Об истоках российской астрономической фотографии

Вечером 31 января 2018 года над большей частью территории России наблюдалось полное лунное затмение. Уже привычно социальные сети заполнились фотографиями «кровавой луны». Вспомним, однако, что и привычное имеет свое начало.

Впервые в российской истории фотографии лунного затмения были сделаны в 1844 году профессором Казанского университета Эрнестом Августовичем Кнорром. Согласно исследованию Ольги Дмитриевны Докучаевой (ГАИШ МГУ) [1], это были первые опыты астрономической фотографии в России. Следующие известные отечественные фотографии небесного светила — Солнца — получены на два десятка лет позже в Пулковской и Вильнюсской обсерваториях Матвеем Матвеевичем Гусевым (выпускником Казанского университета, именем которого назван исследованный марсоходом Spirit кратер, первым астрофизиком России).

Эрнст Кнорр родился в 1805 году в городе Герцберге в Саксонии. В 1828 году окончил Берлинский университет, а в 1830-м защитил там же докторскую диссертацию. В 1832 году он переехал в Россию, став по рекомендации Александра фон Гумбольдта на должности ординарного профессора (то есть заведующего кафедрой) теоретической и опытной физики Казанского университета преемником Николая Ивановича Лобачевского и его другом. Наиболее широко известны проведенные Кнорром исследования климата Поволжья. В 1840 году он был командирован за границу с целью приобретения физических приборов для университета. В ходе этой поездки Кнорр встретился с директором Берлинской обсерватории Иоганном Францем Энке, математиком Карлом Фридрихом Гауссом, физиками Иоганном Христианом Поггендорфом и Вильгельмом Эдуардом Вебером. Гауссу Кнорр передал геометрические работы Лобачевского, которые возбудили в великом математике такой интерес, что он начал изучать русский язык. В 1842 году Кнорр совместно с Лобачевским участвовал в экспедиции в Пензу для наблюдения полного солнечного затмения. В 1846 году он покинул Казань, чтобы возглавить кафедру физики и физической географии Киевского университета [2–5].

В майском номере немецкого журнала Annalen der Physik und Chemie («Летописи физики и химии») за 1845 год вышла написанная в Казани в декабре 1844 года статья Кнорра «Practische Bemerkungen zur Daguerreotypie» («Практические замечания о дагерротипии») [6]. Отметим, что шестьдесят лет спустя в этом же журнале Альберт Эйнштейн впервые опубликовал свою теорию относительности.

Дагерротипия стала первым широкодоступным фотографическим процессом. Она требовала применения ряда ядовитых веществ. Светочувствительный слой создавался с помощью хлора, брома или йода, а для проявления изображение было необходимо обработать ртутью. Не избежал отравления во время своих опытов и Кнорр, неосторожно вдохнув пары брома. Химическая сторона исследования описана в статье очень подробно.

«Йодирующий аппарат дал особый пример некоторых обстоятельств, с которыми иногда сталкивается фотограф, — узнаём мы из статьи. — А именно, в физическом кабинете университета поселился небольшой вид муравьев, который, как говорят, был завезен сюда 10-12 лет назад с сахаром и быстро распространился по большей части города, 8 лет назад эти назойливые гости были мне совершенно неизвестны. Эти насекомые, кажется, постоянно посылают своих разведчиков во все стороны, чтобы через несколько минут они нашли всё, что может служить им для еды, и когда они проникают сквозь самые узкие щели, только те вещи в безопасности от них, которые хранятся в запечатанных воздухонепроницаемых емкостях; они очень любят бромную воду и йод, но только последний смертелен для них, а серного эфира они избегают. В течение нескольких дней оказалось, что все фотографии, которые я получил, были покрыты легкой своеобразной блестящей вуалью, которая не хотела удаляться никакой обработкой, и наконец выяснилось, что причина этого явления может быть обнаружена только в йодирующем аппарате. Когда я внимательнее осмотрел этот аппарат и достал хлопковую вкладку, на дне ящика нашлось много муравьев, но только головы и конечности, все остальные части были уничтожены. Я проветрил йодный ящик в течение нескольких часов и в первый раз использовал йод с серным эфиром; с тех пор муравьи не трогали йодный ящик, и он всегда хорошо работал.»

Гораздо более кратко сказано об оптике. Для фотографирования Луны Кнорр применял двойной объектив Пецваля, изготовленный на фабрике Жан-Батиста Солея в Париже, а также простой однокомпонентный объектив. Изображения следа Луны, полученные с объективом Пецваля, имели ширину 2 мм и резко очерченные края, а с однокомпонентным объективом — ширину 5 мм, но были слишком неопределенно ограничены. Отсюда мы можем оценить фокусные расстояния объективов примерно в 200 и 500 мм соответственно.

«Воспользовавшись ясным небом, я дагерротипировал полное лунное затмение 20 мая (1 июня по новому стилю) 1844 года с его начала до наступления полного затмения; изображение следа Луны напоминает здесь немного изогнутый бивень слона, здесь также видна темная полоса, и не только видно отчетливо, как ширина Луны постепенно уменьшалась, но также на всём изображении становится отчетливо заметным постепенное ослабевание действия света, так что наконец только очень маленькое тусклое острие можно различить с трудом», — пишет Кнорр. Указанная часть затмения, по данным NASA, длилась в Казани с 00:26 до 01:29 по местному времени, то есть выдержка превысила один час.

Как видно, современные владельцы цифровых фотоаппаратов не сталкиваются и с малой частью препятствий, которые пришлось преодолеть фотографам-первопроходцам.

Владимир Усанин,
канд. физ.-мат. наук, ассистент кафедры астрономии и космической геодезии Казанского федерального университета