Лавелл (радиотелескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
«Лавелл»
Вид на радиотелескоп

Вид на радиотелескоп

Оригинал названия

Lovell Telescope

Тип

Радиотелескоп

Расположение

Чешир, Великобритания

Координаты
Высота

90,6 м

Длины волн

6 см и более

Дата открытия

2 августа 1957[1]

Диаметр

76,2 м[2]

Собирающая площадь

4560 м²[2]

Фокусное расстояние

22,9 м[2]

Монтировка

Альт-азимутальная полноповоротная

Купол

нет

Сайт:

http://www.jb.man.ac.uk/aboutus/lovell/

«Лавелл» — радиотелескоп в обсерватории «Джодрелл Бэнк» рядом с Густри, Чешир, Северо-Западная Англия. На момент постройки в 1957 году, являлся самым большим (диаметр зеркала 76,2 метра) полноповоротным радиотелескопом в мире[3]. В настоящее время — третий по величине, после радиотелескопа «Грин-Бэнк» в США (100 м) и Эффельсбергского радиотелескопа в Германии (100 м)[4]. Изначально он был известен просто как 250-футовый телескоп или Радиотелескоп в «Джодрелл Бэнк»; примерно в 1961 году был переименован в телескоп «Марк 1» («Mark I») когда было начато обсуждение строительства новых телескопов («Марк 2», «3» и «4»)[5]. В 1987 году был переименован в радиотелескоп «Лавелл»[6] и стал частью сети «МЕРЛИН» и Европейской РСДБ сети[7][8].

Создатели Бернард Лавелл и Чарльз Хазбанд за вклад в создании телескопа были посвящены в рыцари[9]. В сентябре 2006 года телескоп выиграл в конкурсе знаменитых сооружений проводившимся каналом Би-би-си[10]. В 2007 году телескоп отпраздновал свое 50-ти летие.

В ясную погоду телескоп виден с высотных зданий таких как Beetham Tower в Манчестере и таких отдалённых мест как Пеннинские горы, Winter Hill, Сноудония, en:Beeston Castle, Чешир и Скалистый край. Так же виден из зала ожидания и ресторана Терминала 1 аэропорта Манчестера.

Строительство[править | править вики-текст]

Разработка и строительство Mark I[править | править вики-текст]

Бернард Лавелл построил транзитный телескоп в Джодрелл Бэнк в конце 1940-х. Это был радиотелескоп диаметром 218 футов (66 м), который смотрел только вверх, следующим логическим шагом было построить телескоп, который бы мог смотреть на все части неба. Хотя транзитный телескоп был спроектирован и построен самостоятельно, для разработки полностью управляемого (поворотного) телескопа первостепенной задачей было найти инженера готового сделать эту работу. Им оказался Чарльз Хазбанд, которого Лавелл впервые встретил 8 сентября 1949 года.[11][12]

The Mark 1 under construction.
Credit: Jodrell Bank.

Основой вертикального поворотного механизма стали два 15 дюймовых (38 сантиметров) подшипника снятых с орудийных башен списанных военных кораблей 2-ой мировой войны HMS Revenge и Royal Sovereign остальные части поворотного механизма разрабатывались под эти подшипники[13]. Хазбенд представил первые чертежи поворотного телескопа в 1950 году, после уточнения подробные чертежи были представлены Департаменту научных и промышленных исследований Великобритании 20 марта 1951 года[14][15]. В марте 1952 года чертежи были утверждены[16].

Строительство началось 3 сентября 1952 года[17]. Фундамент телескопа был завершен 21 мая 1953 года, глубина фундамента 90 футов (27 м)[18][19]. Из-за требований точности при укладке рельс фундамент был оставлен на усадку до середины апреля 1954 года[20][21]. Центральная ось была поставлена на место 11 мая 1954 года[22], последняя ходовая тележка в середине апреля 1955 года.[23]

The Mark 1 under construction.
Credit: Jodrell Bank.

Зеркало телескопа вначале представляло собой проволочную сетку для наблюдения за длинами волн от 1 до 10 метров[24], впоследствии оно было заменено на стальную поверхность, для наблюдения линию водорода (21 см) открытую в 1951 году[25]. В феврале состоялась встреча Лаввела с представителями министерства авиации по вопросу финансирования увеличения точности телескопа в сантиметровых волнах для научных исследований и «других целей» министерства. И хотя финансирование от министерства авиации так и не было получено, процесс планирования зашел так далеко, что эти улучшения пришлось осуществлять в любом случае[26].

