Кіріспе
Балтық немісінің астрономы, неміс микробиологы Бернхард Вольдемар Шмидт (Нарген, Эстония – 1 желтоқсан 1935, Гамбург) – эстондық оптик. 1930 жылы ол шар тәрізді аберрация, кома және астигматизмнің оптикалық қателіктерін түзететін Шмидт телескопын ойлап тапты, бұл астрономиялық зерттеулер үшін қысқа экспозиция уақытында түсірілетін, өте үлкен және кең көріс бұрышы бар шағылыстыратын камералар құрастыруға алғаш рет мүмкіндік берді.
the German microbiologist
Bernhard Woldemar Schmidt (, Nargen, Estonia – 1 December 1935, Hamburg) was an Estonian optician. In 1930 he invented the Schmidt telescope, which corrected for the optical errors of spherical aberration, coma, and astigmatism, making possible for the first time the construction of very large, wide angled reflective cameras of short exposure time for astronomical research.
Балалық шақ
Шмидт Карл Константин мен Мари Хелен Кристин (Розен) Шмидттың ұлы. Ол Ревал (Таллинн) қаласының жанында, Эстонияда, сол кезде Ресей империясының құрамына кіретін Нарген (Найссаар) аралында туып өсті. Бұл аралдың тұрғындары, негізінен эстон шведтері, көбінесе швед немесе эстон тілінде сөйлеседі, бірақ Шмидт отбасы неміс тілінде де сөйлейтін. Бернхард алты баланың ең үлкені болды: үш ұл (олардың бірі нәресте кезінде қайтыс болды) және үш қыз. Найссаар – балық аулау және Ревал портына кемелерді бағыттау арқылы күнкөріс қамтамасыз ететін, шағын ауылдық арал еді. Бернхард Шмидт кіші інісі Август Фредрикпен бірге аралда көптеген балалық оқиғалардың куәсі болды. Ол өте жанкешті, тапқыр және қиялдауы шексіз жас адам және ересек болды. Мысалы, жас кезінде ол сатып алынған линза мен ескі аккордеонның механизмінен өз камерасын жасап, жергілікті жерді және түрлі отбасы мүшелерін суретке түсіріп, тіпті кейбір суреттерін сатқан. Сонымен қатар, ол түнгі аспан мен жұлдыздарға қызығушылық танытты. Бір қайғылы оқиға Шмидт үшін өмір бойына салмақ болды. 15 жасында ол ұңғынмен тәжірибе жасады. Ол темір құбырды ұңғынмен толтырған, бірақ оқшаулау кезінде жіберген қатесі салдарынан құбыр жарылып, оң қолынан бас бармағы мен көрсету саусағын жоғалтты. Анасының жараларды тазалап, таңуға тырысқанына қарамастан, Таллиндегі хирургтар оған толық қолды кесуге мәжбүр болды. Бұл оқиға оның сыртқа жабылмауын және өзіне-өзі терең үңілуін күшейткен сияқты, бұл қасиеттерін оның замандастары кейінірек өмірінде жақсы байқаған.
Жастық шақ
Жоғалғандарына қарамастан, Шмидт көп ұзамай қайтадан тәжірибе жасап, жаңалықтар ойлап тапты. Ол сонымен қатар көп фотосурет түсіріп, оларды дамыту және басып шығаруда шеберлікке жетті. 1895 жылы Таллин қаласына көшіп, біраз уақыт фотосуреттерді өңдеумен айналысты. Кейін "Волта электр моторлар зауытында" жұмыс істеп, жобалауда дағдыланды. 1901 жылы Швецияның Гетеборг қаласына Чалмерс технология университетінде оқуға барып, бірақ көп ұзамай білімін одан әрі тереңдету үшін Саксония Корольдігінің Митвейда университетіне ауысты.
