Tõravere Observatoorium (0)

Audru Keskkool
Tõravere Observatoorium
Uurimistöö
Juhendaja : õp. Tiiu Rätsep
Klass: 11
Koostaja : Rainis Mets
Audru 2012
SISUKORD
Table of Contents

SISSEJUHATUS

Antud uurimistöö teemaks valisin Tõravere Observatooriumi. Teema valisin sellepärast, et minu jaoks tundus see kõige huvitavam. Mulle on alati meeldinud kosmoloogia ja kõik sellega seonduv . Tõravere Observatoorium sobis selleks kõige paremini, sest antud hoones on juba aastakümneid uuritud kosmost,mis mindki paelub. Huvitav on ka veel see, et algusaastatel töötas seal väga palju kuulsaid inimesi.
Töö eesmärgiks on anda lugejale ülevaade Tõravere Observatooriumi ajaloost, tuntumatest teadlastest ning uurimissuunadest. Töö jaguneb kolmeks peatükiks. Esimene peatükk räägib hoone ajaloost ja rajamisest. Teine peatükk räägib teadlastest ja uurimissuunadest. Kolmas peatükk räägib Tõravere kõige suuremast teleskoobist ning lisaks sellele võrdlen teda maailma suuremate teleskoopidega.
Töö kirjutamisel oli kõige suuremaks probleemiks materjalide otsimine. Materjale sain Kalju Eerme ja Jaan Einasto jutustustest ja raamatust ning internetist. Lisaks sellele tegin intervjuu Jaan Einastoga ja Tiina Liimetsaga.

