Прецизионный оптический интерферометр для ВМФ - Navy Precision Optical Interferometer

Прецизионный оптический интерферометр для ВМФ
NPOI.Usic.jpg
Прецизионный оптический интерферометр военно-морского флота на станции Меса Андерсона обсерватории Лоуэлла.
Альтернативные названияNPOI Отредактируйте это в Викиданных
ЧастьСтанция Флагстафф военно-морской обсерватории США  Отредактируйте это в Викиданных
Местоположение (а)Аризона
Координаты35 ° 05′45 ″ с.ш. 111 ° 32′02 ″ з.д. / 35,0959 ° с.ш.111,534 ° з. / 35.0959; -111.534Координаты: 35 ° 05′45 ″ с.ш. 111 ° 32′02 ″ з.д. / 35,0959 ° с.ш.111,534 ° з. / 35.0959; -111.534 Отредактируйте это в Викиданных
ОрганизацияОбсерватория Лоуэлла
Станция Флагстафф военно-морской обсерватории США
Военно-морская обсерватория США
Лаборатория военно-морских исследований США  Отредактируйте это в Викиданных
Высота2,163 м (7,096 футов) Отредактируйте это в Викиданных
Построен1992 Отредактируйте это в Викиданных–1994 Отредактируйте это в Викиданных (1992 Отредактируйте это в Викиданных–1994 Отредактируйте это в Викиданных) Отредактируйте это в Викиданных
Первый свет1994 Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопаастрономический интерферометр
Интерферометр Майкельсона  Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтLowell.edu/исследование/ исследовательские центры/ npoi/ Отредактируйте это в Викиданных
Прецизионный оптический интерферометр ВМФ находится в США.
Прецизионный оптический интерферометр для ВМФ
Расположение прецизионного оптического интерферометра ВМФ
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

В Прецизионный оптический интерферометр для ВМФ (NPOI) - американец астрономический интерферометр, с крупнейшими в мире исходными условиями, управляемыми Военно-морская обсерватория Флагстафф станции (NOFS) в сотрудничестве с Лаборатория военно-морских исследований (NRL) и Обсерватория Лоуэлла. NPOI в первую очередь производит космические изображения и астрометрию, последняя является основным компонентом, необходимым для безопасного определения местоположения и навигации всех видов транспортных средств Министерства обороны. Объект расположен по адресу Lowell's Станция Андерсон Меса на Андерсон Меса примерно в 25 км к юго-востоку от Флагстафф, Аризона (НАС). До ноября 2011 года объект назывался Прототипом оптического интерферометра ВМФ (НПОИ). Впоследствии прибор был временно переименован в Оптический интерферометр ВМС, а теперь навсегда в Прецизионный оптический интерферометр ВМС Кеннета Дж. Джонстона (NPOI), что отражает как оперативную зрелость объекта, так и дань уважения его основному водителю и основателю в отставке Кеннету. Дж. Джонстон.[1][2]

Проект NPOI был инициирован Военно-морская обсерватория США (USNO) в 1987 году.[3] Лоуэлл присоединился к проекту в следующем году, когда USNO решило построить NPOI в Anderson Mesa.[4] Первый этап строительства был завершен в 1994 году, что позволило интерферометру увидеть свои первые полосы или свет от нескольких источников в том же году.[5] В 1997 году ВМФ начал регулярные научные операции.[6] С тех пор NPOI непрерывно модернизировалась и расширялась и работает уже десять лет. Работа NPOI как классического интерферометра описана в Scholarpedia,[7] и на сайте НПОИ.[8]

Описание

NPOI - это астрономический интерферометр расположены в форме «Y» с тремя рукавами, длина каждого равноотстоящего рукава составляет 250 метров (820 футов). Есть два типа станций, которые могут использоваться в NPOI. Астрометрические станции, используемые для очень точного измерения положения небесных объектов, представляют собой фиксированные устройства, расположенные на расстоянии 21 метра (69 футов) друг от друга, по одному на каждой руке и по центру. Станции визуализации могут быть перемещены в одно из девяти положений на каждой руке, и до шести могут использоваться одновременно для выполнения стандартных наблюдений. Свет от любого типа станции сначала направляется в систему подачи, которая состоит из длинных труб, из которых удален весь воздух. Они ведут к подстанции зеркал, где свет направляется на шесть длинных линий задержки, которые представляют собой еще один набор длинных трубок, которые компенсируют разные расстояния до каждой станции. Затем свет направляется в установку для объединения лучей, где он попадает в линии быстрой задержки. Этот третий набор откачанных труб содержит механизмы, которые перемещают зеркала вперед и назад с очень высокой степенью точности. Они компенсируют движение зеркал при отслеживании объекта по небу и другие эффекты. Наконец, свет покидает трубы внутри BCF и попадает в таблицу объединения лучей, где свет комбинируется таким образом, что позволяет формировать изображения.[3]

