Прецизионный оптический интерферометр ВМФ
 Прецизионный оптический интерферометр ВМФ на станции Андерсон-Меса обсерватории Лоуэлла. | |
| Альтернативные названия | НПОИ |
|---|---|
| Часть | Станция Флагстафф Военно-морской обсерватории США  |
| Местоположение(а) | Аризона |
| Координаты | 35 ° 05'45 "N 111 ° 32'02" W / 35,0959 ° N 111,534 ° W |
| Организация | Обсерватория Лоуэлла Станция Флагстафф Военно-морской обсерватории США Военно-морская обсерватория США Лаборатория военно-морских исследований США |
| Высота | 2163 м (7096 футов) |
| Построен | 1992–1994 |
| Первый свет | 1994 |
| Стиль телескопа | астрономический интерферометр Интерферометр Майкельсона |
| Веб-сайт | Лоуэлл |
  Расположение прецизионного оптического интерферометра ВМФ | |
 Соответствующие СМИ на сайте Commons | |
( Прецизионный оптический интерферометр ВМФ NPOI ) — американский астрономический интерферометр с крупнейшими в мире базовыми линиями, управляемый станцией Флагстафф военно-морской обсерватории (NOFS) в сотрудничестве с Исследовательской лабораторией ВМС (NRL) и обсерваторией Лоуэлла . НПОИ в первую очередь производит космические снимки и астрометрию, причем последняя является основным компонентом, необходимым для безопасного определения местоположения и навигации всех видов транспортных средств Министерства обороны. Объект расположен на станции Лоуэллс Андерсон-Меса на Андерсон-Меса , примерно в 25 километрах (16 миль) к юго-востоку от Флагстаффа, штат Аризона (США). До ноября 2011 года объект назывался Прототип оптического интерферометра ВМФ (НПОИ). Впоследствии прибор был временно переименован в Оптический интерферометр ВМФ, а теперь навсегда в Прецизионный оптический интерферометр ВМС Кеннета Дж. Джонстона (NPOI), что отражает как эксплуатационную зрелость объекта, так и дань уважения его главному водителю и основателю на пенсии Кеннету. Дж. Джонстон. [1] [2]
Проект NPOI был инициирован Военно-морской обсерваторией США (USNO) в 1987 году. [3] Лоуэлл присоединился к проекту в следующем году, когда USNO решило построить NPOI в Андерсон-Меса. [4] Первый этап строительства был завершен в 1994 году, что позволило интерферометру увидеть свои первые полосы, или свет, объединенный из нескольких источников, в том же году. [5] В 1997 году ВМФ начал регулярные научные операции. [6] С тех пор NPOI постоянно модернизировался и расширялся и работает уже десять лет. Работа NPOI как классического интерферометра описана в Scholarpedia. [7] и на сайте НПОИ. [8]
Описание
[ редактировать ]NPOI представляет собой астрономический интерферометр, имеющий трехлучевую Y-образную конфигурацию, длина каждого плеча которой находится на равном расстоянии друг от друга, составляет 250 метров (820 футов). В NPOI можно использовать станции двух типов. Астрометрические станции , используемые для очень точного измерения положения небесных объектов, представляют собой стационарные устройства, расположенные на расстоянии 21 метр (69 футов) друг от друга, по одному на каждом рукаве и один в центре. Станции визуализации можно перемещать в одно из девяти положений на каждом плече, и одновременно можно использовать до шести для выполнения стандартных наблюдений. Свет от станций любого типа сначала направляется в систему подачи, состоящую из длинных труб, из которых удален весь воздух. Они ведут к распределительному устройству с зеркалами, где свет направляется на шесть длинных линий задержки, которые представляют собой еще один набор длинных труб, компенсирующих различное расстояние до каждой станции. Затем свет направляется в установку объединения лучей, где он попадает в линии быстрой задержки. Этот третий набор вакуумированных труб содержит механизмы, которые перемещают зеркала вперед и назад с очень высокой степенью точности. Они компенсируют движение зеркал при слежении за объектом по небу, а также другие эффекты. Наконец, свет покидает трубы внутри BCF и попадает в таблицу объединения лучей, где свет комбинируется таким образом, что позволяет формировать изображения. [3]
Оба типа станций имеют три элемента: сидеростат , камеру широкоугольного наблюдения за звездами (WASA) и зеркало узкоугольного слежения (NAT). Первое представляет собой точно отшлифованное плоское зеркало диаметром 50 см (20 дюймов). Камеры WASA контролируют наведение зеркала на небесную цель. Отраженный свет от сидеростата направляется через телескоп, который сужает луч до диаметра труб, составляющего 12 см (4,7 дюйма). Затем свет попадает на зеркало НАТ, которое компенсирует атмосферные эффекты и направляет свет в систему подачи. [3]