Телескоп был построен так, что зеркало может быть полностью перевернутым. Первоначально предполагалось использование подвижной башни у основания телескопа для смены приемников в фокусе[27]. Однако, они не были построены, из-за с финансовых ограничений и того, что большая часть приемной аппаратуры располагалась на основании телескопа, а не в фокусе[28]. Вместо этого, приемники были установлены на 15 метровую в центре зеркала. Сборки приемного оборудования могут быть помещены в небольшую лабораторию непосредственно под телескопом, в помещениях, на вершинах двух башен или в здании управления[29].

Телескоп был запущен в первый раз 3 февраля 1957 года. Первый поворот по азимуту (на один дюйм)[30] с помощью двигателей был опробован 12 июня 1957 года[31]; первый наклон башни 20 июня 1957 г.[31] К концу июля поверхность зеркала была завершена[32], «Первый свет» телескоп увидел 2 августа 1957 сделав дрейф сканирование Млечного Пути в диапазоне 160 МГц[1] телескоп впервые управляться из диспетчерской 9 октября 1957 года[33][34] by a purpose-built analogue computer.[25] используя специально построенный аналоговый компьютер.

Стоимость строительства оказалась значительно выше предполагаемой, в основном из-за крутого роста цен на сталь во время строительства телескопа. Изначально гранды на строительство телескопа давали en:Nuffield Foundation и правительство, это в сумме составило 335 000 фунтов стерлингов[16]. Правительство несколько раз увеличивало свою долю финансирования по мере роста стоимости строительства, так же деньги поступали от частных пожертвований. Заключительный дебиторская задолженность от строительства телескопа составила 50 000 фунтов стерлингов, была погашена en:Lord Nuffield и en:Nuffield Foundation 25 мая 1960 г.[35] (благодаря тому что телескоп выполнял важную общественную роль в слежении за космическими объектами) и Джодрелл Бэнк был переименован в радиоастрономическая лаборатория Nuffield. Окончательная стоимость телескопа составила 700 000 фунтов стерлингов[36].

Модернизация до Mark IA[править | править вики-текст]

Вскоре после запуска телескопа, Лаввел и Хазбент начали рассматривать идею модернизации телескопа по увеличению точности поверхности и передачу управления цифровому компьютеру. План обновления был составлен компанией Хазбета и были представлены Лаввелу в апреле 1964 года[37]. Их планы стали более актуальными, когда, в сентябре 1967 года, были обнаружены усталостные трещины в системе привода подъема зеркала. Проектный срок службы телескопа составлял 10 лет и Хазбент предупреждал о возможных поломках с 1963 года. Возникновение усталостных трещин была первой из этих проблем, грозящих остановить работу телескопа. Если бы они оставили без рассмотрения то вскоре могли утратить возможность использовать подъемную систему[38]. На ремонт и модернизацию телескопа переименованного в Mark IA было выделено 400 000 фунтов стерлингов финансирования, об этом было объявлено 8 июля 1968 года[39][40]. Модернизация была проведена в три этапа, этап 1 с сентября 1968 по февраль 1969 года[41], этап 2 в период с сентября по ноябрь 1969 г.[42] и этап 3 в период с августа 1970 по ноябрь 1971 года[43] .

Первым этапом было добавление внутреннего рельсового пути, который принял на себя треть веса телескопа[41][44]. Внешний рельсовый путь, который поржавел и деформировался за время использования, был заменен во втором этапе. На внутренний рельс были установлены четыре тележки, существующим тележкам на внешнем рельсе был произведен капитальный ремонт[42][44].

В третьем этапе произошли большие изменения, новая, более точная поверхность зеркала была смонтирована поверх старой, в результате телескоп можно использовать на длинах волн от 6 см[24], была добавлена поддержка центрального колеса. Новая система управления компьютером (повторное использоване Ferranti Argus 104 компьютера телескопа Mark II), усталостные трещины в конусах соединения зеркала были устранены, центральная антенна была удлиненна и укреплена[43][44]. К сожалению при работах не обошлось без трагического случая, в январе 1972 года при подъеме антенны последняя сорвалась и травмировала двух инженеров, один из них от полученных травм скончался[45].

