Звездные карты и виртуальный планетарий

Помимо профессиональных астрономов есть немало любителей, которые посвящают этому занятию свое свободное время. Чтобы начать исследование звездного неба, достаточно иметь под рукой обычную подзорную трубу или бинокль. Справедливости ради, следует отметить, что изучать звездное небо городскому жителю с каждым годом становится все сложнее. В водовороте будней трудно выделить свободное время для этого занятия, а само небо все чаще скрыто за пеленой городского смога, так что никакие созвездия определить нельзя, ни с подзорной трубой, ни, тем более, без нее. Но не стоит ставить крест на этом увлекательном занятии - посмотреть на звездное небо и изучить его можно, не выезжая за город и даже не имея телескопа. Запасаемся необходимым софтом, и вот мы уже в виртуальной обсерватории.

Stellarium 0.10.0

Разработчик: Фабиан Шеро и др.
Размер дистрибутива: 41 Мб
Распространение: бесплатно В любом крупном городе можно найти планетарий - научно-просветительное учреждение, в котором читаются популярные лекции по астрономии, космонавтике и разным наукам о Земле. На купол этого сооружения проецируется карта звездного неба, которая служит для демонстрации того, о чем говорится в лекции. В Москве первый планетарий был построен еще в 1929 году. Спустя почти столетие каждый желающий может побывать в планетарии, не выходя из дома. Программа Stellarium - это уникальная разработка, которая создана настоящим энтузиастом, любителем астрономии и программистом Фабианом Шеро. Следуя принципу "обучение должно быть бесплатным", виртуальный планетарий был задуман как свободная программа с открытым исходным кодом. Stellarium доступен как для Windows, так и для платформ GNU/Linux и Mac OS X. Разработка, которая получила название Stellarium, оказалась настолько удачной, что спустя некоторое время ее взяли на вооружение настоящие планетарии, в числе которых, например, знаменитый нижегородский планетарий, использующий данную программу для работы цифрового проектора. Используя технологии OpenGL и SDL, программа моделирует небосвод, обозначая на нем звезды, планеты, туманности и другие небесные тела. Карта звездного неба Stellarium дает возможность наблюдать за положением созвездий, а также за изменением картины звездного неба с течением времени. Этот интерактивный планетарий похож на компьютерную игру - с помощью мыши вы осматриваетесь в некотором виртуальном трехмерном пространстве, наблюдая за тем, как расположены в данный момент звезды и планеты. При помощи скроллинга можно приблизить любой фрагмент небосвода, чтобы рассмотреть его лучше. Работать с виртуальным планетарием очень просто, тем более что Stellarium позволяет в настройках выбрать русский язык (программа имеет многоязыковую поддержку и переведена на более чем 40 языков), так что имена небесных тел и прочие обозначения на карте выглядят привычным образом. Картина демонстрируемого программой звездного неба необычайно реалистична и точна. Так, например, для правильного определения положения созвездий программа учитывает географическую широту и долготу точки, в которой находится в данный момент наблюдатель. Stellarium уже содержит базу данных с точными координатами географических мест, из которых другие пользователи программы-планетария уже просматривали виртуальный небосвод. И, тем не менее, если названия вашего города в списке не обнаружится, его можно добавить вручную, указав координаты расположения и указав страну, в которой он находится. Программа может работать в полноэкранном режиме (который используется по умолчанию), а также в отдельном окне. Интерфейс области наблюдения настраивается по желанию пользователя - можно изменять изображение виртуальной местности, откуда производится наблюдение, отдельно устанавливать отображение туманностей, атмосферы, управлять яркостью объектов и т.д. Можно также визуализировать пролетающие метеориты, с указанием частоты их появления на небе. При щелчке мышью на любой звезде, планете или другом небесном теле программа мгновенно идентифицирует объект и в левом верхнем углу показывает детальную информацию о нем - параметры склонения и прямого восхождения, азимут, звездную величину объекта и др. Степень детализации картинки звездного небосвода можно приравнять к изображению, полученному с помощью очень сильного телескопа. В базе данных программы хранится свыше шестисот тысяч записей о различных телах, включая полный каталог туманностей, галактик и звездных скоплений Мессье, все планеты солнечной системы и их главные луны. Чтобы начинающему астроному было легче ориентироваться в таком многообразии небесных тел, в программе можно включить прорисовку линий, соединяющих отдельные звезды в созвездия. Кроме того, на эти созвездия можно наложить древнее представление карты звездного неба, на котором художественно представлены Геркулес, Змееносец, Волопас и др. Stellarium имеет встроенную функцию поиска небесных тел по имени. Чтобы ею воспользоваться, необходимо использовать сочетание клавиш , после чего начать набирать название разыскиваемого объекта. Вначале программа будет подбирать названия планет и звезд, которые начинаются с набранных букв. Эта подсказка в названии часто бывает очень кстати, ведь большинство звезд имеют сухие и незапоминающиеся названия, вроде NGC 5198. Когда же название разыскиваемого небесного тела будет набрано полностью, достаточно нажать клавишу ввода , и звездный планетарий повернется к зрителю таким образом, чтобы искомый объект был в центре экрана. Еще одна особенность Stellarium - возможность увидеть, как будут выглядеть звезды, если смотреть на них не с Земли, а с другого небесного тела, например, с Луны, Меркурия, Марса или с какой-нибудь другой планеты. Не исключено, что после долгого изучения программы и сравнения предлагаемой карты звездного неба с реальным положением звезд на ночном небе, у кого-то может сложиться впечатление, что Stellarium - это всего лишь бесполезная игрушка, забавная программа, не имеющая никакого практического предназначения. Это совсем не так, этот виртуальный планетарий может использоваться для научных целей. Доказательство тому - поддержка подключаемых модулей (плагинов), среди которых есть инструменты для астрономических исследований. Среди них есть, например, дополнительный модуль для измерения углового расстояния между двумя точками, плагин для визуального отображения отметок компасного азимута, модуль для формирования изображений, полученных через телескопы с разным строением окуляра, и т.д. Эти и другие дополнения можно скачать с официального сайта программы. Карта звездного неба моделируется максимально точно, с учетом текущего времени. Кроме этого Stellarium дает возможность увидеть положение созвездий в любое время суток, а также в любой день, месяц и год. Чтобы посмотреть перемещение созвездий по небосводу, ход часов в Stellarium можно искусственно ускорить.

