Obserwacje całkowitego zaćmienia Słońca z pokładu samolotu Concorde

Andrzej Marks

Poniższy artykuł został opublikowany w miesięczniku "Urania" z kwietnia 1974 r. pod tytułem "Astronomia ponaddźwiękowa". Przygotowanie i publikacja wersji elektronicznej za zgodą redakcji czasopisma "Urania-Postępy Astronomii".

Całkowite zaćmienie Słońca w dniu 30 czerwca 1973 roku dało okazję do wypróbowania — pierwszego w dziejach astronomii — nowej metody obserwacyjnej. Po raz pierwszy bowiem wykonane zostały obserwacje tego zjawiska z samolotu lecącego z prędkością ponaddźwiękową.

Zastosowano do tego celu francusko-brytyjski pasażerski samolot ponaddźwiękowy Concorde, zdolny osiągnąć trwale taką prędkość rejsową — około 700 m/s — że może nadążyć za prędkością ruchu cienia Księżyca po powierzchni Ziemi. Dało to możność wlotu w ten cień i przebywania w jego obrębie przez tak długi okres czasu, jak na to pozwalały możliwości techniczne samolotu. Czas ten wyniósł w praktyce 74 minuty! Planowano co prawda 80-minutowy pobyt samolotu w obrębie cienia, ale przeciwny wiatr nieco zmniejszył prędkość lotu, a ponadto zwiększył zużycie paliwa.

Jak wiadomo, zaćmienie to należało do wyjątkowo długotrwałych, bowiem w pewnych rejonach Ziemi trwało nieco ponad 7 minut. Ale nawet tak względnie długi okres czasu jest zbyt krótki, gdy chodzi o zamierzenia i potrzeby obserwatorów. Jednym z głównych obiektów badanych w czasie całkowitych zaćmień jest przecież korona słoneczna, której jasność nie jest duża, mniej więcej równa jasności Księżyca w czasie pełni; dużą wagę przywiązywano więc do przedłużenia czasu jej obserwacji. W ciągu kilku minut obserwacji nie sposób wykonać wielu różnych czynności, czynnik czasu odgrywa więc zawsze istotną rolę. Nic więc dziwnego, że astronomiczny lot samolotu Concorde stanowi swego rodzaju rewelację. Aż dziesięciokrotnie przedłużono tu czas obserwacji zjawiska przez jeden zespół obserwatorów i przyrządów badawczych.

Przygotowanie lotu oraz jego przeprowadzenie nie było jednak łatwe. Astronomowie zażądali przede wszystkim wycięcia w górnej części kadłuba samolotu czterech dodatkowych okienek o średnicy 12 cm i wstawienia w trzy z nich szyb ze szkła optycznego przepuszczającego promieniowanie podczerwone, a w czwarte — ze szkła krzemowego. Nie trzeba dodawać, że bynajmniej nie zachwyciło to konstruktorów samolotu, tym bardziej, że pociągało to za sobą konieczność wzmocnienia konstrukcji kadłuba wokół tych otworów. Należy tu zaznaczyć, że kadłub jest szczelny — lot odbywa się w stratosferze. Należało również odpowiednio rozmieścić sprzęt obserwacyjny i samyeh obserwatorów. Nie była też łatwa strona nawigacyjna całego przedsięwzięcia.

Przy tym wszystkim wytwórnia samolotów (Aerospatiale w Tuluzie) zażądała jako ekwiwalent sumę równą zaledwie jednej dziesiątej kosztów handlowych lotu. Warto tu może zaznaczyć, że kiedy kilka lat wcześniej podobne przedsięwzięcie planowali astronomowie amerykańscy na samolocie SR-71A, firma Lockheed zażądała od nich miliona dolarów, w związku z czym sprawa upadła.