Ересектілік
Осы кезеңде оның астрономия мен оптикаға деген қызығушылығы күшейді. Митвейдада ол белгілі оптикалық теоретик доктор Карл Стрельмен бірге оқуға ниеттенген. Бірақ Стрель жақында ғана кетіп қалған еді. Бірте-бірте Шмидт өзінің нағыз шақыруын тапты, яғни астрономиялық қолданысқа арналған жоғары дәлдікті оптиканы тіліп және жылтырату. Ол шамамен 1901 жыл шамасында айналарды тілуді бастағанға ұқсайды, содан кейін өнімдерінің бір бөлігін әуесқой астрономдарға сата бастады. 1904 жылдың наурыз айына қарай ол жаңа ісінде осылайша жетістікке жетті, оқуын аяқтағаннан кейін Германиядағы ірі обсерваториялардың мамандарымен байланыс орнатты. Оның бизнесі Герман Карл Фогель және Карл Шварцшильд сияқты көрнекті астрономдар Шмидт айналарының зерттеулері үшін ең жақсы екенін түсінгенде қарқынды дамыды.
Ортаңғы жылдар
1904-1914 жылдар аралығында Шмидттің бизнесі өркендеп, Германияда зор беделге ие болды. Ол сол уақытқа дейін жасалған ең қиын және дәл айналарды ғана емес, сонымен қатар танымал оптикалық фирмалар ұсынған линзаларды түзетуге және жақсартуға ие болды, мысалы, Потсдам астрофизикалық обсерваториясындағы 50 см Steinheil визуалды рефракторы. Бизнесі өскен сайын, ол бірнеше көмекшіні жұмысқа алды, олардың екеуі Шмидттің жұмыс әдістері туралы құнды мәліметтер қалдырды. Шмидт сондай-ақ автомобиль сатып алды, ол кезде бұл сирек кездесетін сәнділік, және досын шофер ретінде жұмысқа алды. Өзі жасаған ұзын фокусты горизонталь айна және жазық көміршік құрылғысын пайдаланып, ол күн, ай және ірі планеталардың әсерлі суреттерін түсірді. Бірінші дүниежүзілік соғыс осы өрбуге нүкте қойды. Шмидт Эстония Ресей империясына қарасты болғандықтан, жау шетелдігі ретінде тұтқынға алынып, шамамен алты айға интернмент лагеріне жіберілді. Босатылғаннан кейін ол полиция бақылауында қалды және оның күдікті астрономиялық жабдықтарының бір бөлігі тәркіленді. Ол бизнесін жалғастыруға тырысты, бірақ соғыс созылып, Германия жеңіліске ұшырағанда экономика нашарлап, ғалымдардың астрономияға қаржысы болмады. Соғыстан кейін Германиядағы саяси жағдайдың тұрақсыздығы және соғыс өтемақы төлеу қажеттілігі жағдайды жақсартпады. 1923 жылы инфляция бақылаудан шығып, көптеген адамдар барлық жинаған ақшаларын жоғалтты. 1920 жылдардың ортасына қарай Шмидттің бизнесі қирады және ол қалған жабдықтарын металл терісі ретінде сатуға мәжбүр болды.
Бергедорф
1916 жылдан бастап Шмидт профессор Ричард Шоррмен байланыста болды, ол Гамбург обсерваториясының директоры еді, бұл обсерватория Гамбургтің сыртында, Бергедорф ауылының жанында орналасқан. Шорр Шмидттің көлденең айналы және коэлостат телескопына қызығушылық танытып, оны өз обсерваториясы үшін жасауды тапсырды. Соғыстан кейін Шмидттің экономикалық жағдайы нашарлағанда, ол обсерваторияда жұмыс табу үшін Шоррға ұсыныс жасады. Шорр көп нәрсе ұсына алмады: Шмидт Бергедорфқа тегін келіп тұруға болады, сондай-ақ көлденең телескопты жөндеу жұмыстары бар еді, оған шағын төлем жасалар еді. Бұл 1926 жылы болды. Біраз уақыт Шмидт келіспеді. Оның бірнеше патентері болды, оның бірі желмен қозғалатын перне арқылы қайықтарды жылжытуға арналған еді. Шмидт осы өнертабысын пайдалы іске айналдыруды үміттенеді. Сондай-ақ ол Эстонияға отбасылық сапармен барды және Бірінші дүниежүзілік соғыстан кейін Эстония тәуелсіз республика болғандықтан оптика саласындағы мүмкіндіктерді зерттеді. Бірақ бұл әрекеттері сәтті болмады, ал 1927 жылға қарай Шмидттің жағдайы соншалықты қиын болды, ол Шоррдың ұсынысын қабылдады. Ол обсерваторияның бас ғимаратының жертөлесінде шеберхана құрып, көлденең телескопты жөндеуге кірісті. 1927 және 1929 жылдары Шмидт Гамбург обсерваториясы ұйымдастырған екі күн тұтылу экспедициясына қатысты, біріншісі Швецияның солтүстігіне, екіншісі Филиппинге өтті. Осы екінші сапарда Шмидт өзінің әріптесі, астроном Уолтер Баадеге өміріндегі ең маңызды өнертабысы туралы хабарлады – бұл өнертабыс 20-ғасырдың екінші жартысында астрономия мен оптикалық дизайнды революциялады, атап айтқанда, оның кең бұрышты шағылыстыратын камерасы.