Компоновка прецизионного оптического интерферометра ВМФ
Компоновка прецизионного оптического интерферометра ВМФ.

Оба типа станций состоят из трех элементов: сидеростат, широкоугольную камеру для обнаружения звезд (WASA) и зеркало для отслеживания узких углов (NAT). Первый - это 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 трубок, который составляет 12 см (4,7 дюйма). Затем свет попадает в зеркало NAT, которое компенсирует атмосферные эффекты и направляет свет в систему подачи.[3]

В 2009 году NOFS приступила к окончательному плану NPOI по включению в матрицу четырех оптико-инфракрасных телескопов с апертурой 1,8 м (71 дюйм), которые были приняты ВМФ в 2010 году.[9][10] и закреплен за Военно-морская обсерватория Флагстафф станции.[11] Изначально они предназначались как телескопы-опоры для Обсерватория В. М. Кека на Гавайях, но так и не были установлены и включены в интерферометр Кека. Готовятся к немедленной установке три телескопа,[12][13] а четвертый сейчас находится на Обсерватория на горе Стромло в Австралии и будет включен в какой-то момент в будущем.[11] Новые телескопы помогут в получении изображений слабых объектов и улучшенной абсолютной астрометрии благодаря большему количеству сбор света способностей, чем существующие сидеростаты.[11]

NOFS работает и руководит наукой для Прецизионный оптический интерферометр для ВМФ,[14][15] как уже отмечалось, в сотрудничестве с Обсерватория Лоуэлла и Лаборатория военно-морских исследований в Андерсон Меса. NOFS финансирует все основные операции, и на основании этого контракта с обсерваторией Лоуэлла на содержание объекта Меса Андерсона и на 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 выполнение дополнительных сидеростатических станций с длинной базой, что облегчает выполнение основной научной работы NRL, создание синтетических изображений (как небесных, так и орбитальных спутников). По завершении к 2013 году NPOI будет эксплуатировать интерферометр с самой длинной базой в мире. Три учреждения - USNO,[16][17] NRL,[18] и Лоуэлл[19] - каждый из них предоставляет руководителя для участия в Оперативной консультативной группе (OAP), которая коллективно руководит научными исследованиями и работой интерферометра. OAP поручил главному научному сотруднику и директору NPOI провести научную и оперативную работу Группы; этот менеджер является старшим сотрудником NOFS и подчиняется директору NOFS.[20]

NPOI является примером Интерферометр Майкельсона дизайн, с основной наукой, управляемой NOFS. Обсерватория Лоуэлла и NRL объединились в научных усилиях по использованию интерферометра; время науки - 85% ВМФ (NOFS и NRL); и 15% Лоуэлла. NPOI - один из немногих крупных инструментов в мире, который может проводить оптический интерферометрия.[21][22] См. Иллюстрацию его расположения внизу. NOFS использовала NPOI для проведения широкой и разнообразной серии научных исследований, помимо изучения абсолютных астрометрических положений звезд;[23] дополнительная наука NOFS в NPOI включает изучение двойные звезды, Быть звездами, Сплюснутые звезды, быстро вращающиеся звезды, те, у кого звездные пятна, и изображение звездные диски (первый в истории) и вспыхивают звезды.[24] В 2007–2008 годах NRL с NOFS использовали NPOI для получения первых в истории предшественников изображения фазы замыкания спутников, находящихся на орбите в геостационарная орбита.[25][26][27]

Планы установки 1-метровой антенной решетки были разработаны NRL и обсерваторией Лоуэлла на основе проведенных научных исследований.