1. AJALUGU

1.1. Algusaastad

Kalju Eerme jutustab:
„Observatooriume hakati linnadest välja viima alates ajast, mil järjest enam hakati tänavaid valgustama. Ka Tartu Tähetorni linnast välja kolimise mõte liikus juba esimesel Eesti ajal, enne Teist maailmasõda. 1950. aastate alguses tuldi selle mõtte juurde tagasi. Nüüd olenes iga ettevõtmise edu Moskva suhtumisest. Märkimisväärne ja tuleviku suhtes oluline üritus oli Tartus peetud Astroveti väljasõiduistung 1953. aastal. Ühtlasi peeti väike teaduskonverents ja sellel näitas hilisem Eesti Teaduste Akadeemia korrespondentliige Grigori Kuzmin Moskva teadlastele, eriti professor Pavel Parenagole, et provintsis võivad ka tublid teadlased kasvada.
Kuna observatooriumist jäi külalistele hea mulje, siis kulgesid ka rahastamise asjad soodsalt ja kohapeal sai järgmiseks ülesandeks uue observatooriumi asukoha valimine. Selleks sõitsid juba meie hulgast lahkunud ja mõned veel elavad ( akadeemik Jaan Einasto) astronoomid jalgratastel ja muude liiklusvahendite abiga läbi Tartu ümbruse potentsiaalselt sobivad paigad . Observatooriumi asukohaks sobib kõige paremini lage piisavalt suur küngas, kus nähtavus pole piiratud. Tõravere kasuks rääkis ka hea bussi -ja rongiühendus Tartuga. Järgnes projekteerimine ja 1958. aastal läks ehitamiseks. Esmalt valmis Valdur Tiidu juhitava aparaadiehituse sektori hoone. Hiljem tunti seda Teaduste Akadeemia Spetsiaalse Konstrueerimisbüroo Tartu osakonna konstruktorite majana. Praegu tegutseb hoones trükikoda. Samuti said peatselt valmis kaks kolmekorruselist elumaja . Nendesse seati sisse astronoomide ja geodeetide ajutised tööruumid ja osa astronoome kolis ka Tõraverre elama. 1961. aastast hakkasid Tõraveres toimuma astronoomia seminarid , millest ka tolleaegsed tudengid innukalt osa võtsid ja said seal oma kursuse ja diplomitööde tulemustega ka esineda. Valdav enamus töötajaid olid veel noored ja entusiastlikud . Peahoone valmimisega läks veidi rohkem aega. Katuse alla sai ta üsna kiiresti ja juba 1962. aasta suvel toimus seal üleliiduline astronoomia suvekool. Selle esinejate hulgas oli Tõravere kosmoloogide hilisem kauaaegne koostööpartner akadeemik Jakov Zeldovitš, USAst Nõukogude Liitu üle tulnud itaalia päritolu Bruno Pontecorvo, tulevane akadeemik Roald Zagdejev ja mitmed Nõukogude Sotsialistliku Vabariigi Liidu juhtivad astronoomia ja füüsikaprofessorid. Hakkas toimuma läbimurre Nõukogude Sotsialistliku Vabariigi Liidu teaduse süsteemi. Kaugemale sel ajal eriti ei saanudki. Suvekooli ajal ei olnud peahoonel veel põrandaid ja ehitus oli pooleli . 1963. aastal hakati sinna tasapisi sisse kolima. Meenub, et kevadel sain oma diplomitöö tulemustest rääkida just peahoones toimunud seminaril .
Järgmisel, 1964. aastal toimus pidulik peahoone ja kogu esimese ehitusjärgu pidulik avamine .
Foto 1. Tõravere Observatooriumi peahoone. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://nvv.ee/index.php?page=vabal&id=3
Kohal oli tollane Rahvusvahelise Astronoomialiidu president Armeenia Teaduste Akadeemia president ja Nõukogude Sotsialistliku Vabariikliku Liidu Teaduste Akadeemia akadeemik Viktor Ambartsumjan. Väliskülalisi peale Ida-Saksamaa Zeissi firma optiku Manfred Steinbachi ei olnud. Kutsutud oli ka Tartus tegutsenud kõige kuulsama astronoomi Struve lapselapselapselaps. See vanadaam esines oma loodud asjakohase luuletusega . Observatooriumi avamine 1964. aastal toimus täpselt 150 aastat hiljem praeguse Tartu Tähetorni avamisest. Ehituse esimese järguga anti ekspluatatsiooni kahest koos töötavast viiekümne sentimeetrise peegliläbimõõduga teleskoobist koosnev kaksikteleskoop ja mõned väiksemad teleskoobid . Nende hulgas oli kahekümne sentimeetrise peegliläbimõõduga Maksutovi süsteemi teleskoop , mis saadi 1959. või 1960. aastal ja mida korduvalt kasutati ekspeditsioonidel. Valmimas oli maailma suurima kuue meetrise läbimõõduga peegliga teleskoop ja sellele otsiti sobiva ilmastikuga asukohta. Üleliidulise Astronoomia ja Geodeesiaühingu toetusel organiseeriti sobivaks peetud kohtadesse ekspeditsioone. Nendel osalesid astronoomia tudengid. Tartu ekspeditsioon paiknes Taga- Kaukaasias kunagise tuntud suusakeskuse Bakuriani lähistel ja enne seda Stalini sünnikoha Gori lähistel. Tegime seal regulaarselt tähtede kujutise kvaliteedi vaatlusi . Hiljem on seda teleskoopi rakendatud Kesk- Aasias Tartu Observatooriumile võimaliku lõunabaasi otsingutel. Segastel üleminekuaegadel lõppes asi nii, et see teleskoop jäigi Usbekistani.
Järk-järgult sai töö Tõraveres hoo sisse. Töötasid stellaarastronoomia sektor ja kasvas ning valmistus sellest eraldumiseks astrofüüsika sektor. Tõraverre kolis ka atmosfäärifüüsika sektor hilisema akadeemiku Juhan Rossi juhtimisel. See kasvas välja kunagisest Tartu Ülikooli Meteoroloogiaobservatooriumist ja keskendus sel ajal päikesekiirguse mõõtmistele ja päikesekiirguse levi uurimisele taimkattes, põllukultuurides ja metsas. Sektori tegevuse baasiks olev aktinomeetriajaam kolis Tartu linna servast praeguse Lõunakeskuse asukohast 1965. aastal samuti Tõraverre. Senini on see üks Euroopa pikima vaatlusreaga ja kvaliteetsemate andmetega vaatlusjaamadest. Kuna sektori temaatika arenes edasi, siis anti jaam praeguse Eesti Meteroloogia ja Hüdroloogia Instituudi hoole alla, kuid säilis töö teaduslik juhendamine. Aparaadiehituse sektor APES hakkas valmistuma astronoomia viimiseks kosmosesse. Eesmärgiks oli teha tähtede vaatlusi nendes spektripiirkondades, milles kiirgus maapealsete teleskoopideni ei jõua. Nende piirkondade jaoks polnud siis ka kiirgusvastuvõtjaid. Viimaseid hakatigi välja töötama ja nende omadusi uurima. Peamine projekt oli sel ajal Zjablik (eesti keeles Metsvint ). Projekti realiseeriti koos Krimmi Observatooriumiga ja Moskva ülikooli ŠŠ-nimelise observatooriumiga. Orbiidile saatmine sai teoks aprillis 1968. aastal. Need tööd toimusid niinimetatud musta ukse taga, ruumides kuhu tavalistel töötajatel sissepääsu polnud. Projekt realiseerus satelliidina Kosmos-215, mida vahel peetakse esimeseks kosmoses paiknenud astronoomiaobservatooriumiks.
Mindki värvati selle projekti andmetöötlusse, kuigi olin aspirantuuris (vastab ligilähedaselt praegusele doktorantuurile) juba poolteist aastat tegelenud tähtede vaatlustega kaksikteleskoobi abil. Pärast ülikooli ja enne aspirantuuri olin kolm aastat töötanud Tartu Ülikooli niinimetatud Lunoidijaamas. Tegin seal satelliitide positsioonide määramist tähtede suhtes. Ühtlasi kavandas Charles Villmann sel ajal kosmosest helkivate ööpilvede uurimist ja värbas mind ka sellesse töösse. Maapealsete vaatluste osas oli kesksel kohal Põhjamaades senini suurima peegliläbimõõduga pooleteist meetrise teleskoobi valmimise taganttõukamine ja sellele spektromeetri muretsemine. Mõlemate ehitamine käis Leningradi Optika - Mehaanika tehases. Telekoop valmis observatooriumi ehituse teise järgu raames. Peale teleskoobi torni (1975) valmis Tõraveres 1974. aastal niinimetatud kombinaathoone. Alumisel korrusel paiknes majandusosakond ja ülemistel olid korterid. Kõige ülemine, kuues korrus, tegutses võõrastemajana. Hoone külge olid ehitatud kauplus ja söökla. Samuti kinosaal. Pärast iseseisvumist töötasid sööklas ja kinosaali ruumides mitmed ettevõtted, neist kõige kauem peamiselt meditsiiniasutuste mööblit valmistav firma Retent. Praegu asub see Nõo alevikus .
Enne Eesti iseseisvumist oli nimekirjas üle kahesaja kümne töötaja, kellest teadlased ei moodustanud pooltki. Väga palju oli mitmesuguseid tugiüksusi. 1990. aastate alguses toimus tõsine koosseisu vähenemine. Alles jäi veidi alla kuuekümne ametikoha. Paljud nooremad teadurid leidsid mujal avaramad tegutsemisvõimalused. Mõned: Liia Hänni, Uku Hänni, Kalle Jürgenson, läksid koguni poliitikasse. Allesjäänutel süvenesid ja mõnel juhul ka tekkisid tihedamad sidemed kolleegidega Euroopas ja mujal maailmas. Esialgu oli noori inimesi väga vähe ja vanu liiga palju. Peaaegu puudusid kõige paremas tööeas inimesed, kes olid läinud parematele jahimaadele. Praeguseks on toimumas koosseisu tõhus noorenemine.“ (21)
Foto 2. Tõravere Observatooriumi avamine. Autor teadmata, koht Tõravere Observatoorium, aeg 1964, Allikas http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/1_20.html
Foto 3. Pildil Jaan ja Liia Einasto. Foto J. Einasto isiklikust kogust, koht teadmata, aeg 1953. Allikas http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/1_20.html