Шмидт камерасы
Астрономдар ғаламның көзге көрінетін бөлігін зерттеу және ірі масштабты құрылымдарды көру үшін аспанның үлкен бөліктерін жылдам суретке түсірудің жолын ұзақ уақыттан бері іздеген. Шмидт заманына дейін жасалған қарапайым телескоптар көбінесе 1 немесе 2 градусқа дейін диаметрі бар тар көру өрісін көрсетті. Мұндай телескоптармен бүкіл аспанды зерттеуге жылдар бойына көп уақыт пен ресурстар жұмсалды, сонымен қатар (тар көріністерге байланысты) ірі құрылымдарды жіберіп алу мүмкіндігі де болды. Кішкентай камера линзаларымен үлкен аумақтарды көруге болады, бірақ онда әлсіз (яғни алыстағы) объектілер көрінбейтін еді. Қажет болған нәрсе – жақсы бейнелеу қасиеттеріне ("айқындығына") ие, кең көру өрісі бар үлкен диафрагмалық камералар және экспозиция уақытын қысқарту үшін жылдам фокустық қатынастар еді. Анығында, Шмидттен бұрынғы кең өрісті телескоптар қысқа фокустық қатынасы бар (шамамен f/3) қарапайым шағылыстыратын телескоптар ғана болатын. Олардың бейнелері көру өрісінің ортасында өткір болғанымен, ортасынан алшақтағанда айқындығын тез жоғалтатын. Жұлдыздардың суреттері ісіп, комета пішініне айналып, "кометаның" басы фотографиялық өрістің ортасына қарай бағытталған. Бұл ісіп кетуге негізінен "кома" және "астигматизм" деп аталатын оптикалық аберрациялар (яғни қателіктер) себеп болады. Шмидттен бұрын осы қателіктерден зардап шекпеген үлкен, жылдам рефлекторлы телескоп жасау мүмкін емес еді. Шмидт мұны жақсы білген және 1920 жылдардың соңында мүмкін болатын шешімдерді ойластырып көрген. Бааде айтуынша, ол кем дегенде бір шешімнен бас тарған, содан кейін ғана ол өзінің түпкілікті дизайнына тапқан, ол дәстүрлі оптикалық дизайннан жаңа, тіпті батыл қадамды білдірді. Шмидт үлкен сфералық айнаны (рефлекторлы телескоптың әдеттегі параболалық айнасының орнына) және айнаның ортақ қисықтығының ортасына орналастырылған кішкентай диафрагманы қолдану арқылы кома мен астигматизмді бірден жоюға болатынын түсінді. Алайда, ол бейне айқындығына зиян келтіретін сфералық аберрациямен күресуі керек болды. Шмидт сфералық аберрацияны жұқа, өте аз қисықтығы бар асфералық линзаны (қазір "Шмидт түзетуші пластинасы" деп аталады) диафрагманың ортақ қисықтығының ортасына орналастыру арқылы жоюға болатынын түсінді. Бұл асфералық линзаның ортасына жақын жерде дөңгелек, ал шеттеріне жақын жерде ойыс қисығы бар, ол жұптасқан сфералық айнаның сфералық аберрациясына қарама-қарсы сфералық аберрацияны тудырып, айнаның сфералық аберрациясын жояды. Осылайша, ол өте қарапайым және әдемі түрде f/1.75 немесе одан да жылдам болатын үлкен камераны құрастыра алды, ол диаметрі 15 градустан асатын өрісте өткір суреттерді береді, бұл аспанның үлкен бөліктерін қысқа экспозициямен (дәстүрлі рефлектормен бірнеше минут немесе бір сағаттан астам уақытқа қарағанда) суретке түсіруге мүмкіндік береді. Оның алғашқы камерасының диаметрі шамамен 360 мм немесе 14,5 дюйм, ал фокустық қатынасы f/1.75 болды. Қазір ол Гамбург обсерваториясының мұражайында сақталады. Шмидт әртүрлі оптикалық элементтерді (арнайы айна, белгілі бір жерде диафрагма және "түзетуші пластина") алғашқы қағидаларға сүйене отырып, қарапайым катадиоптрикалық жүйеге біріктіруі – маңызды жаңалық болды. Әсіресе, "түзетуші пластинасы" телескоп дизайнында бұрын-соңды көрілмеген нәрсе еді. Шмидттен кейін келесі онжылдықтарда көптеген жаңа катадиоптрикалық дизайн пайда болды.