Обсуждение

Оптические интерферометры чрезвычайно сложные, собирающие фотоны телескопы с незаполненной апертурой в видимом (иногда ближнем) инфракрасный тоже), которые производят синтезированные изображения и периферийные данные "на лету" (в отличие от радиоинтерферометры которые имеют право записывать данные для потом синтез), по существу, взяв обратное преобразование Фурье входящих данных. Под астрометрией понимают точное измерение добавлений линий задержки во время окаймления, чтобы сопоставить разницу светового пути от концов базовой линии. Используя по существу тригонометрия угол и положение «точки» массива можно определить, таким образом, вывести точное положение на сфере неба.

Только немногие существуют что можно считать работоспособным. На сегодняшний день NPOI получил оптические изображения с самым высоким разрешением среди всех астрономических инструментов, хотя это может измениться, когда CHARA массив и Обсерватория Магдалена Ридж Интерферометр начинает работу в оптическом диапазоне.[28] Первый астрономический объект, сфотографированный (разрешенный) НПОИ, был Мицар, а поскольку значительная часть астрометрия, проведено исследование связующей системы координат, звезды с быстрым вращением и звездного диска Be.[29] NPOI способна определять положение небесных объектов с точностью до нескольких милли дуговых секунд, отчасти благодаря оптическому закреплению его компонентов с помощью комплекса метрология массив лазеров, которые соединяют основные оптические элементы друг с другом и с горной породой.