В 2009 году NOFS приступила к окончательному планированию NPOI по включению в группу четырех оптических инфракрасных телескопов с апертурой 1,8 м (71 дюйм), которые были приняты ВМФ в 2010 году. [9] [10] и прикомандирован к станции Флагстафф военно-морской обсерватории . [11] Первоначально они задумывались как «выносные» телескопы для обсерватории Кека на Гавайях, но так и не были установлены и включены в интерферометр Кека. Три телескопа готовятся к почти немедленной установке. [12] [13] а четвертый в настоящее время находится в обсерватории Маунт-Стромло в Австралии и будет включен в какой-то момент в будущем. [11] Новые телескопы помогут получать изображения слабых объектов и улучшать абсолютную астрометрию благодаря их большей способности собирать свет, чем существующие сидеростаты. [11]
NOFS управляет и возглавляет научные исследования прецизионного оптического интерферометра ВМФ . [14] [15] как отмечается, в сотрудничестве с обсерваторией Лоуэлла и Военно-морской исследовательской лабораторией в Андерсон-Меса . NOFS финансирует все основные операции и на основании этого заключает контракт с обсерваторией Лоуэлла на обслуживание объекта Андерсон-Меса и проведение наблюдений для NOFS для проведения первичной астрометрии. Лаборатория военно-морских исследований (NRL) также предоставляет средства для заключения контракта с обсерваторией Лоуэлла и NRL на внедрение дополнительных сидеростатных станций с длинной базой, облегчающих основную научную работу NRL - синтетические изображения (как небесных, так и орбитальных спутников). По завершении строительства к 2013 году НПОИ будет использовать интерферометр с самой длинной базой в мире. Три учреждения – USNO, [16] [17] НРЛ, [18] и Лоуэлл [19] – каждый назначает руководителя в состав Оперативного консультативного совета (OAP), который коллективно руководит научными исследованиями и работой интерферометра. OAP поручило главному ученому и директору NPOI осуществлять научные исследования и операции для Группы; этот менеджер является старшим сотрудником NOFS и подчиняется директору NOFS. [20]
NPOI является примером конструкции интерферометра Майкельсона , основная наука которого находится в ведении NOFS. Обсерватория Лоуэлла и НРЛ присоединяются к научным усилиям, уделяя часть времени использованию интерферометра; время науки составляет 85% ВМФ (NOFS и NRL); и 15% Лоуэлл. НПОИ — один из немногих крупных инструментов в мире, которые могут проводить оптическую интерферометрию . [21] [22] См. иллюстрацию его макета внизу. NOFS использовал NPOI для проведения широкой и разнообразной серии научных исследований, помимо изучения абсолютного астрометрического положения звезд; [23] Дополнительная наука NOFS в NPOI включает изучение двойных звезд , Be-звезд , сплюснутых звезд , быстро вращающихся звезд , звезд со звездными пятнами , а также получение изображений звездных дисков (первое в истории) и вспыхивающих звезд . [24] В 2007–2008 годах NRL совместно с NOFS использовала NPOI для получения первых в истории предшественников изображений фазы закрытия спутников, вращающихся на геостационарной орбите . [25] [26]
Планы установки 1-метровой решетки были разработаны NRL и обсерваторией Лоуэлла на основе проведенных финансируемых научных исследований.
Обсуждение
[ редактировать ]Оптические интерферометры представляют собой чрезвычайно сложные телескопы с незаполненной апертурой, собирающие фотоны в визуальном (иногда и ближнем инфракрасном ) диапазоне, которые создают синтезированные изображения и дополнительные данные «на лету» (в отличие от радиоинтерферометров , которые имеют привилегию записывать данные для последующего синтеза). ), по сути, путем обратного преобразования Фурье входящих данных. Под астрометрией понимают точное измерение добавлений линий задержки во время интерферирования, чтобы сопоставить различия в пути света с концами базовой линии. По существу, используя тригонометрию, можно определить угол и положение «нацеливания» массива, тем самым делая вывод о точном положении на сфере неба.
