Kosmograafia referaat "Eestlasest leiutaja ja astro-optik Bernhard Schmidt´i elu ja tegevus (0)

Eesti Maaülikool
Eestlasest leiutaja ja astro- optik Bernhard Schmidt ´i elu ja tegevus
Referaat õppeaines „Kosmograafia“
Tartu 2013
SISUKORD
1. Elulugu
1. 1 Lapsepõlv ja tärkav huvi astronoomia vastu...................................................
1. 2 Töötamine optikuna Saksamaal Mittweidas.....................................................
1. 3 Töötamine Hamburg - Bergedorfi observatooriumis.......................................
1. 4 Elutee lõpp...........................................................................................................
2. Schmidt`i panus teleskoopide arengusse .............................................
2. 1 Schmidt´i kaamera ..............................................................................................
2. 2 Horisontaalteleskoop Uranostat.........................................................................
Kokkuvõte..................................................................................................
Kasutatud allikad......................................................................................
Lisad............................................................................................................
1. Elulugu
1. 1 Lapsepõlv ja tärkav huvi astronoomia vastu
Bernhard Voldemar Schmidt (Lisa 1) sündis 30. märtsil 1879. a Naissaarel . Tema isa Carl Constantin oli ametilt loots. Peres oli kokku viis last. 1889.aastal Bernhardi isa suri ja ema Maria Helene Christine jäi üksi nelja last kasvatama. Hiljem abiellus ta uuesti Bernhardi onu Fransiga, kes lastele kasuisaks sai.
Bernhardi vennapoja Erik Schmidti kirjapandud mälestuste kohaselt oli Bernhard omaette hoidev laps, kes armastas paljude asjade üle juurelda. Varajases nooruses hakkas avalduma ka tema leiduritalent, eriti optika ja astronoomia valdkonnas. Poisid uurisid tähti igal selgel ööl ja õppisid ära tähtkujud. Ükskord nägid nad lendtähte üle taeva sööstmas ning Bernhardil tekkis mõte proovida neid ise järele teha. Nad hakkasid hõõguvat sütt läbi mantelkorstna loopima. Isetehtud lendtähtede lennutamine lõppes aga suure tulekahjuga, sest majal oli õlgkatus.
Varsti nähti teda kirvega jääst läätse tahumas. Nii ei saanud aga lääts siledaks ning Bernhard proovis teise meetodi abil soovitud tulemuseni jõuda- ta valas vee kaussi ja lasi sel külmuda. Sel viisil sai ta läätse, mille läbimõõt oli umbes 90 cm. Kui ta õhtul läätse taha laterna asetas, valgustas võimas kiirtevihk eemalasuva lehmalauda seina. Kuigi järgmiseks õhtuks oli jääst lääts kaotanud oma läbipaistvuse, oli alus Schmidti läätse loomisele juba pandud.
Kasutades juhendina saksakeelset raamatut, valmistas Bernhard fotoaparaadi. Esimese õnnestunud foto tegi ta Naissaare Püha Maria kabelist.
Bernhardil oli ka poistele omane huvi pürotehnika vastu. Ta tahtis teha kaluritele abivahendit sildumisotsa maale viimiseks. Katsetused püssirohuga lõppesid aga õnnetult. Plahvatuse tagajärjel jäi poiss ilma oma parema käe labast.
1. 2 Töötamine optikuna Saksamaal Mittweidas
Iseseisvat elu alustas Bernhard Tallinnas 1895. aastal. Sellest ajast on teada vaid seda, et 1899. aastast oli ta joonestajaks Volta tehases. 1901. a kolis ta elama Saksamaale Mittweidasse, kus astus ka tehnikumi. Kooli kõrvalt hakkas ta läätsi lihvima. Tema optiku meisterlikkus aina kasvas, 1903. a saadab ta kirja Potsdami observatooriumile, pakkudes neile võimalust, et ta lihvib neile 500 mm peegli või läätse hea valgusjõuga. Observatooriumi direktor võtab pakkumise vastu, kuid peab Schmidti peeglit liiga raskeks, mille peale Schmidt valmistab palju kergema peegli sama aasta augustis. Järgmise aasta märtsis saab ta vastuse, et peegel läbis katsetused edukalt, kuid siiski tahetakse veelgi suurema valgusjõuga peeglit. Augustis teatab Schmidt, et 400 mm paraboolpeegel on valmis ning selle saab Potsdami observatoorium endale 1300 marga eest. Peegliga tehakse proovivaatlused ning jäädakse igati rahule.
