Строительство казанской городской астрономической обсерватории (КГАО)
В 1822 г. обсерватория временно была размещена в деревянной галерее - пристрое к так называемому «Спижарному» дому, принадлежавшему ранее купчихе Спижарной (угол улиц Астрономической и Кремлёвской), а в описываемое время являвшейся частью квартиры И. М. Симонова, так как обсерватория, построенная Литтровым, пришла в ветхость. Вступивший в 1827 г. в управление Казанским учебным округом Мусин-Пушкин поручил Симонову составить план будущей астрономической обсерватории. Иван Михайлович так определяет двоякую цель обсерватории: 1) труды на пользу науке и 2) содействие отечественному астрономическому просвещению. Сообразно этим целям и был выбран план здания астрономической обсерватории (АО). План был одобрен, и на постройку было отпущено 70000 рублей ассигнациями. В выборе места для новой обсерватории, в проектировании и постройке здания наряду с Симоновым непосредственное участие принял ректор университета Н.И.Лобачевский. Было рассмотрено несколько вариантов места для обсерватории: дом Поспелова (ныне там финасово- экономический институт), территория Артиллерийских складов (ныне там парк Горького), роща около Института благородных девиц (там ныне Суворовское училище). По ряду причин эти места будущей обсерватории были отвергнуты. И окончательный выбор пал на территорию университетского двора. Выбранный участок удовлетворял всем требованиям: высокий, сухой, с открытым во все стороны горизонтом.
Первоначальный план кафедры астрономии
Здание было заложено в 1833 году и окончено в конце 1837 г. Интересно, что в 1836г., когда здание было вчерне готово, Казань посещал император Николай I. В обсерватории были устроены временные полы, и Николай I долго любовался с верхней террасы на город и его окрестности. Результат: дополнительные ассигнования на сумму 15000 рублей на приобретение инструментов. Оригинально здание и её главный фасад ориентирован на юго-запад и по вогнутой дуге в нём расположены залы. Сейчас все они являются учебными аудиториями, а в то время главный зал (ныне 2 астрономическая аудитория) предназначался для приёма посетителей и хранения переносных инструментов, из него – выход на опоясывающую полздания АО террасу. Восточный зал (1 астр.) предназначался для наблюдений звёзд в 1-ом вертикале, а западный (3 астр.) - в меридиане. К этим залам с каждой стороны примыкали две угловые комнаты, через которые из грунта в малые башни на крыше проходили каменные столбы. По первоначальному замыслу Симонова на крыше здания, куда ведёт винтовая лестница из внутреннего помещения, не предполагалось большой подвижной башни, т.к. КУ не надеялся вскоре иметь большой рефрактор, но Николай I, знакомясь с планом обсерватории КУ, собственноручно начертал на докладе: « Устроить башню наподобие Дерптской» и прибавил к смете значительную сумму из государственного казначейства. Постройка этой и двух малых башен была поручена университетскому механику Нею, ученику знаменитого Рейхенбаха, вывезенного из Германии в 1929г. Симоновым по рекомендации Литтрова. По отчёту Строительного комитета КУ общая сумма постройки обсерватории обошлась в 78790 руб. 53,75 коп. ассигнациями, или в 22511 руб. 58 коп. серебром.
Одновременно с постройкой обсерватории был заказан в 1835 г. 9 –тидюймовый рефрактор в мастерскую Фраунгофера (Мюнхен, Германия). Он был готов в августе 1837 г. и через год окончательно установлен в главной подвижной башне. Для приёмки рефрактора Симонов выезжал в Санкт-Петербург 27.9.1837 г.. Получив его из Германии, Иван Михайлович объектив повёз сам, а рефрактор отправил со специальным чиновником. 9.1.1838 г. рефрактор прибыл в Казань. Этот рефрактор принадлежал тогда к числу немногих выдающихся инструментов и обошёлся казне в 36000 руб. ассигнациями, а на выделенные императором Николаем I 15000 рублей были ещё приобретены 4 больших инструмента.