Многие специализированные лазеры также используются для юстировки длинного шлейфа оптики. Действующая НПОИ сидеростат Массив остается единственным в мире оптическим интерферометром с длинной базой (437 метров), который может одновременно синхронизировать шесть элементов.[30] Ожидается, что возможности NPOI значительно вырастут в связи с предстоящим добавлением в существующую группу четырех оптических и инфракрасных телескопов с апертурой 1,8 м.[11] Расширенный массив также будет использовать адаптивная оптика техники. Такая компоновка и увеличенная разреженная апертура позволят значительно улучшить научные возможности, от десятикратного увеличения количества измерений все более слабых широкоугольных астрометрических целей до улучшенного определения местоположения для множества двойных и вспыхивающих звезд. После завершения строительства 1,8-метрового телескопа NPOI также проведет дополнительные исследования пыли и протопланетных дисков, планетных систем и их образования.[31]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «НПО переименовано, чтобы отразить ее растущую роль в исследованиях». Обсерватория Лоуэлла. Архивировано из оригинал на 31.01.2012. Получено 2012-01-04.
  2. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-10-04. Получено 2013-01-25.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  3. ^ а б c Armstrong, J. T .; Мозуркевич, Д .; Рикард, Л. Дж .; Hutter, D. J .; Benson, J. A .; Бауэрс, П. Ф .; Элиас, Н. М .; Hummel, C.A .; Johnston, K. J .; Бушер, Д. Ф .; Clark III, J. H .; Ха, Л .; Ling, L.-C .; Уайт, Н. М .; Саймон Р. С. (1998). «Опытный образец оптического интерферометра ВМФ». Астрофизический журнал. 496 (1): 550–571. Bibcode:1998ApJ ... 496..550A. Дои:10.1086/305365.
  4. ^ Hutter, D. J .; Элиас, Н. М .; Peterson, E. R .; Weaver, W. B .; Weaver, G .; Мозуркевич, Д .; Vrba, F.J .; Саймон, Р. С .; Бушер, Д. Ф .; Хуммель, К. А. (1997). «Просмотр тестов на четырех объектах в поддержку проекта NPOI». Астрономический журнал. 114: 2822. Bibcode:1997AJ .... 114.2822H. Дои:10.1086/118690.
  5. ^ Хаттер, Дональд Дж. (1995). «Текущее состояние прототипа оптического интерферометра ВМФ». Бюллетень Американского астрономического общества. 27: 1452. Bibcode:1995AAS ... 18712102H.
  6. ^ Armstrong, J. T .; Мозуркевич, Д .; Pauls, T. A .; Рикард, Л. Дж .; Benson, J. A .; Dyck, H.M .; Элиас, Н. М .; Hajian, A.R .; Hummel, C.A .; и другие. (1997). «Опытный образец оптического интерферометра ВМФ (НПОИ) в работе». Бюллетень Американского астрономического общества. 29: 1234. Bibcode:1997AAS ... 191.1603A.
  7. ^ http://www.scholarpedia.org/article/Ground-based_optical_interferometry
  8. ^ http://www2.lowell.edu/npoi/what_is_it/default.php
  9. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-12-27. Получено 2012-02-05.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  10. ^ http://www.chara.gsu.edu/CHARA/Papers/Pasadena/12.Hutter.pdf
  11. ^ а б c d Дивитторио, Майкл; Хаттер, Дональд Дж .; Келли, Майкл (2008). Шёллер (ред.). «Планы по использованию телескопов Keck Outrigger в НПОИ». Оптическая и инфракрасная интерферометрия. 7013: 87. Bibcode:2008SPIE.7013E..2UD. Дои:10.1117/12.787635. S2CID  122637531.
  12. ^ «Принятие в дар телескопов» (PDF). ВМС США. 2010-11-03. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-12-27. Получено 2012-01-04.
  13. ^ Хаттер, Дон (2011-03-01). «Новости НПО» (PDF). Военно-морская обсерватория США. Получено 2012-01-05.[постоянная мертвая ссылка ]
  14. ^ http://www2.lowell.edu/npoi/index.php
  15. ^ Планы по использованию телескопов Keck Outrigger в НПОИ | Публикации. ШПИОН. Проверено 18 октября 2011 года.
  16. ^ http://www.usno.navy.mil/USNO/about-us/scientific-director-usno
  17. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2013-01-29. Получено 2012-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  18. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2013-01-29. Получено 2012-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  19. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-08-17. Получено 2012-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  20. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-05-15. Получено 2012-07-06.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  21. ^ http://usic.wikispaces.com/file/view/Armstrong_OpticalInterferometry_TEC_OIR.pdf
  22. ^ http://frank.harvard.edu/~howard/papers/optical_interferometry_review.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  23. ^ Широкоугольная астрометрия на прототипе оптического интерферометра ВМФ (НПОИ). Adsabs.harvard.edu. Проверено 18 октября 2011 года.
  24. ^ [1]
  25. ^ http://www.amostech.com/TechnicalPapers/2009/Non-resolved_Object_Characterizaion/Vrba.pdf
  26. ^ http://www.amostech.com/TechnicalPapers/2010/Systems/Jorgensen.pdf
  27. ^ http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a531729.pdf
  28. ^ Armstrong, J. T .; Кларк III, Джеймс Х .; Gilbreath, G.C .; Хиндсли, Роберт Б .; Хаттер, Дональд Дж .; Мозуркевич, Давид; Паулс, Томас А. (2004). "Труды SPIE - Прецизионная узкоугольная астрометрия двойных звезд с помощью прототипа оптического интерферометра ВМФ". Новые рубежи в звездной интерферометрии. 5491: 1700. Дои:10.1117/12.553062. S2CID  42997726.
  29. ^ "Библиотека препринтов Военно-морской обсерватории США (2011 г.)". Военно-морская обсерватория США. 2011-03-01. Получено 2012-01-05.
  30. ^ Хаттер, Дональд Дж .; Бенсон, Джеймс А .; Бушманн, Тим; Дивитторио, Майкл; Завала, Роберт Т .; Джонстон, Кеннет Дж .; Армстронг, Дж. Томас; Хиндсли, Роберт Б .; Schmitt, Henrique R .; Кларк III, Джеймс Х .; Restaino, Sergio R .; Тайкнер, Кристофер; Йоргенсен, Андерс М .; Дэвис, Сэм (2008). «Труды SPIE - NPOI: последние достижения и перспективы на будущее». Оптическая и инфракрасная интерферометрия. 7013: 701306. Дои:10.1117/12.787486. S2CID  122096561.
  31. ^ Shankland, Paul D .; Divittorio, M.E .; Hutter, D. J .; Benson, J. A .; Завала, Р. Т .; Джонстон, К. Дж. (2010). «Наука с четырьмя 1,8-метровыми телескопами на прототипе оптического интерферометра ВМФ». Бюллетень Американского астрономического общества. 42: 402. Bibcode:2010AAS ... 21544112S.

внешняя ссылка