Модернизация Mark IA была официально завершена 16 июля 1974 года и телескоп был передан обратно в университет. Из-за роста стоимости стали во время модернизации, окончательная стоимость модернизации составила 664 793,07 фунтов стерлингов. Обновление Марк И. А. был официально завершен 16 июля 1974 года, когда телескоп был передан обратно в университет. Из-за роста стоимости стали во время обновления, окончательную сумму для обновления составила £ 664,793.07[46].

The Lovell telescope mid-resurfacing.
Credit: Jodrell Bank.

Последующие модернизация и ремонты[править | править вики-текст]

2 января 1976 года, буря со скоростью ветра около 140 км/ч, почти уничтожила телескоп. Башни погнулись, и один из подшипников соединения зеркала с башней соскочил. После дорогостоящего ремонта, в башнях были добавлены диагональные крепления балок, чтобы этого не повторилось[44].

К 1990 году поверхность телескопа сильно проржавела. В 2001—2003 годах обновили покрытие телескопа, повышая её чувствительность на частоте 5 ГГц (в пять раз). Для поверхности зеркала была применена техника голографического профилирования, которая позволила оптимизировать работу на длине 5 см (16 см на старой поверхности)[47]. Была установлена новая система привода, обеспечивающая более высокую точность наведения. Внешний рельс был переуложен, а фокусная (антенная) башня была укреплена для возможности подвески более тяжелых приемников[48].

В 2007 году потребовалась замена треснувшему колесу, в 2008 году произведена замена ещё одного. Таким образом всего было заменено 2 колеса с начала работы телескопа в 1957 году[49].

Имеющиеся (по состоянию на 2010 год) два диких сокола-сапсана (помещенных в каждой из башен поддержки) предотвращают неприятности голубиных нашествий (загрязнение голубиным пометом, влияние тепла их тел на чувствительную аппаратуру), от которых страдают другие радиотелескопы.

Статистика[править | править вики-текст]

Масса телескопа: 3200 т[2]
Масса зеркала: 1500 т[2]
Диаметр зеркала: 76.2 м[2]
Площадь зеркала: 5270 м²[2]
Собирающая площадь зеркала: 4560 м²[2]
Высота оси поворота: 50.5 м[2]
Максимальная высота: 89.0 м[2]
Радиус поворотной раммы: 38.5 м[2]
Наружный диаметр рельсового пути: 107.5 м[2]
Количество краски 3 слоев зеркала: 5300 л[2]
Мощность азимутных двигателей Два эл.двигателя по 50 лошадиных сил у подножий боковых башен.[50]
Скорость поворота 9 град./мин. по азимуту
6 град./мин. по высоте.[50]

Обследование космоса[править | править вики-текст]

Спутников и искусственных спутников[править | править вики-текст]

A model of Sputnik 1.

Телескоп начал действовать летом 1957 года, как раз во время запуска Спутник-1, первого искусственного спутника планеты. Хотя передачу со спутника можно было легко словить на бытовой радиоприемник, телескоп Лаввела был единственным телескопом, способным отследить ракету-носитель спутника радиолокатором. Первый пеленг был осуществлен незадолго до полуночи 12 октября 1957 г.[51][52] Также им бы осуществлен пеленг ракеты-носителя Спутник-2 сразу по полуночи 16 ноября 1957 г.[53]

Телескоп также принял участие в некоторых из ранних работ со спутниками. В феврале и марте 1963 года телескоп передавал сигналы через Луну и спутник НАСА Echo II, находящийся на воздушном шаре на высоте 750 км, в обсерваторию СССР Зименки. Некоторые сигналы из США в СССР передавались через Джодрелл Бэнк.[54]

Лунная программа[править | править вики-текст]

Pioneer 5 mounted to its Thor Able launcher.