Celestia 1.5.1

Разработчик: Celestia Development Team
Размер дистрибутива: 23 Мб
Распространение: бесплатно Еще один виртуальный планетарий - Celestia. Эта программа использует совершенно иной подход к визуализации небесных тел, нежели рассмотренная выше. Обычно под виртуальным планетарием подразумевают сферическую модель купола небосвода, которая содержит рисунок созвездий, наблюдаемых с поверхности Земли. Но что, если представить себе планетарий, в котором можно не только рассматривать созвездия, но и перемещаться в трехмерной модели космоса? Это возможно в Celestia. Этот планетарий моделирует трехмерную модель нашей Вселенной и дает возможность пользователю быстро перемещаться между любыми уголками космоса, даже самыми удаленными.

Путешествие в космическом пространстве (пусть и смоделированном на компьютере) - это довольно необычно и любопытно. Для того чтобы научиться ориентироваться в таком пространстве понадобится некоторое время - стоит выполнить небольшой "прыжок" к какому-нибудь светилу, и уже очень трудно найти "дорогу" назад. В этом случае создатели этого планетария рекомендуют использовать в качестве ориентира знакомые каждому человеку объекты - Землю, Солнце и прочие небесные тела.

Если в меню программы выбрать "Навигация > Перейти к объекту", то появится специальное окно для ввода параметров небесного тела. Достаточно их ввести и нажать кнопку "Перейти" - и виртуальная камера изменит свое положение таким образом, что в кадре будет выбранный объект. Даже если точные координаты планеты или звезды, к которой необходимо переместиться в виртуальном космосе, неизвестны - не беда, главное помнить точное название небесного тела. Достаточно набрать только имя планеты (или другого объекта - звезды, кометы и пр.), а ее координаты Celestia определит автоматически, сравнив со своей базой данных.

Путешествуя виртуально между небесными телами, можно использовать функцию закладок. При ее использовании программа может запомнить любое положение в космическом пространстве и впоследствии быстро переместиться в ту или иную точку трехмерной вселенной. Окно программы можно разделить на два независимых вида, вертикально или горизонтально. В одной половине можно оставить объект, за которым ведется наблюдение, во второй - следить за перемещением при путешествии между звездами.

Поскольку карта звездного неба является интерактивной, положение звезд зависит от выбранного времени. Чтобы проследить за траекторией движений планет и прочих объектов, можно понаблюдать за их перемещением, ускорив течение времени в программе. Можно также замедлить ход времени в программе или вообще остановить его, прекратив движение небесных тел. В программе имеется функция поиска подробной информации о выбранном объекте в Интернете. Если необходимо получить сведения о каком-нибудь небесном теле, нужно выделить этот объект и выбрать в контекстном меню команду "Информация". При этом программа пересылает на веб-страницу одного из астрономических порталов, где рассказывается о выбранной планете или звезде. Программа также умеет вычислять в заданном интервале времени солнечные и лунные затмения, которые могут наблюдаться на Земле. В Celestia можно выполнять захват экрана, благодаря чему все происходящее в окне программы может быть записано в видеофайл.