Kuni Esimese Maailmasõja alguseni elas Schmidt väga hästi, sest optika tellimusi tuli palju. Sageli töötas ta ööd ja päevad läbi. Tal oli ka paar abilist tööle võetud – kohalikud lukksepad. Nende mälestustest selgub, et Schmidt tundis endiselt huvi astronoomia vastu, sest ta oli oma töökoha katusele sisse seadnud observatooriumi (Lisa 2). Seal oli kaks instrumenti – paraboolne peegel, mille moodustas kiirel pöörlemisel umbes liiter elavhõbedat ja üks isetehtud teleskoop, mis toodi katusele vaid vaatluste ajaks. Ka annavad nende meeste mälestused üksikasjalise pildi peeglite ja läätsede lihvimisest Schmidti töökojas. See kõik toimus erakordselt lihtsate vahenditega ja lõppviimistluse tegi meister ise käsitsi, kuna tema väite kohaselt ei suutnud ükski instrument määrata aega, millal lihvimine lõpetada. Aga tema ainuke käsi ütleb selle aja ära eksimatult.
Samasse ajajärku kuulub ka kokkupõrge Steinheili firmaga Münchenis. Nimelt oli see firma valmistanud kaks peeglit Potsdami observatooriumile – 500 ja 800 mm diameetriga. Observatooriumi direktor Schwarzschild polnud nende kvaliteediga rahul ja kuna ta teadis Schmidti tööde kvaliteeti, siis otsustas ta lasta Schmidtil need ümber lihvida. Algas suur sõda, sest Steinheil ei tahtnud lasta head tellimust käest ja pealegi oleks ta firma maine hävinenud. Sõja käigus toodi välja isegi Preisimaa haridusministeerium ja selle tulemusena sai Schmidt tellimuse vaid 500 mm peegli ümberlihvimiseks.
Esimese Maailmasõja puhkedes arreteeritakse Scmidt koos teiste Mittweida eestlastega ja paigutatakse Waldheimi vanglasse, kust ta hiljem saadetakse Sachsenburgi laagrisse . 1915.aastal pääseb ta tagasi Mittweidasse. 1923.aastal külastab pankrotistunud Schmidt Eestit, et kodumaal õnne proovida, kuid alles sõjast välja rabelenud Eestil pole talle midagi pakkuda ning Schmidt otsustab Saksamaale tagasi pöörduda.
1. 3 Töötamine Hamburg- Bergedorfi observatooriumis
1925.aastal kirjutab Schmidt Hamburg-Bergedorfi observatooriumi direktorile kirja palvega leida talle observatooriumi juures tööd. Direktor vastab, et ajad on rasked ja tal pole rahalisi vahendeid Schmidti palkamiseks. Lõpuks ta siiski nõustub pakkuma talle tasuta eluaset observatooriumis ja hiljem ka tööd.
1929. aasta septembris külastab ta viimast korda oma lapsepõlvekodu Naissaarel, et matta oma ema Maria.
Tagasi Bergedorfis alustab ta oma viimast tööd, mis kirjutab Benhard Schmidti nime igavesti astronoomia ajalukku – nimelt töötab ta välja koomavaba peegli, mis polnud mitte paraboloid nagu tavaliselt, vaid sfääriline peegel.