Обсерватория Казанского университета по своему устройству и оснащению встала в один ряд с лучшими обсерваториями Европы. До 1840 г. И. М. Симонов был единственным её наблюдателем, совмещая многочисленные наблюдения с большой педагогической нагрузкой, т.к. астрономия в КУ тогда « преподавалась в очень широких пределах ». По словам Д.И. Дубяго, «вообще, следя за жизнью этого замечательного человека, невольно удивляешься разнообразию его учёных занятий, что показывают как его сочинения по чистой математике, астрономии, магнетизму и пр., так и необычайная ревность к производству наблюдений. Он сам передаёт, например, что производил ежечасные метеорологические наблюдения и днём, и ночью, заставляя будить себя ежечасно во время сна: один раз - в течение 60 дней (!), другой – в течение 30 дней. И не пропустил ни одного часа (!). Подобным образом без посторонней помощи много раз наблюдал изменения магнитного склонения по 44 часа сряду». Первый опыт наблюдений в новооткрытой обсерватории был сделан ещё в июне 1837 г., в то время как постоянные наблюдения, которые потом были опубликованы, начались 13 апреля 1838 г. на Венском меридианном круге. С этого момента и следует считать начало существования астрономической обсерватории КУ. Только с целью определения широты обсерватории Симоновым было произведено 440 наблюдений различных звёзд в меридиане. Кроме того, были выполнены многочисленные наблюдения Урана и малых планет Цереры и Паллады, а также звёзд, имевшие общенаучное значение. Почти 3 года Симонов работал в обсерватории один. И вот с 16 сентября 1840 г. в штате обсерватории появился астроном- наблюдатель, с правами адъюнкт - профессора, которым стал ученик Симонова Михаил Васильевич Ляпунов (1820-1868), отец трех в будущем знаменитых сыновей: известного русского математика академика А. М. Ляпунова, языковеда-слависта академика Б. М. Ляпунова и композитора C. М. Ляпунова. Родом из Нижегородской губернии, гимназическое и университетское образование М. В. Ляпунов получил в Казани. В 1839 г. он окончил курс по философскому факультету с серебряной медалью. Своим математическим образованием (по его собственным словам) Михаил Васильевич был обязан Лобачевскому, а астрономическим – Симонову, в наблюдениях которого он принимал участие ещё будучи студентом. Им были обработаны полученные в 1838 – 1840 гг. Симоновым наблюдения, которые затем были опубликованы КУ в 1842 г. на французском языке.
Вместе с Н.И. Лобачевским, в то время уже ректором университета, и профессором физики Э.А. Кнорром М.В. Ляпунов участвует в наблюдении полного затмения Солнца, происходившего 26.7.1842 г. в Пензе. Кстати, в печатном отчёте о поездке Лобачевский развивает почти на столетие опередившие его эпоху мысли о возможности двойственной природы света, о том, что свет представляет собой одновременно и колебания эфира, и движения мельчайших частиц. Эта экспедиция положила начало многим последующим выездам казанских учёных на наблюдения полных солнечных затмений. Интересно, что, будучи ректором, Н.И. Лобачевский порой проводил астрономические наблюдения.
С появлением в штате обсерватории М.В. Ляпунова в ней начались регулярные наблюдения малых планет, комет и зонные наблюдения звезд от 20 до 24 градусов склонения. Однако во время большого пожара в Казани осенью 1842 г. сгорел деревянный штатив рефрактора (а также библиотека и журналы наблюдений). Но рефрактор и др. инструменты были спасены студентами, руководимыми Н.И. Лобачевским и М.В. Ляпуновым (И. М. Симонов в то время находился в заграничной командировке ). Оптика и некоторые механические части инструментов были спасены. Но тяжёлые деревянные штативы, колонны и оси сгорели. Да и оптика требовала ремонта, т.к. во время пожара было не до аккуратного с ней обращения. Поэтому три больших инструмента: рефрактор, экваториал и большой пассажный инструменты были отправлены в Пулково. « Для надзора за исправлением инструментов и для занятий при обсерватории » был командирован М. В. Ляпунов. Венский меридианный круг восстановлению не подлежал и решено было заказать новый немецкому мастеру Репсольду. Прочие инструменты были переданы механику Нею, а ремонтом здания занялся строительный комитет КУ. Инструменты удалось исправить лишь через два года. Ляпунов же за время командировки выполнил ряд важных наблюдений, в том числе, участвовал в определении долготы Пулково.
Из командировки Ляпунов вернулся в 1846 году, совершив путь с исправленными инструментами на лодке в течение 35 дней. И с 1847 года, наконец, вновь начала функционировать АО, где Ляпунов являлся её основным наблюдателем. С этого же года по предложению Пулковской обсерватории на рефракторе начинаются плановые наблюдения звезд до 7 звездной величины и исследования большой туманности в Орионе, выполненные Ляпуновым на высоком профессиональном уровне.