1.2. Rajamise eesmärk

1951. aastal tuli instituuti noor ja energiline mees Juhan Ross , kes asus geofüüsikaobservatooriumi tööd reformima. Põhiprobleemiks sai aktinomeetria. Et uus arhiiviülem Veisner nõudis ruumide vabastamist, siis viidi aktinomeetriajaam Tartu linna piiridest välja Ränile Ropka valda, kus „Kalevi“ kolhoosilt saadi 1,2 hektarit maad ja osteti talumaja . Instituudi tegevuse uue suuna lõplik vormistamine toimus üheksandal oktoobril 1952. aastal. Seda nime kanti kuni kolmanda oktoobrini 1973. aastal, mil toimus uus reorganiseerimine ja instituut sai praeguse, seega siis kolmanda nime- Astrofüüsika ja Atmosfäärifüüsika Instituut. Uue direktori põhimureks sai instituudi perspektiivplaani koostamine. See valmis lõplikult 1953. aastaks ja selle tähtsaim osa nägi ette astronoomiaobservatooriumi põhjalikku laiendamist viieteistkümne aasta vältel. Töö oli kavandatud kolmes etapis .
Foto 4. Pildil Juhan Ross. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://et.wikipedia.org/wiki/Juhan_Ross
Esimeseks etapiks oli vaja muretseda laboratoorsed mõõteriistad, plink - komparaator, kellad , kronomeetrid ja leida uus asukoht. Etapp pidi lõppema 1954. aastal.
Teiseks etapiks oli vaja muretseda Maksutovi kaamera ja objektiivprismaa ning ehitada paviljon, alustada uue observatooriumi peahoone väljaehitamist väljaspool linna. See pidi tingimata sisaldama torni reflaktori jaoks, elumaju observatooriumi peahoone lähedal, laboratoorseid seadmeid ja nii edasi. Etapp pidi lõppema 1958. aasta lõpuks.
Kolmandaks etapiks oli vaja observatooriumi peahoone lõpetada, ehitada vaatluspaviljonid Zeissi reflaktorile ja Petzvali astrograafile ja teistele riistadele, soetada reflaktor (40 sentimeetrit ) ja monteerida see peahoone torni. Veel tuli vana tähetorn Tartus muuta muuseumiks ja õppeobservatooriumiks, kus populariseeritakse astronoomiat. Projekti üldmaksumuseks oli kuni 10,57 miljonit rublat.
Foto 5. Tartu Tähetorn. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.ut.ee/1001751
Geofüüsikaobservatooriumi põhiliseks ülesandeks oli Eesti Nõukogude Sotsialistliku Vabariigi kliima uurimine peamiselt mikroklimaatilisest seisukohast . Uue plaani kohaselt tuli sellele lisada veel aktinomeetria- ja agrokliima küsimused ning teoreetilised uurimistööd meteroloogia ja aktinomeetria valdkonnas. Geofüüsikaobservatooriumi väljaarendamise esimeseks etapiks oli vaja asendada vana instrumentaarium uuega, saavutada teise järgu jaama staatus ja projekteerida observatooriumi uus hoone. Esimene etapp tuli lõpetada 1955. aastal.
Teiseks etapiks tuli ehitada observatooriumi uus hoone praegusele aktinomeetriajaama vaatlusplatsile. Teine etapp tuli lõpetada 1958. aastal. Üldmaksumuseks oli 5,471 miljonit rubla . (1)

1.3. Kes rajamisega tegelesid

Tõravere Observatooriumi rajamisega tegelesid väga paljud inimesed. Kõige esimene, kes pani üldse aluse Tõravere Observatooriumi rajamisele oli Aksel Kipper, kes saatis kogemuste omandamiseks Grigori Kuzmini ja Harald Kerese Nõukogude Liidu teistesse observatooriumitesse vaatama, et kuidas seal on talitatud. Veel on oma panuse andnud A.Breedet, E. Kaske, R. Laigot, Jaan Einasto ja Liia Einasto.
Foto 6. Pildil Taavet Rootsmäe. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Foto 7. Pildil Ernst Öpik. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Foto 8. Pildil T. Rootsmäe, V. Riives, V. Ambartsumjan ja A. Kipper. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m

Intervjuu Jaan Einastoga
Foto 9. Pildil Jaan Einasto. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.akadeemia.ee/et/liikmeskond/_liikmed/einasto/
1.Teie eriala, kelleks õppisite ja kus koolis?
Lõpetasin Tartu I Keskkooli 1947, Tartu Ülikooli 1952 astronoomia erialal.
2.Kas Te töötasite ka Tartu Tähetornis?
Tartu Tähetorniga algas side 1943, kui olin veel koolipoiss. Ametlikult tulin
tööle 1952.a. Füüsika ja Astronoomia Instituuti, mis asus sel ajal Tähetornis.
3.Mis aastal ja kellena asusite tööle Tõravere Observatooriumisse?
Tõraverre kolisin 1961, olles Füüsika ja Astronoomia Instituudi vanemteadur .
Instituut nimetati Tartu Observatooriumiks 1990-ndate keskel.
4.Kas Te võiksite kirjeldada astronoomi tööd?
Astronoomi töö seisneb vaatlusandmete saamises ja nende töötlemises, et aru
saada Universumi ja selle koostisosade ehitusest.
5. 2009 a. saite tumeaine ja kärgstruktuuri avastamise eest Marcel Grossmanni
preemia. Mitme aasta töö tulemus see on?
See on praktiliselt elutöö tulemus.
6.Kas olete ka väljaspool Eestit asuvates observatooriumites töötanud?
Olen töötanud vähemalt mõne kuu Euroopa Lõunaobservatooriumis, Cambridge
Ülikoolis, Norditas Taanimaal, USAs Harvardi Observatooriumis, California ja
Baltimore Ülikoolis, Fermilabis, Itaalias ICRA keskuses.
7.Milliseid maailma suuremaid observatooriume olete külastanud?
Olen külastanud peaaegu kõiki tähtsamaid observatooriume kogu maailmas,
kokku kaugelt üle saja.
8.Mille uurimisega tegelete praegu?
Jätkan Universumi struktuuri uurimist.
9.Kui palju on Teie arvates Tõravere Observatoorium muutunud võrreldes
algusaastatega?
On tulnud juurde väga võimekaid noori astronoome.
10.Mis on kõige rohkem rõõmu valmistanud pika teaduskarjääri jooksul?
Uute nähtuste avastamine - tumeaine ja Universumi struktuur. Noorte tulek
astronoomiasse viimastel aastatel. (16)