1. 4 Elutee lõpp
Teade Schmidt`i leiutatud teleskoobist levib astronoomide hulgas kiiresti ning peagi vaatavad taevast mitmed seda tüüpi teleskoobid . Kuid kuulsa optilise süsteemi autor ise on jõudnud oma elutee lõppu. 1. detsembril 1935. aastal sureb Bernhard Voldemar Schmidt Hamburgi hospidalis raske haiguse tulemusena. Ta on maetud Hamburg-Bergedorfi observatooriumi lähedale ning tema hauakivil on sõnad, mis teda kõige paremini iseloomustavad: Per aspera ad astra ( lad k "Läbi raskuste tähtede poole").
2. Schmidt`i panus teleskoopide arengusse
2. 1 Schmidt´i kaamera
Tema suurim panus teleskoobiehitusse on 1930. a leiutatud suure vaateväljaga koomavaba (ilma kujutise radiaalse venituseta) teleskoobisüsteem ehk Schmidti kaamera (Lisa 3). Eelmise sajandi algupoolel tõusis päevakorda uue ülevaate saamine kogu taevast selle pildistamise teel ning atlaste koostamine. Tolle aja parimad teleskoobid olid küll head üksikobjektide uurimiseks oma suure lahutusvõime poolest, kuid väga väikese kasutatava vaatlusnurgaga. Väikese vaateväljaga teleskoopide abil ei jõuaks iialgi kogu taevalaotust ära pildistada. Selleks oli vaja suure vaateväljaga teleskoopi, kuid geomeetrilise optika seadustest tulenevalt moonduvad pöördparaboloidikujulise peapeegli vaatevälja tsentrist kaugemal asetsevad objektid väljavenitatuteks. Seda nähtust nimetatakse koomaks. Schmidt mõtles välja, kuidas eemaldada selline sfääriline aberratsioon. Selle saavutas ta erilise kujuga korrektsioonplaadi asetamisega teleskoobi peapeegli ette. See kujutas endast õige vähe tasapinnalisest erinevat klaasplaati, mille keskosa oli veidi kumerläätse-, seda ümbritsev osa aga veidi nõgusläätsekujuline. Selle saavutamiseks leidis ta teravmeelse lahenduse. Ta paigutas tasaplaadist tooriku anumale, millest seejärel pumbati õhk välja. Tekkinud vaakumi survel paindus plaat keskmises osas kergelt allapoole, lihvimisega tekitati plaadi servadesse vajaminev nõgusus. Alles tänapäeval on jõutud teoreetikute poolt välja arvutada ka kogu korrektsioonplaadi pinda kirjeldavad võrrandid. Kuulsa Mount Palomari observatooriumisse (Lisa 4) USA-s seati selle 5 m hiiglase kõrvale 1949. a üles ka 125 cm diameetriga ja Schmidti kaameraga teleskoop, mida astronoomid kutsusid ka Big Schmidtiks (Lisa 5) ja mille abil 1954. a pildistati kogu nähtav tähistaevas, hiljem Austraalias ka lõunataevas. Atlase moodustavad ligi 2000 fotot a 6,6∞x 6,6∞, millel on jäädvustatud kuni 1,5 miljardit silmaga nähtavatest nõrgemat tähte. Schmidti teleskoobid sobivad hästi ka komeetide ja Maa tehiskaaslaste jälgimiseks. Samuti on nad osutunud efektiivseteks kaugseires ja Maa pildistamisel tehiskaaslastelt. Tänapäeval kuulub Schmidti kaamera peaaegu iga nüüdisaegse observatooriumi standardvarustuse hulka. Et Schmidti ei huvitanud maine kuulsus ega reklaam , siis ei võtnud ta oma leiutisele isegi patenti. Tähelepanuväärseimad Schmidti teleskoobid on LAMOST (Lisa 6) Hiinas (hetkel suurim maailmas) ja NASA kosmosesond Kepler (Lisa 7), mis startis 6. märtsil 2009 ülesandega otsida elamiskõlblikke planeete.