RedShift

Разработчик: Maris Technologies
Распространение: для загрузки требуется лицензия Продукт, сделанный разработчиками компании Maris Technologies, создатели отнесли к категории виртуальных планетариев, однако это весьма условно, ведь RedShift трудно отнести к какой-нибудь определенной категории астрономического софта. Эта программа - не только виртуальный планетарий, это не просто огромнейшая интерактивная карта звездного неба, включающая в себя знания о свыше двух миллионах различных комет, планет, астероидов, звезд и т.д. RedShift - это настоящая трехмерная энциклопедия космоса, которая вобрала в себя почти все, что человек смог узнать к этому моменту о вселенной.

Она включает в себя подробнейший атлас звездного неба, галерею фотографий наиболее значительных и интересных небесных объектов, а также задокументированные результаты астрономических наблюдений, и даже свою Книгу рекордов. В этом разделе виртуального планетария собраны статьи о самых впечатляющих астрономических объектах и явлениях, таких, как, например, информация о самой большой планете, данные о самой массивной черной дыре и т.д. RedShift предоставляет возможность совершить виртуальные экскурсии по галактикам, сопровождая происходящее на экране пояснениями и выводя полную информацию о показываемых пользователю объектах. Программа поддерживает работу с манипулятором (например, с джойстиком), с помощью которого можно изменять направление визирования и местоположение, а также управлять полётом в виртуальном трехмерном пространстве космоса. Программа содержит астрономический календарь, с помощью которого можно всегда узнать обо всех астрономических событиях, которые происходят в данный момент. RedShift способна выполнить расчет и показать визуализацию всех важнейших астрономических событий, как тех, которые имели место на протяжении многих тысячелетий, так и тех, что произойдут в будущем.

Несмотря на то, что создание проекта RedShift велось западными разработчиками, на данный момент существует русский вариант программы (правда, только для шестой версии, в то время как на английском языке уже доступна седьмая версия продукта). Большое количество статей озвучивается приятным закадровым голосом, так что работа с этой энциклопедией напоминает просмотр хорошей научно-познавательной передачи. Данные, которые предоставляет виртуальный планетарий RedShift, не устаревают - программа автоматически загружает из Интернета свежие базы комет, астероидов и космических аппаратов, поэтому карта звездного неба в RedShift содержит даже совсем недавно открытые небесные тела. Программа RedShift поддерживает работу с популярным сервисом Google Map (Карта Земли Google), благодаря которому в программе можно увидеть снимки высокого разрешения, полученные со спутника, и выбрать точку наблюдения.

Еще один онлайновый сервис, который использует Redshift - цифровой обзор неба (DSS). Для предоставления сервиса цифрового обзора неба используется мощный 2.5 метровый телескоп, расположенного в Апач-Пойнт (штат Нью-Мексико, США). Этот телескоп оборудован 120-мегапиксельной камерой, которая за один раз покрывает 1.5-градусный квадрат неба, что в восемь раз больше по размеру полной Луны. Данные, полученные с помощью этого устройства, помогают ученым в изучении различных небесных объектов - от астероидов и ближайших звезд, до крупномасштабной структуры Вселенной. RedShift - это очень продвинутая программа для изучения астрономии, которой, тем не менее, вполне могут пользоваться новички в этой области. В этом планетарии используется платформа ASCOM, которая обеспечивает совместимость внешних программ с большинством из известных марок телескопов. Благодаря этому программа может даже управлять телескопом, подключенным к компьютеру. Программу RedShift можно изучать бесконечно долго, читая статью за статьей, так, как это происходит, когда держишь в руках один из томов большой энциклопедии. В разделах виртуального планетария можно найти интересные рассказы о Вселенной, повествующие о поисках внеземной жизни в космосе, о строении звезд, об истории возникновения галактик и т.д. Эти и другие рассказы представлены в программе в форме познавательных видеороликов. Недостаток у RedShift, пожалуй, только один - программа не имеет триал-версии, и поэтому поработать с ней можно только после приобретения лицензии.

Заключение

Ничто так не привлекает внимание человека, как неизведанное и таинственное. Быть может, поэтому, устремив свой взор в ночное небо, можно долго смотреть на мерцающие светила, расположенные за миллионы световых лет от Земли. Наблюдать за положениями небесных тел в виртуальной реальности - это не менее интересное и захватывающее занятие, чем смотреть в глазок телескопа. Так что если вы еще не попробовали себя в роли звездочета, мы вам советуем это сделать - уверены, вы не пожалеете. Даже если астрономия не станет для вас постоянным хобби, вы с пользой проведете время, возобновив в памяти знания, приобретенные на уроках астрономии в школе.

- Обсудить материал в конференции