Лишь немногие из них можно считать действующими. На сегодняшний день NPOI создал оптические изображения с самым высоким разрешением среди всех астрономических инструментов, хотя ситуация может измениться, когда массив CHARA и интерферометр обсерватории Магдалена Ридж начнут работать в оптическом диапазоне. [27] Первым астрономическим объектом, полученным (разрешенным) NPOI, был Мицар , и с тех пор был выполнен значительный объем астрометрических исследований , исследований опорной системы, звезды с быстрым вращателем и звездного диска Be. [28] НПОИ способен определять положение небесных объектов с точностью до нескольких миллисекунд дуги, отчасти благодаря оптическому закреплению его компонентов с помощью сложного метрологического массива лазеров, которые соединяют основные оптические элементы друг с другом и с коренной породой.
Многие специализированные лазеры также используются для выравнивания длинного ряда оптики. Нынешний сидеростатный массив NPOI остается единственным в мире оптическим интерферометром с длинной базой (437 метров), который может одновременно синхронизировать по фазе шесть элементов. [29] Ожидается, что возможности NPOI значительно возрастут с предстоящим добавлением четырех ИК/оптических телескопов с апертурой 1,8 метра в существующий массив. [11] В усовершенствованном массиве также будут использоваться методы адаптивной оптики . Такая компоновка и увеличенная редкая апертура позволят значительно улучшить научные возможности: от десятикратного увеличения измерения все более тусклых широкоугольных астрометрических целей до улучшения определения положения многочисленных двойных и вспыхивающих звезд. Когда установка 1,8-метрового телескопа будет завершена, НПОИ также проведет дополнительные исследования пыли и протопланетных дисков, а также планетных систем и их формирования. [30]
См. также
[ редактировать ]- Список астрономических интерферометров видимого и инфракрасного диапазона волн
- Список типов телескопов
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «НПОИ переименован, чтобы отразить его развивающуюся роль в исследованиях» . Обсерватория Лоуэлла. Архивировано из оригинала 31 января 2012 г. Проверено 4 января 2012 г.
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 4 октября 2013 г. Проверено 25 января 2013 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с Армстронг, Джей Ти; Мозуркевич Д.; Рикард, LJ; Хаттер, диджей; Бенсон, Дж.А.; Бауэрс, ПФ; Элиас, Нью-Мексико; Хаммел, Калифорния; Джонстон, Кей Джей; Бушер, DF; Кларк III, Дж. Х.; Ха, Л.; Линг, Л.-К.; Уайт, Нью-Мексико; Саймон, Р.С. (1998). «Прототип оптического интерферометра ВМФ». Астрофизический журнал . 496 (1): 550–571. Бибкод : 1998ApJ...496..550A . дои : 10.1086/305365 . S2CID 120515684 .
- ^ Хаттер, диджей; Элиас, Нью-Мексико; Петерсон, скорая помощь; Уивер, ВБ; Уивер, Г.; Мозуркевич Д.; Врба, Ф.Дж.; Саймон, РС; Бушер, DF; Хаммел, Калифорния (1997). «Проведение испытаний на четырех объектах в поддержку проекта НПОИ» . Астрономический журнал . 114 : 2822. Бибкод : 1997AJ....114.2822H . дои : 10.1086/118690 .
- ^ Хаттер, Дональд Дж. (1995). «Современное состояние прототипа оптического интерферометра ВМФ». Бюллетень Американского астрономического общества . 27 : 1452. Бибкод : 1995AAS...18712102H .
- ^ Армстронг, Джей Ти; Мозуркевич Д.; Паулс, Т.А.; Рикард, LJ; Бенсон, Дж.А.; Дайк, ХМ; Элиас, Нью-Мексико; Хаджян, Арканзас; Хаммел, Калифорния; и др. (1997). «Прототип оптического интерферометра ВМФ (НПОИ) находится в рабочем состоянии». Бюллетень Американского астрономического общества . 29 : 1234. Бибкод : 1997AAS...191.1603A .
- ^ Хаттер, Дональд (2012). «Наземная оптическая интерферометрия» . Схоларпедия . 7 (6): 10586. Бибкод : 2012SchpJ...710586H . doi : 10.4249/scholarpedia.10586 .