Телескоп Ловелла использовался для сопровождения советских и американских зондов, отправлявшихся на Луну в конце 1950-х и начале 1960-х. Среди американских космических зондов, телескоп сопровождал Pioneer 1 с 11 по 13 ноября 1958 года[55][56] Pioneer 3 в декабре 1958 года[57] и Pioneer 4 март 1959.[58] телескоп сопровождал Pioneer 5 с 11 марта по 26 июня 1960 года, и был использован для отправки команд зонду, в том числе отделить зонд от ракеты-носителя, когда он был на расстоянии 12,9 млн км. Он также получил данные от Pioneer 5, являясь единственным телескоп в мире способным на это в то время.[59], последний сигнал был пойман от зонда находящегося на расстоянии 36,2 миллиона километров 26 июня 1960 года.[57]

Телескоп также отслеживал советские лунные зонды, в том числе Луна-2 с 13 по 14 сентября 1959 г. прилунение было подтверждено телескопом, измеряя воздействие гравитации Луны на зонд,[60], Луна-3 4 Октября 1959.[61] Кроме того, телескоп сопровождал Луна-9 в феврале 1966 года, первый космический аппарат, сделавший мягкую посадку на Луну. Телескоп принял факсимильную передачу фотографий с лунной поверхности. Фотографии были опубликованы в британской прессе — зонд передавал, вероятно чтобы увеличить шансы на прием, в международном формате для передачи изображения в ленты новостей.[62]

Телескоп сопровождал Луна-10, российский спутник выведенный на орбиту Луны, в апреле 1966 года[63] и Зонд-5 в сентябре 1968 года, Российский зонд, который был запущен на Луну, вокруг которой сделал серию снимков, прежде чем вернуться на Землю[64]. телескоп не отслеживал Аполлон-11, как это было отслеживание Луна-15 в июле 1969 года. Тем не менее, 50 футов (15 м) телескоп в Джодрелл Банк был использован в то же время отслеживать Аполлон-11.[65][66]

Обследование Венеры[править | править вики-текст]

В июне 1961 года с помощью радиотелескопа советские ученые безуспешно пытались принять сигнал от первой автоматической станции к Венере — «Венера-1».

Обследование Марса[править | править вики-текст]

ICBM «сторожевой пес»[править | править вики-текст]

Научные наблюдения[править | править вики-текст]

Солнечная система[править | править вики-текст]

Линия водорода 21см[править | править вики-текст]

Мазеры[править | править вики-текст]

Пульсары[править | править вики-текст]

Гравитационное линзирование[править | править вики-текст]

Квазары и интерферометрия[править | править вики-текст]

Другие интересные наблюдения[править | править вики-текст]

В популярной культуре[править | править вики-текст]

Клипы[править | править вики-текст]

Placebo The Bitter End (2003)

Книги[править | править вики-текст]

  • Lovell Bernard The Story of Jodrell Bank. — Oxford University Press, 1968. — ISBN 0192176196.
  • Lovell Bernard Out of the Zenith: Jodrell Bank 1957-1970. — Oxford University Press, 1973. — ISBN 0-19-217624-2.
  • Lovell Bernard The Jodrell Bank Telescopes. — Oxford University Press, 1985. — ISBN 0-19-858178-5.
  • Lovell Bernard Astronomer by Chance. — London: Macmillan, 1990. — ISBN 0-333-55195-8.
  • Piper Roger The Story of Jodrell Bank. — Carousel. — London: Carousel. — ISBN 0-552-54028-5.