1.4. Millised teleskoobid oli algul

Fraunhoferi reflaktor
Objektiivi läbimõõt on üheksa Pariisi tolli, fookuskaugus on kolmteist jalga ja neli tolli. Oli omal ajal maailma suurim läätsteleskoop. Teleskoobil on ekvatoriaalne (saksa) monteering, mis on varustatud kellamehhanismiga. Hetkel maailma moodsaim teleskoop oli komplekteeritud mitmete mikromeetritega, mida kasutati eelkõige kaksiktähtede mõõdistamiseks. Teleskoop asub Tartus alates 1824. aastast. Kuulsaimad Fraunhoferi refraktori abil tehtud vaatluslikud tööd tegi Friedrich Georg Wilhelm Struve. Fraunhoferi teleskoop restaureeriti 1993. aastal Enno Ruusalepa juhendusel ning asub Tartu Tähetorni muuseumis . (2)
Teleskoop koosneb polaarteljest, nelijalast, viltusest sambast, juhtvardast ja kellamehhanismist. Sellega tehti erinevaid vaatlusi näiteks: kaksiktähtede mõõtmised, täheparallaksi mõõtmised, Mädleri- Marsi vaatlused, Kuu pinna modelleerimised ja Päikese pinna vaatlused aastal 1874 -1911. aastal. ( 3)
Foto 10. Fraunhoferi reflaktori osad. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/7_5.html
Foto 11. Fraunhoferi reflaktor. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.scienceblogs.de/deutsches-museum/2008/10/riesige-bienenwabe-auf-fliegendem-teppich.php
Zeissi reflaktor
Zeissi refraktor telliti Tartu Tähetornile 1908. aastal, et asendada 1824. aastal hangitud Fraunhoferi reflaktorit. Aasta hiljem telliti fotograafilisteks vaatlusteks ka Petzval tüüpi objektiiviga fotokaamera . Teleskoop saabus Tartusse ja paigaldati 1911. aasta hilissügisel. 1927. aastal ehitati Petzvali kaamerast iseseisev astrograaf. 1947. aastal remonditi Zeissi teleskoopi. Siis vahetati välja ka objektiiv . Uue Zeissi objektiivi fookuskaugus oli aga kuuskümmend sentimeetrit lühem, seega lühendati remondi käigus ka teleskoobi toru. 1949-1950. aasta talvel kinnitati teleskoobile kaks kümne sentimeetrise läbimõõduga fotokaamerat, Apo Tessari objektiividega. Pärast astronoomide lahkumist Tõraverre on teleskoopi kasutatud peamiselt huvilistele Kuu ja kõige muu näitamiseks, mis tähistaevas sünnib. 1994. aastal teostas Leo Utter teleskoobi põhjaliku remondi, mille käigus õnnestus tuvastada ka teleskoobi orginaalvärv. See oli valge ja salatiroheline. (4)
Foto 12. Zeissi reflaktor. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/7_8.html

2. TEADLASED JA UURIMUSSUUNAD TÕRAVERE OBSERVATOORIUMIS

2.1. Uurimissuunad algusaastatel

Algusaastatel oli observatooriumis väga palju sektoreid, mis jagunesid erinevateks suundadeks .
Sektorid olid matemaatika ja mehaanika sektor, mis jagunes astronoomiaobservatooriumiks ning matemaatika ja mehaanika laboriks; füüsika ja geofüüsika sektor, mis jagunes füüsikalaboriks ja geofüüsikaobservatooriumiks; stellaarastronoomia sektor; astrofüüsika sektor; teoreetilise füüsika ja matemaatika sektor; aparaadiehituse sektor ja atmosfäärifüüsika sektor. (5)
Foto 13. Stelaarastronoomia rühm 1960-ndatel. Autor teadmata, koht teadmata, aeg 1960. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Foto 14. Astrofüüsika sektor 1967-ndatel. Autor teadmata, koht Tõravere Observatoorium, aeg 1967. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Foto 15. Arvutusmatemaatika töörühm 1967-ndatel. Autor teadmata, koht Füüsika ja Astronoomia Instituut, aeg 1967. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html

2.2. Uurimussuunad praegu

  Astrofüüsika osakond jaguneb
Tähefüüsika töörühmaks, mille uurimissuunad võib jagada järgnevalt: sünteetilise spektri meetod, FG Saggittae, Wolf -Rayeti tähed, P Cygni ja üliheledad sinised muutlikud, Be tähed, sümbiootilised tähed ja RX Cassiopeiae. (6)
Foto 16. Tähefüüsika töörühm. Autor teadmata, aeg teadmata, koht teadmata. Allikas http://www.aai.ee/~annuk/tahfyys.html
Teoreetilise astrofüüsika töörühmaks ja teleskoopide töörühmaks, mille põhirõhk on pandud  täheatmosfäärides, tähetuules ja hõredas astrofüüsikalises plasmas toimuvatele füüsikalistele protsessidele ja teooria rakendamisele, vaatlusandmete töötlemisele ja interpreteerimisele. (7)
Foto 17. Teoreetiliste astrofüüsikute rühm tänapäeval. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m