Роль Симонова в развитии Казанской и отечественной астрономии очень велика. Благодаря его инициативе и энергии казанские астрономы получили прекрасное здание обсерватории, лучшие по тому времени инструменты. Симонов является основателем и магнитной обсерватории университета. Он автор учебника "Уранометрия", которым пользовались многие поколения студентов. Научные исследования Симонова принесли ему широкую известность в России и за рубежом. Он состоял членом 16 научных обществ и академий, имел звание надворного советника, являлся кавалером орденов Св. Анны II степени и Св. Владимира IV степени.
М.В. Ляпунов М.А. Ковальский
В 1846 году И. М. Симонов был утвержден в должности проректора, а в 1847 г. - ректора университета, и он уже не мог отдавать все свое время астрономической обсерватории. К тому же, по уставу КУ ректор не имел права возглавлять кафедру. Ляпунов принял в заведование обсерваторию, но от лестного предложения Симонова возглавить и кафедру отказался, хотя и согласился временно читать лекции студентам до назначения нового профессора. Поэтому в 1850 году адъюнкт - профессором по кафедре астрономии был назначен приглашенный из Пулковской обсерватории Мариан Альбертович Ковальский (1821-1884). М. А. Ковальский родился в Польше в г. Добжинь 15.8.1821 г.. В 1845 г. окончил Петербургский университет, где обучался у замечательных астрономов А. Н. Савича и В. Я. Струве. В 1847 – 1849 гг. он совершил трудное путешествие с экспедицией Русского Географического общества, в котором определил географические координаты 186 пунктов и высоты 76 пунктов. Эти исследования стали основой его докторской диссертации, за которую он получил Демидовскую премию. Позднее, когда в 1852 году Ковальский был утвержден профессором по кафедре астрономии, а заведование обсерваторией оставалось за Ляпуновым, это внесло значительную дезорганизацию в работу, т.к., к сожалению, между этими двумя талантливыми учеными не сложились отношения. В 1855 г. Ляпунов оставил университет.
М.А. Ковальским был разработан план большой наблюдательной работы по составлению каталога звезд до 10 звездной величины для участков неба от 90 до 80 градусов по склонению, наблюдением которых он занимался в 1863 – 1869 гг., а также наблюдений Солнца и звезд с целью изучения рефракции на горизонте. Казанская обсерватория приняла участие в составлении каталога звезд, создаваемого Международным астрономическим обществом, в наблюдениях прохождения Венеры по диску Солнца в 1874 г.. При Ковальском астрономические наблюдательные и теоретические работы, часто основанные на наблюдениях, сделанных в Казани, получили широкую мировую известность. И нужно сказать, что реализация всей этой обширной программы легла в основном на самого Ковальского.
После Ляпунова должность астронома-наблюдателя либо оставалась вакантной, либо ее занимали случайные люди. И только с 1876 г., когда астрономом-наблюдателем стал П.С. Порецкий (1846-1907), в будущем известный математик, первым в России начавший заниматься вопросами математической логики, Ковальский перестал наблюдать, и сам занялся обработкой своих более ранних наблюдений.
М.А. Ковальский сочетал в себе неутомимого наблюдателя и блестящего теоретика. Он первый подробно исследовал движение незадолго до того открытой планеты Нептун и дал таблицы ее движения. В основном, по собственным наблюдениям составил каталог 4200 звёзд (по международной программе). Ковальский создал новые, замечательные по своей идее методы вычисления орбит малых планет и двойных звезд, тщательно изучал рефракцию, разработал точную теорию покрытий звёзд Луною и дал довольно простой геометрический метод предвычислений этих явлений – метод, которым пользовались все русские обсерватории до конца столетия, внёс существенный вклад в теорию затмений Солнца и Луны. Но самая его важная работа "О законах собственных движений звезд каталога Брадлея" (1859 г.) посвящена решению весьма трудной задачи - исследованию собственных движений звезд. В ней был разработан и применен новый метод для определения движения солнечной системы в пространстве, известный сейчас под названием метода Ковальского - Эри, дана математическая постановка задачи о галактическом вращении - вращении, существование которого было окончательно установлено только в 1927 г., основательно опровергнута теория о центральном положении Солнца в Галактике.
Среди профессуры и студенчества Ковальский завоевал репутацию крупного ученого и педагога, он являлся одним из основателей Русского Астрономического Общества, учреждённого в 1890 г. уже после его смерти, в 1863 г. был избран членом-корреспондентом Петербургской АН и членом Королевского Астрономического общества в Англии, а также почётным членом ряда русских и зарубежных научных учреждений и обществ. Одним словом, был выдающимся человеком своего времени. В 1880 году Ковальского избрали ректором КУ, но он отказался по состоянию здоровья: из-за болезни сердца.