Соңғы жылдар
Шмидт өзінің алғашқы "Шмидтспигелін" (кейін Шмидт камерасы деп аталған) 1930 жылы жасады, бұл жаңалық әлемді шулатып жіберді. Ол қиын "түзетуші тақтасын" жасау үшін өте тапқыр әдіс қолданды ("вакуумдік табақ" әдісі деп аталады), соның арқасында жүйе өте сапалы суреттерді берді. Вакуумдік табақ әдісі жартылай вакуумда параллель шыны табақты аздап иіліп, қисық түріне келтіру және содан кейін жоғарғы қисықты тегістеуден тұрады. Вакуумды босатудан кейін линза камераға қажетті "Шмидт пішініне" оралады. Бұрын ешкім линзаны осылай жасаған емес. Шмидт өзінің өнертабысы туралы неміс тіліндегі қысқаша мәліметін кәсіби басылымдарда жариялады және өз камераларын кәсіби обсерваторияларға жасауды ұсынды. Айынықса, оның жарнамасы жеткіліксіз болды және дизайны тым жаңашыл еді. Соған қоса, бұл өнертабыс Ұлы депрессияның басталған кезімен сәйкес келді. Ол өмірінің соңына дейін Шорр мен Бергедорфтан уақытындағы жұмыстардан аз ғана табыс көріп отырды. 1934 жылы ол үлкен камера жасады және 60 см Бергедорф Штайнхейл фоторефракторын қайта өңдеді. Шмидт 1935 жылдың қараша айының соңында Нидерландыдағы Лейден қаласына іссапармен барғаннан кейін ауырып қалды. Емдеуге талпынғандарына қарамастан, ол 1935 жылдың 1 желтоқсанында Гамбургте 56 жасында қайтыс болды. Денсаулықты тексеру кезінде оның өкпе инфекциясынан зардап шеккені анықталды. "I Wish I'd Been There, European History c.2008" кітабының 2-ші томында Фримен Дайсон: "Ол (Шмидт) жеткілікті коньяк сатып алып, тынышталған күйде өзін-өзі улап өлтірді" деп жазды.
Жеке өмірі мен мұрасы
Шмидт үйленбеген және баласы болған емес. Ол қайтыс болғаннан кейін көп ұзамай, Уолтер Бааде АҚШ-тағы Маунт-Уилсон обсерваториясына келгенде, Шмидт телескопының идеясы дамыды. 1936 жылы 18 дюймдік Шмидт телескопы жасалды, ал он екі жылдан кейін Паломар тауындағы обсерваторияда әйгілі 48 дюймдік (122 см) Самюэл Ошин атындағы Шмидт телескопы салынды. Осы соңғы телескоп көптеген жаңа байқаулар мен мәліметтерді әкелді. Кейін 1955 жылы Бергедорфта үлкен, сапалы Шмидт телескопы пайдалануға берілді. Карл Шварцшильд обсерваториясының 2 метрлік Шмидт телескопы кейін салынды және қазірге дейін әлемдегі ең ірі Шмидт камерасы болып табылады, бірақ одан кейін одан да жетілдірілген үлгілер жасалды. Бергедорф Шмидт телескопы 1976 жылы Калар-Альто обсерваториясына көшірілді. Шмидт эстондық жазушы Ян Кросс жазған «Vastutuulelaev: Bernhard Schmidti romaan» («Желге қарсы жүзу: Бернхард Шмидт туралы роман») атты тарихи романның басты кейіпкері болып табылады. Шмидт Домини Клементстің «Қараңғылықтың ағартулы шәкірті» операсының басты кейіпкері, онда оның балалық шағы, өмірі және мұрасы көрсетіледі.