Kosmoloogia osakond jaguneb
Kosmoloogia töörühmaks, galaktikate töörühmaks ja andmeside töörühmaks. Kosmoloogia töörühma uurimisteemad on rikaste galaktikaparvede andmebaasi kogumine, superparvede kataloogi koostamine ja superparvede omaduste ja ruumijaotuse uurimine, galaktikagruppide ja galaktikaparvede ning tumeda aine halode omaduste uurimine erinevas ümbruses, galaktikaparvede ja superparvede ruumjaotuse korrapära uurimine, röntgen- ja optiliste parvede jaotuse uurimine superparvede tühikute võrgustikus, maailmaruumi ehituse modelleerimine eriti suure lahutusega mudelites, korrelatsioonifunktsiooni uurimine, galaktikaparvede jaotuse võimsusspektri ja korrelatsioonifunktsiooni uurimine suurtel skaaladel, struktuuri tekke uurimine Universumis ja parvede võimsusspektri uurimine Press-Schechteri lähenduses, galaktikate ruumjaotus superparvedes ja tühikutes, galaktikate süvavalimite uurimine, kiiruste välja uurimine superparvede ja galaktikaparvede ümbruses, galaktikate evolutsiooni uurimine ja Linnutee modelleerimine. (8)
Atmosfäärifüüsika osakond jaguneb
Taimkatte seire töörühmaks, kus uuritakse põhiliselt taimkatete ja veepinna optilist kaugseiret kui ka maakasutust ja selle muutusi. (9)
Atmosfääri seire töörühmaks, mille uurimisteemad on päikese ultraviolettkiirgus ja atmosfääriosoon Eesti kohal, kiirgusklimatoloogia ja klimatoloogia aktuaalsed teoreetilised probleemid. (10)
Foto 18. Atmosfääriseire töörühm tänapäeval. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m