Samolot wystartował o godzinie 11 (czasu środkowoeuropejskiego) z Las Palmas na Wyspach Kanaryjskich i poleciał prawie dokładnie na południe, pod kątem prostym do rzutu trajektorii cienia na powierzchni Ziemi. O godzinie 11:44 osiągnięte zostały: planowana wysokość lotu i rejon cienia (ponad Mauretanią). Warto wspomnieć, że minutowe opóźnienie groziło utratą 10 minut z czasu obserwacji. W tym miejscu samolot skręcił o prawie 90° na wschód i pomknął dalej z prędkością około 2200 km/h. O godzinie 11:53 dogonił go cień Księżyca i odtąd zadaniem załogi nawigacyjnej było utrzymanie się w obrębie cienia. Samolot przeleciał kolejno nad Mali, Nigrem i wleciał w Czad. Tu o godzinie 13:07 opuścił rejon cienia, odlatując na południe i wylądował w Fort Lamy. Dziesięcioosobowa załoga nawigacyjna samolotu, dowodzona przez pilotów A. Turcata i R. Dabosa, wykonała swe zadanie bez zarzutu. Samodot nie tylko utrzymał się w rejonie cienia, ale też zachował nader stabilną orientację przestrzenną, a przechyły nie przekraczały 1 stopnia.

Załoga naukowa składała się z siedmiu obserwatorów, podzielonych na pięć grup badawczych, dysponujących ogółem 400 kg przyrządów. Pomoc okazało im poza tym dwóch techników z załogi samolotu. Poszczególne grupy naukowe miały odrębne zadania, i tak:

  1. Grupa francuska z Instytutu Astrofizycznego w Paryżu wykonywała fotografie dolnych warstw korony słonecznej w promieniowaniu widzialnym.
  2. Grupa również francuska z Obserwatorium Astronomicznego w Meudon pod Paryżem prowadziła obserwacje w zakresie promieniowania podczerwonego o długości fal od 2 do 20 µm. Zadaniem jej było badanie obecności pyłu w koronie słonecznej.
  3. Grupa brytyjska z Queen Mary College w Londynie badała chromosferę w dalekiej podczerwieni w celu uzyskania danych o jej strukturze, temperaturze i gęstości. Brytyjczycy zamierzali początkowo zrealizować analogiczny lot na "swoim' prototypie samolotu Concorde (oznaczonym numerem 002), ostatecznie jednak przyłączyli się do Francuzów.
  4. Grupa brytyjska z Uniwersytetu w Aberdeen badała ziemską stratosferę i mezosferę w celu wyznaczenia zawartości w niej tlenu cząsteczkowego. Posługiwała się ona fotometrem mierzącym w dwóch zakresach bliskiej podczerwieni. Był on umieszczony w bocznym okienku.
  5. Grupa amerykańska z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego na Kitt Peak badała podczerwone promieniowanie Słońca w zakresie od 1,2 do 5 µm.

Pisząc o obserwacjach naukowych, nie można jednak nie wspomnieć, że w czasie lotu temperatura w kabinie wzrosła do 30°C, a temperatura okienek nawet do 100°C (samolot leciał z prędkością niemal równą pocisku karabinowego), co niewątpliwie wywarło niekorzystny wpływ na obserwacje w podczerwieni. Wpływ na obserwacje musiała też wywrzeć turbulencja powietrza przy kadłubie samolotu. Zmniejszyła ona zdolność rozdzielczą przyrządów obserwacyjnych o połowę.

Jakie w tych warunkach uzyskano wyniki naukowe — okaże się dopiero po opracowaniu zapisów fotograficznych i magnetycznych, co ma potrwać rok. Ale nawet w przypadku uzyskania wyników mało zadawalających ten pionierski eksperyment należy uznać za wydarzenie epokowe. W następnych tego rodzaju lotach będą już uwzględnione doświadczenia lotu pierwszego. Dodać jeszcze należy, że cały przebieg lotu i pracy załogi nawigacyjnej, a zwłaszcza obsady naukowej, zostały zarejestrowane na taśmie filmowej przez obecnego w kabinie samolotu operatora telewizji francuskiej. Film ten pozwoli niewątpliwie na wyciągnięcie szeregu odpowiednich wniosków, także o wartości naukowej. Zaćmieniowy lot samolotu Concorde 001 stanowił kolejny przykład zastosowania najnowszych zdobyczy techniki dla celów astronomii, a jednocześnie przykład nadzwyczaj oddanej i owocnej współpracy ludzi różnych profesji i różnych narodowości dla przeprowadzenia ciekawego i wartościowego przedsięwzięcia naukowego.

[ Sposoby obserwacji zaćmień Słońca | Zaćmienia | Astronomia ]

[ Strona główna | Informacje techniczne | Nowości | Mapa strony | PGP ]

Ostatnia aktualizacja: 24 lutego 2009


© 1999–2017 by Tomasz Lewicki

Dobra strona!

Creative Commons Spam Poison Valid XHTML Valid CSS2 Kubuntu PageRank