Журнальные статьи[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Bernard Lovell [1] = Story of Jodrell Bank. — Oxford University Press, 1968. — P. 282. — ISBN 978-0192176196.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ian Morison. The Lovell Telescope: Facts & Figures (англ.). Jodrell Bank Centre for Astrophysics. The University of Manchester (9 December 2008). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. (Проверено 25 ноября 2011)
  3. On This Day - 14 March 1960: Radio telescope makes space history  (англ.), BBC News (14 March 1960). (Проверено 2 ноября 2011)
  4. The Lovell Telescope presents a new face to the Universe (англ.). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. (Проверено 15 декабря 2011)
  5. Bernard Lovell [2] = The Jodrell Bank Telescopes. — Oxford University Press, 1985. — P. 308. — ISBN 978-0198581789.
  6. Lovell Radio Telescope refurbished  (англ.), BBC News (28 April 2003). (Проверено 15 ноября 2011)
  7. Once Wilson's "White Heat", Now History: Tessa Blackstone Lists Bt Tower (англ.). Проверено 28 мая 2007. Архивировано из первоисточника 5 февраля 2007.
  8. Images of England (англ.). English Heritage. Проверено 17 июля 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  9. Jodrell Bank — History (англ.). Проверено 10 июня 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  10. Finlo Rohrer. Aye to the telescope  (англ.), BBC News (5 September 2006).
  11. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 28
  12. Lovell, Astronomer by Chance, p. 195
  13. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 29
  14. Lovell Bernard Blue Book. — 1950. — ISBN 0312322496. (the proposal document for the Lovell Telescope)
  15. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 35
  16. 1 2 Lovell, Astronomer by Chance, p. 222
  17. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 44
  18. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 47
  19. Lovell, Astronomer by Chance, p. 225
  20. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 65a (caption of lower photograph)
  21. Lovell, Astronomer by Chance, p. 232
  22. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 80a (caption of upper photograph)
  23. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 71
  24. 1 2 JBO — Construction. Проверено 28 мая 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  25. 1 2 The 250 ft Mk I Radio Telescope — The building of the world's first giant radio telescope.. Jodrell Bank Observatory. Проверено 23 ноября 2006. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  26. Lovell, Astronomer by Chance, pp. 235—236
  27. Lovell, Story of Jodrell Bank, p88
  28. Story of Jodrell Bank, p88
  29. Lovell (1957)
  30. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 155
  31. 1 2 Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 157
  32. Lovell, Astronomer by Chance, p. 250
  33. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 193
  34. Lovell, Astronomer by Chance, p. 260
  35. Story of Jodrell Bank, p. 244
  36. Piper, Story of Jodrell Bank, p. 95
  37. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, pp. 60-61
  38. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, pp. 65-66
  39. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, p. 68
  40. Out of the Zenith, p. 237
  41. 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes, pp. 75-81
  42. 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes, pp. 81-83
  43. 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes, pp. 83-94
  44. 1 2 3 4 The MKIA Radio Telescope. Jodrell Bank Observatory. Проверено 21 ноября 2006. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  45. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, p. 91
  46. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, p. 94
  47. JBO — Lovell Telescope — the future (in 2000). Проверено 28 мая 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  48. The Lovell Telescope Upgrade. Jodrell Bank Observatory. Проверено 23 ноября 2006. Архивировано из первоисточника 15 октября 2006.
  49. Telescope's Tyre Change is Wheel Success. Jodrell Bank Observatory (4 February 2008). Проверено 7 февраля 2008. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  50. 1 2 JBO — Anatomy of the Lovell telescope. Проверено 28 мая 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  51. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 196
  52. Lovell, Astronomer by Chance, p. 262
  53. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 197
  54. Out of the Zenith, chapter 15
  55. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 212
  56. Lovell, Astronomer by Chance, p. 269
  57. 1 2 Jodrell Bank's role in early space tracking activities. Проверено 10 июня 2007. Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012.
  58. U.S. Planet, Time Magazine (16 March 1959). Проверено 9 апреля 2007.
  59. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. xii, pp. 239—244
    Lovell, Astronomer by Chance, p. 272
    Voice in Space, Time Magazine (21 March 1960). Проверено 9 апреля 2007.
    Big Voice from Space, Time Magazine (23 May 1960). Проверено 9 апреля 2007.
  60. Lovell, Story of Jodrell Bank, pp. 231—236 and caption on bottom photo of page 209a
    Piper, Story of Jodrell Bank, p. 42
    Lovell, Astronomer by Chance, pp. 269—271
    Moon Blow, Time Magazine (21 September 1959). Проверено 9 апреля 2007.
    Trail of the Lunik, Time Magazine (28 September 1959). Проверено 9 апреля 2007.
  61. Lovell, Story of Jodrell Bank, pp. 236—238
    Lovell, Astronomer by Chance, p. 271
    Lunik III, Time Magazine (12 October 1959).
    First to the Far Side, Time Magazine (19 October 1959). Проверено 8 апреля 2007.
  62. Lovell, Story of Jodrell Bank, p. 250
    On This Day - 3 February 1966: Soviets land probe on Moon, BBC News (3 February 1966). Проверено 9 апреля 2007.
    The Lunar Landscape, Time Magazine (11 February 1966). Проверено 7 апреля 2007.
  63. Bringing Credit to Jodrell Bank, Time Magazine (15 April 1966). Проверено 6 апреля 2007.
  64. Russia's Race to the Moon, Time Magazine (27 September 1968). Проверено 9 апреля 2007.
  65. Scoopy, Snoopy or Sour Grapes?, Time Magazine (25 July 1969). Проверено 9 апреля 2007.
  66. Lovell, Jodrell Bank Telescopes, p. 82

Ссылки[править | править вики-текст]