2.3. Teadlased algusaastatel ja praegu

Algusaastatel töötas Tõravere Observatooriumis väga palju teadlasi, kellest on alles jäänud vähesed. Tuntumatest teadlastest on olnud Roopi Hallimäe, Taavet Rootsmäe, Vladimir Riives, Ernst Öpik, Grigori Kuzmin, Aksel Kipper, Gustav Naan, Heino Eelsalu, Lauri Luud , Charles Villmann, Pavel Parenago, Jevgeni Haradze ja Jakov Zeldovitš.
Akadeemik Jaan Einasto kirjutab:
„Grigori Kuzminiga sain tuttavaks pisut hiljem, üliõpilasena. Ta kujunes minu peamiseks õpetajaks. Ma ei mäleta oma esimest kohtumist temaga, küllap see oli Tähetornis. Igatahes juba teisel kursusel oli ta mu peamine vestluskaaslane Tähetornis, mis kujunes juba ülikooliaastail mu teiseks koduks . Töötasin seal vahel poole ööni. Paaril korral, kui tööga oli väga kiire, jäin sinna ka ööseks. Esimene kord oli mu auhinnatöö lõpetamisel. Töötlesin päikesevarjutuse andmeid, arvutused olid juba lõpetatud ning käsil teksti viimistlemine ja vormistamine. Tippis astronoomiakateedri laborant Meeta Kull , ustav hing, kes meid kõiki sel viisil aitas. Kuzmin vaatas kogu teksti läbi ja tegi ohtralt parandusi. Et õigeks ajaks valmis saada, pidin Tähetornis ööbima. Laotasin Rootsmäe kabinetis ajalehed põrandale, raamatud pea alla ja sineli moodi sügismantli peale ning sain nii mõned tunnid magada. Kuzmin oli hommikul platsis ja töö läks edasi. Samas stiilis valmis ka mu diplomitöö, ainult selle vahega, et aega oli pisut rohkem ja polnud vaja Tähetornis ööbida.
Kuzmin õpetas, kuidas tuleb läheneda uuele probleemile. Algul tuleb teha olulisi lihtsustusi, mis võimaldavad saada probleemile ligikaudse lahendi. Sageli õnnestub nõnda jõuda analüütilise lahenduseni, mille abil erinevate tegurite mõju on selgesti tajutav.“ (18.214)
Foto 19. Pildil G. Kuzmin. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Akadeemik Jaan Einasto kirjutab:
„Professor Aksel Kipperiga tutvusin ülikooli ajal. Ta oli sellal suhteliselt noor mees, täis energiat ja teotahet. Ta luges ülikoolis mitmeid teoreetilise füüsika ja astrofüüsika aineid. Kahjuks olin teinud oma õppekava klassikalise astronoomia vaimus, nii jäid mul tema loengud kuulamata. Otsene kontakt professor Kipperiga algas siis, kui tulin 1952. aasta sügisel observatooriumisse tööle.“ (18.218)
Tänapäeval on Tõravere Observatooriumis tööl väga palju teadlasi, sealhulgas vanemteadurid Tõnu Kipper, Tiit Nugis, Indrek Kolka, Kalju Annuk , Arved -Ervin Sapar, Tõnu Viik, Jaan Pelt, Jaan Einasto, Mirt Gramann, Erik Tago, Maret Einasto, Urmas Haud, Peeter Tenjes, Jaan Vennik, Andres Kuusk , Mait Lang, Tiit Nilson.
Teadurid Alar Puss , Lilli Sapar, Anna Aret, Raivo Poolamäe, Vladislav-Veniamin Pustõnski, Voldemar Harving, Ivan Suhhonenko, Gert Hütsi, Valeri Maljuto, Anti Tamm, Elmo Tempel, Urmas Peterson , Jan Pisek, Joel Kuusk, Kalju Eerme.
Doktorandid Mari Burmeister, Tõnis Eenmäe, Anti Hirv , Taavi Tuvikene, Tiina Liimets , Indrek Vurm, Juhan J. Liivamägi, Teet Kuutmaa, Krista Alikas, Martin Ligi, Tõnu Lükk, Kristi Uudeberg, Hannes Keernik, Margit Aun, Uno Veismann, Olavi Kärner, Viivi Russak, Ilmar Ansko, Ain Kallis, Silver Lätt, Erko Jakobson, Viljo Allik , Mart Noorma, Jouni Envall, Aivo Reinart, Urmas Kvell.
Foto 20. Tõravere Observatooriumi juhtkond ja sektorijuhatajad 1970-ndatel. Autor teadmata, koht teadmata, aeg 1970. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Intervjuu Tiina Liimetsaga
Foto 21. Pildil Tiina Liimets. Koht La Palma, Kanaari saared, autor Boris Deshev, aeg aprill 2008. Allikas http://www.aai.ee/~sinope/
1.Millal Te läksite Tõravere Observatooriumi (nüüdseks Tartu Observatoorium) tööle?
Ametlikult asusin sinna tööle 2005. aastal. Teadustegevusest, bakalureuse töö ja teleskoobi vaatlused, hakkasin osa võtma juba 2003 aasta sügisel.
2.Millises koolis Te ennem seda õppisite?
Terve eelneva koolipõlve olin õppinud Tallinna Kurstiku Gümnaasiumis (endine 60. kool) Tallinnas.
3.Millised kogemused on Teil olnud ennem seda, kui asusite Tõraverre tööle?
Olin iseseisvalt õppinud astronoomia põhitõdesid raamatutest ja internetist. Samuti olin tegelenud amatööri tasemel astronoomiliste vaatlustega. Samas, vajaliku spetsiifilise väljaõppe sain observatooriumist kohapealt , seega eelnev kogemus ei ole nõutud.
4. Miks just selline valik?
Astronoomia, eriti öine taevas, oli mind paelunud juba teismeliseeast. Seetõttu valisingi selle oma tööks.
5.Mille uurimisega tegelete ise?
Mina tegelen tähefüüsikaga. Hetkel peamiselt tähtedelt väljapaisatud aine uurimisega, nagu näiteks noovajäänukid. Tähtedelt väljapaisatatud aine uurimine on just praegu kiiresti arenev valdkond, tänu uutele, suurematele ja parema lahutusega teleskoopidele. Need võimaldavat detailselt jälgida jäänuki arengut taevasfääril (pildid taevast). Lisaks on võimalik spektrite kaudu teada saada jäänuki üksikute osade vaatekiire suunaline liikumine Doppleri nihke kaudu spektrijoontes. See annab meile unikaalse võimaluse teha kolme- mõõtmeline rekonstruktsioon vastavast jäänukist. Selleks peab valima objektid, mis asuvad meile piisavalt ligidal, et nende liikumised oleksid paari aasta jooksul nähtavad. Samuti peavad objektid olema piisavalt heledad, et nad oleksid hästi nähtavad.
(Selgituseks nii palju, et tähe elu lõppfaasis toimuvad mitmesugused plahvatused - noova , supernoova, ja muud säärased, mis paiskavad tähelt ainet välja, moodustades mitmesuguse kujuga jäänukeid, mis pika aja jooksul ematähest eemale lendavad).
6.Millised on tulemused sel alal?
Lisaks kolme- mõõtmelisele rekonstruktsioonile, mis võimaldab leida ka kaugust objektini, on meie eesmärgiks teada saada, miks enamus jäänukeid on asfäärilised, kuigi täht on terve elu sfääriline objekt. Kuna teadustöö on hetkel käimasolev, siis täpseid tulemusi hetkel veel ei ole.
7.Kas Te olete ka mõnes maailma suuremas observatooriumis käinud? Kui jah, siis milline oli sealne kogemus, võrreldes Tõravere Observatooriumiga?
Jah, olen töötanud 2.5 aastat Euroopa Põhjaobservatooriumis (Roque de los Muchachos Observatory ), Kanaari saartel, La Palmal. Töötasin seal tugi- astronoomina, alguses aasta Isaac Newton Telescope peal ja hiljem poolteist aastat Nordic Optical Telescope teenistuses. Kõige suuremaks erinevuseks Tõravere Observatooriumiga on see, et La Palma observatoorium asub väga heas astrokliimas. Mis tähendab seda, et kui Eestis me teostame astronoomilisi vaatlusi umbes 60. ööl aastas, siis La Palmal umbes 300. ööl aastas. La Palma observatoorium asub 2500. m kõrgusel merepinnast, seega enamuse ajast on nad pilvedest kõrgemal. Samuti ei ole seal nõnda öelda valgeid suviseid öid, mis Eestis vaatlemise juunis ja juulis praktiliselt võimatuks teevad.
8.Kuidas saaks Teie arvates füüsikat noorte seas populariseerida?
Mina tegelen peamiselt astronoomia populariseerimisega, aga usun, et samad reeglid kehtivad ka füüsika puhul üldiselt. Näiteks, korraldame me iga-aastaseid üle-eestilisi astronoomiahuviliste kokkutulekuid, kus amatööridel on võimalik kuulata mitmesuguseid ettekandeid ning osaleda astronoomilistes vaatlustes. Lisaks olen ma hetkel käimasoleva Teadusaasta saadik, mille käigus tehakse mitmeid üritusi astronoomia populariseerimiseks. Näiteks, sai tehtud filmiklipp Tartu Observatooriumist, on kirjutatud mitmeid kirjutisi,
plaanis on mitmed üritused.
Samuti olen kommenteerinud paari astronoomia filmi televisioonis, ootel on üks raadiosaade .
Kõigele sellele lisaks, olen alati üritanud vastata uudishimulike küsimustele, nagu ka praegusele intervjuule , mille läbi samuti toimub populariseerimine. Lisaks, ei saa jätta mainimata, et kõige parem füüsika populariseerija peaks olema füüsikaõpetaja koolist, kelle läbi esimene kontakt füüsikaga toimub. (17)