2. 2 Horisontaalteleskoop Uranostat
Horisontaalteleskoobi (Lisa 8) oli Schmidt amatöörastronoomina enesele ehitanud. See sarnanes suurte Päikese uurimise instrumentidega Mount Wilsonil. Objektiiviks oleva peegli läbimõõt oli 31 cm ja fookusekaugus 30 m. Ts lostaadil oli üksainus tasapeegel, mida vedas teravmeelse konstruktsiooniga hüdrauliline kellamehhanism. Lühema aja jaoks oli järelvedu nii peen, et Jupiteri kuule asetatud okulaari niitrist mitme minuti kestel jaotas selle kuu täpselt neljaks võrdseks kvadrandiks. Horisontaalpeegli abil tegi Schmidt suure kollektsiooni eeskujulikke Päikese, Kuu ja planeetide ülesvõtteid, mis näitavad mitte ainult instrumendi kõrget kvaliteeti, vaid ka Schmidti suurt vaatlemisoskust, püsivust ja atmosfääritingimuste head tundmist.
Kokkuvõte
Bernhard Schmidt`i võib pidada maailmas kõige tuntumaks Eestist pärit leiduriks. Kuna ta kandis saksapärast perekonnanime ja töötas põhilise osa oma elust Saksamaal, peeti teda teadusmaailmas pikka aega sakslaseks. Ent Bernhard Schmidt kõneles kodus eesti keelt ja säilitas surmani Eesti kodakondsuse. Ehkki tal ei olnud paremat käelaba, lihvis teleskoobiläätsi ja -peegleid. Tema 1930 leiutatud teleskoobisüsteem -Schmidti kaamera - põhjustas optilises astronoomias murrangu. Schmidt ei pannud oma leiutist kaitse alla. Ta piirdus ainult sellega, et hoidis saladuses korrektsiooniplaadi valmistamise meetodi. Pärast tema surma tegi Bergedorfi observatooriumi prof. Schorr Schmidti meetodi koos mõningate tema joonistega üldsusele teatavaks. Leiduri saatuse tragöödia peitub selles, et Bernhard Schmidt ei elanud nii kaua, et näha oma teleskoobi imetlemisväärset levimist üle kogu maailma pärast 1936. aastat, kui Schorr oli avaldanud korrektsiooniplaadi valmistamise saladuse. Schmidt on seotud ka paljude teiste leiutistega, nt leiutas ta paindliku optilise süsteemi, mis arstideaduses kannab gastroskoobi nime. Schmidti nime kannab väikeplaneet nr. 1743 ning tema elukäigust on inspireeritud Jaan Krossi romaan "Vastutuulelaev" (1987).
Kasutatud allikad

Bernhard Schmidt- Eestist pä http://www.aai.ee/muuseum/Kalender/HTML/index.html?bernhardschmeestits.ht m

Galileist Schmidtini Aprill 04 / Ülo Vaher http://www.tehnikamaailm.ee/est/tech/2005/04/?headerID=311

The irish astronomical yournal december 1955 no. 8 http://articles.adsabs.harvard.edu/full/seri/IrAJ./0003//0000237.000.html
Pildid
http://www.friedensblitz.de/sterne/schmidt/Schmidt1.html
http://pilt.delfi.ee/album/157019/?view=blog&page=199
http://www.aai.ee/muuseum/Kalender/HTML/index.html?bernhardschmeestits.ht m
http://en.wikipedia.org/wiki/LAMOST
http://www.astropics.com/Palomar-Observatory-Milky-Way-Photograph.html
Lisa 1. Bernhard Voldemar Schmidt´i portree
Lisa 2. Schmidt` i observatoorium Mittweidas
Lisa 3. Originaal Schmidt`i kaamera (1932), peegli läbimõõt 44 cm
Lisa 4. Palomar´ i Observatoorium (San Diego , California) ja Linnutee
Foto: Wally Pacholka
Lisa 5. Schmidti süsteemi teleskoop Big Schmidt Mount Palomari observatooriumis. Peegli läbimõõt on 1.5 m, korrektsiooniplaadi läbimõõt 1.22 m
Lisa 6. Teleskoop LAMOST Hiinas
Lisa 7. NASA kosmosesond Kepler
Lisa 8. Schmidt`i horisontaalteleskoop