- ^ «НПОИ - Опытный образец оптического интерферометра ВМФ» . Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2016 г. Проверено 5 февраля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2012 г. Проверено 25 апреля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д Дивитторио, Майкл; Хаттер, Дональд Дж.; Келли, Майкл (2008). Шеллер (ред.). «Планы использования выносных телескопов Кека в НПОИ» . Оптическая и инфракрасная интерферометрия . 7013 : 87. Бибкод : 2008SPIE.7013E..2UD . дои : 10.1117/12.787635 . S2CID 122637531 .
- ^ «Принятие в дар телескопов» (PDF) . ВМС США. 03.11.2010. Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2016 г. Проверено 4 января 2012 г.
- ^ Хаттер, Дон (01 марта 2011 г.). «Обновление НПОИ» (PDF) . Военно-морская обсерватория США . Проверено 5 января 2012 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «НПОИ - Опытный образец оптического интерферометра ВМФ» . Архивировано из оригинала 15 декабря 2009 г.
- ^ Планы по использованию телескопов Keck Outrigger в НПОИ | Публикации . ШПИОН. Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «Научный директор USNO — Военно-морской океанографический портал» . Архивировано из оригинала 21 октября 2010 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 января 2013 г. Проверено 6 июля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 января 2013 г. Проверено 6 июля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ "Любопытство" . Архивировано из оригинала 17 августа 2012 г. Проверено 6 июля 2012 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 мая 2012 г. Проверено 6 июля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 марта 2012 г. Проверено 25 апреля 2012 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . франк.гарвард.edu . Архивировано из оригинала (PDF) 20 июля 2011 года . Проверено 30 июня 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Большеугольная астрометрия на прототипе оптического интерферометра ВМФ (НПОИ) . Adsabs.harvard.edu. Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ «НПОИ - Опытный образец оптического интерферометра ВМФ» . Архивировано из оригинала 27 мая 2010 г. Проверено 1 июля 2012 г.
- ^ Спутниковые изображения и определение характеристик с помощью оптической интерферометрии amotech.com
- ^ Наблюдения геосинхронного спутника с помощью оптической интерферометрии. Архивировано 29 ноября 2022 г. на Wayback Machine dtic.mil.
- ^ Армстронг, Джей Ти; Кларк III, Джеймс Х.; Гилбрет, GC; Хиндсли, Роберт Б.; Хаттер, Дональд Дж.; Мозуркевич, Дэвид; Паулс, Томас А. (2004). «Труды SPIE - Прецизионная узкоугольная астрометрия двойных звезд с помощью прототипа оптического интерферометра ВМФ». Новые рубежи звездной интерферометрии . 5491 : 1700. дои : 10.1117/12.553062 . S2CID 42997726 .
- ^ «Библиотека препринтов Военно-морской обсерватории США (2011)» . Военно-морская обсерватория США. 01.03.2011 . Проверено 5 января 2012 г.
- ^ Хаттер, Дональд Дж.; Бенсон, Джеймс А.; Бушманн, Тим; Дивитторио, Майкл; Завала, Роберт Т.; Джонстон, Кеннет Дж.; Армстронг, Дж. Томас; Хиндсли, Роберт Б.; Шмитт, Энрике Р.; Кларк III, Джеймс Х.; Рестаино, Серджио Р.; Тайкнер, Кристофер; Йоргенсен, Андерс М.; Дэвис, Сэм (2008). «Труды SPIE – НПОИ: последние успехи и перспективы». Оптическая и инфракрасная интерферометрия . 7013 : 701306. дои : 10.1117/12.787486 . S2CID 122096561 .
- ^ Шенкленд, Пол Д.; Дивитторио, Мэн; Хаттер, диджей; Бенсон, Дж.А.; Завала, РТ; Джонстон, Кей Джей (2010). «Наука с четырьмя 1,8-метровыми телескопами на прототипе оптического интерферометра ВМФ». Бюллетень Американского астрономического общества . 42 : 402. Бибкод : 2010AAS...21544112S .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Станция Флагстафф Военно-морской обсерватории США
- Дополнительная информация USNOFS. Архивировано 5 августа 2012 г. на archive.today.
- Сайт NPOI обсерватории Лоуэлла. Архивировано 6 апреля 2012 г. на Wayback Machine.
