим Солнцем. Как предполагалось, разница в размере отверстий объясняла, почему на краях солнечных пятен наблюдается два четко отличаемых друг от друга оттенка «затенения» (ил. 201). Гершель высказал робкое предположение, что причиной этого может быть извержение вулкана.

Предположение Гершеля медленно почило своей смертью, когда спустя долгое время его сын Джон Гершель дал пятнам совершенно другое объяснение. Он рассматривал их не как признак вулканической активности, исходящей от Солнца, а как быстровращающиеся вихри, буравящие себе дорогу вниз сквозь фотосферу и облака. Он подготовил пространное сравнение с земной атмосферой, существующих в ней разнице температур и пассатах, но, судя по всему, его идеи получили очень незначительную поддержку. Однако другое предположение Джона Гершеля нашло себе сторонников в определенных кругах, хотя и не сразу и ненадолго. Оно заключалось в том, что некоторые