3. TELESKOOBID

3.1. Tõravere Observatooriumi 1,5 meetrine teleskoop

Teleskoobitoru pikkus on seitse meetrit – Zeissi teleskoobist vaid poole pikem, hoolimata seitse ja pool korda suuremast läbimõõdust. Teleskoobil on kolm „traditsioonilist“ fookust: peafookus fookuskaugusega kuus meetrit, Cassegraini fookus fookuskaugusega 24 meetrit (ligi neli korda pikem kui toru) ja korrus allpool asuv kudee fookus fookuskaugusega 52,5 meetrit. Teleskoobil on klassikaline Saksa monteering (kuni 1980. aastani oli see maailma suurim Saksa monteeringuga teleskoop), liikuvate osade kogumass 13,5 tonni, kupli läbimõõt 15 meetrit. Teleskoopi ja kuplit juhib arvuti, objektide jälgimiseks on olemas elektrooniline fotogiid. Teleskoobi juhtpikksilmaks on väga hea optikaga kolmekümne sentimeetrise avaga refraktor, mida kasutatakse ka planeetide näitamiseks avalikel vaatlusõhtutel. Teleskoop on nime saanud füüsika ja astronoomia instituudi esimese direktori akadeemik Aksel Kipperi (1907–1984) järgi.
Enam kui 30 aasta jooksul on see teleskoop olnud Eesti astronoomide tähtsaimaks vaatlusriistaks. Vaadeldakse peamiselt muutlikke tähti, pearõhk on spektraalvaatlustel. See on Põhja- Euroopa suurim teleskoop. Eeliseks on pikkade vaatlusseeriate võimalikkus talveöödel. Teleskoobi kasutusvõimalusi piirab kehv astrokliima ja selgete ööde vähesus. Seade on väga heaks praktikabaasiks Tartu Ülikooli astronoomiatudengitele. (11)
Foto 22. Akadeemik A. Kipperi nimeline 1,5-m teleskoop on valmis. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m
Akadeemik Jaan Einasto kirjutab:
„1963. aastal oli tähefüüsika- alaste uurimuste arendamine jõudnud niikaugele, et otsustati luua astrofüüsika sektor. Kõige olulisemaks sektori administratiivseks tegevuseks oli ettevalmistuste tegemine 1,5- meetrise teleskoobi ehitamiseks. Olin selle teleskoobi perspektiivplaani võtmise üks algatajaid ja tahtsin kaasa aidata teleskoobi valmimisele, mistõttu kandideerisin astrofüüsika sektori juhataja kohale. Aksel Kipper kutsus mind välja ja teatas, et tal pole midagi mu tegevuse vastu, kuid ta ei soovi, et saaksin selle koha konkursi korras. See oli mulle muidugi ootamatu , kuid andsin järele, võtsin oma avalduse tagasi ja teatasin, et olen valmis töötama selles ametis viis aastat, seejärel soovin tagasi tulla stellaarastronoomia sektorisse, mida juhatas Kuzmin.
Nende aastate jooksul viibisin tihti Leningradis komandeeringus, kus projekteeriti 1,5- meetrise teleskoobi torn ja teleskoop ise. Torni projekteerimiseks tuli lahendada soojusisolatsiooni ja torni soojusliku kiirguse probleem. Sedalaadi ülesandeid ei olnud Leningradi projekteerijad varem uurinud, kuigi nad olid projekteerinud rea astronoomiaobservatooriume. Tuli vastava kirjanduse abil see probleem endale selgeks teha. Arvutustest võttis osa Rein Laigo , kelle juhtimisel hiljem torn ka ehitati. Kirjutasime oma arvutustulemuste põhjal observatooriumi publikatsioonide jaoks artikli. Hiljem pöörati nendele probleemidele suurt tähelepanu kaasaegsete teleskoobitorude projekteerimisel, meie töö oli aga esimene sellealane uurimus.
Torni projekteerimise viimasest etapist võttis osa Raine Karp, noor andekas arhitekt , kes hiljem projekteeris Tallinna Linnahalli ja Sakala Keskuse. Tegime tõhusat koostööd. Ta leidis, et Leningradi büroo poolt pakutud lahendus polnud arhitektuurilisest ega tehnilisest küljest kõige parem, ning pakkus välja oma lahenduse. Et leping Leningradi firmaga oli juba sõlmitud, siis realiseeriti tema kavand lõplikult ikkagi leningradlaste poolt. Selle läbisurumine kohtas algul teatud vastuseisu, aga sai korda. Nii valmiski torni projekt lõplikult ühiselt. (18.105)
Teleskoobi enda projekteerimine toimus samuti tihedas koostöös Leningradi Optika- Mehaanikatehase ja Tartu astronoomide vahel. Valmis selle aja kohta moodne projekt. Torni ehitust juhtis hiljem Rein Laigo. Ta unustas meie ühise töö tulemused ja paar asja sai valesti ehitatud. Abihoone konditsioneer oli omal ajal mõeldud külma tekitamiseks, kütmine pidi toimuma elektriradiaatoritega kohapeal. Tegelikult ehitati ka kütteseadmed abihoonesse ning sooja tranportimiseks torni tehti pikad torud. Need lasksid sooja õhku läbi ja nii sattus osa soojusest torni vaatlusruumi, viimast tuli aga hoopis jahutada. Aja jooksul selgus, et jahutamist polegi vaja ja sooja saab teha ruumis asuvate elektriradiaatorite abil, mistõttu abihoone kasutamisest loobuti". (18.106)
Foto 23. 1,5-meetrise teleskoobi polaartelje montaaž. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aai.ee/muuseum/Kasikirjad/HTML/index.html?teadustartuobservatooriumis.ht m

3.2. Kaasaja suurimad teleskoobid

Hubble teleskoop
Üks maailma suuremaid teleskoope, mis paikneb kosmoses, on Hubble’i teleskoop, mis on oma nime saanud astronoom Edwin Hubble’i järgi ning mis tiirleb kosmoses ümber maakera.
Selle asupaik väljaspool Maa atmosfääri annab suure eelise maapealsete teleskoopide ees. Fotosid ei ähmasta atmosfäär ja ei ole valgusreostust. Alates kosmosesse saatmisest 1990. aastal on see olnud üks tähtamaid instrumente astronoomia ajaloos. Hubble’ i teleskoobil on suur osa paljude avastuste tegemises.See on aidanud paremini aru saada mitmetest astrofüüsika põhiprobleemidest. (12)
Large Binocular Telescope
Large Binocular Telescope (tõlkes Suure Binokli Teleskoop) on optiline astronoomia teleskoop, mis asub Mount Grahami, Pinaleno mägedes, Kagu- Arizonas, ning on osa Mount Grahami Rahvusvahelisest Observatooriumist. Large Binocular Telescope on praegu üks maailma kõige arenenumaid optilisi teleskoope, kasutades 28,4 meetrist laia peeglit, mis võib anda samasuguse võime koguda valgust. Teleskoopi läbimõõt on 11,9 meetrit. (13)
Gran Telescopio
Gran Telescopio Kanaarias on tuntud kui ka GranTeCan. Teleskoobi diameeter on 10,4 meetrit. Teleskoop ehitati ja paigutati vulkaani tippu, asub 2267. meetri kõrgusel merepinnast. Kogu teleskoobi ehitus võttis aega seitse aastat ja maksis 130 miljonit eurot. Teleskoopi paigaldamist takistasid veel ilmastikutingimused ja logistiliste raskustega seadmete transportimine vulkaani tippu. (14)
WM Keck Observatory
WM Keck Observatory on kahe suurema teleskoobiga Astronoomia Observatoorium. Asub Mauna Keal, Hawai´l. Esmase teleskoobi nimi oli Keck-1 ja tema läbimõõt on 10 meetrit. Teise teleskoobi nimi on Keck-2 ja ka tema läbimõõt on 10 meetrit. (15)
Foto 24. Hubble'i teleskoop. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://topnews.net.nz/content/23452-hubble-space-telescope-achieves-double-decade-milestone
Foto 25. Large Binocular Telescope. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.aip.de/groups/lbt/
Foto 26. Gran Telescopio. Autor teadmata, koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.la-palma-tourismus.com/es/observatorio-astrofisico-la-palma.ht m
Foto 27. Pildil WM Keck Observatory. Autor Rick Peterson , koht teadmata, aeg teadmata. Allikas http://www.mostinterestingfacts.com/technology/10-world-top-telescope-and-observatory.html

KOKKUVÕTE

Minu uurimustöö teemaks on Tõravere Observatoorium. Töö eesmärk oli tutvuda Tõravere Observatooriumi ajalooga läbi väga pika ajaperioodi.
Töö jaguneb kolmeks suureks peatükiks ja mitmeks alapeatükiks. Esimeses peatükis räägin Tõravere Observatooriumi rajamisest, algusaastatest, esimestest teleskoopidest ja teadlastest, kes observatooriumi rajamisega tegelesid. Teises peatükis räägin uurimissuundadest ja töötajatest, kes olid algusaastatel ja kes on ka praegu Tõravere Observatooriumis. Kolmandas peatükis räägin 1,5 meetrisest teleskoobist ning võrdlen teda maailma suuremate teleskoopidega.
Uurimustöö andis mulle väga palju uusi ja huvitavaid teadmisi ning fakte Tõravere Observatooriumi kohta. Tänan väga oma juhendajat õpetaja Tiiu Rätsepat. Minu uurimustöö on täitnud oma eesmärgi.
Koostaja:
Juhendaja:

RESUME

My research is named „Tõravere Observatory“. Purpose of the research is to introduce Tõravere Observatory´s history throught a long period of history. This research is devided into three big chapters and several subchapters. In the first chapter I talk about costruction of observatory, the first years , the first telescope and the scientists who founded this institution. In the second chapter I talk about research directions and the staff who used to work and who still have been working in this observatory. In the third chapter I talk about 1,5 meter diameter telescope and I compare it of the other biggest telescope in the world.
This research gave me many and new interesting knowledge and facts about Tõravere Observatory. Thanks a lot to my teacher - instruction Mrs. Tiiu Rätsep. My research has served its purpose.

KASUTATUD KIRJANDUS

Interneti leheküljed
1. http://www.aai.ee/muuseum/Kalender/HTML/index.html?professorvladimirriives.ht m
2. http://www.obs.ee/obs/instrumendid/fr.ht m
3. http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/7_5.html
4. http://www.obs.ee/obs/instrumendid/zeissh.ht m
5. http://www.aai.ee/muuseum/Kalender/HTML/index.html?professorvladimirriives.ht m
6. http://www.aai.ee/~annuk/tahfyys.html
7. http://www.aai.ee/~sapar/est/index.html
8. http://www.aai.ee/~maret/cosmoest.html
9. http://www.aai.ee/bgf/bgfe.html
10. http://www.aai.ee/seire/
11. http://www.ajaloomuuseum.ut.ee/vveraamat/pages/7_10.html
12. http://et.wikipedia.org/wiki/Hubble'i_teleskoop
13. http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Binocular_Telescope
14. http://en.wikipedia.org/wiki/Gran_Telescopio_Canarias
15. http://en.wikipedia.org/wiki/WM_Keck_Observatory
Intervjuud
16.Einasto Jaan, sünd 23 veebruar 1929, Tartu. Viimati küsitletud 1. märts 2012
17. Liimets Tiina, sünd 15 aprill 1982, Tallinn. Viimati küsitletud 15. märts 2012
Raamatud
18. Einasto Jaan Tumeda aine lugu, koostaja Mihkel Jõeveer
Kirjavahetus
19. Eerme Kalju sünd 10. detsember 1938, Vainu. Viimati küsitletud 22. veebruar 2012