Telescop Lovell

Telescop Lovell
Observator	Jodrell Bank
Corp	Universitatea din Manchester
Stat	Regatul Unit
Locație	Cheshire
Coordonatele	53 ° 14'10.5 "N 2 ° 18'25.74" W / 53.23625 ° N 2.30715 ° W 53.23625; -2.30715 Coordonate : 53 ° 14'10.5 "N 2 ° 18'25.74" W / 53.23625 ° N 2.30715 ° W 53.23625; -2.30715
Incorporat	1952–1957
Prima lumină în	1957
Caracteristici tehnice
Tip	Telescop radio
Diametrul primar	76,2 m
Zonă	4560 m²
Distanța focală	22,9 m
Cadru	Alt-azimut
Site-ul oficial
Editați datele pe Wikidata · Manual

Telescopul Lovell este cel mai mare radiotelescop al observatorului Jodrell Bank , situat lângă Goostrey, Cheshire , în nord-estul Angliei . La momentul construcției sale, în 1955 , acesta era cel mai mare radiotelescop pivotant din lume, având un diametru de 76,2 m ^[1] . Înainte de a deveni „telescopul Mark I” în jurul anului 1961, era cunoscut sub numele de „telescop de 250 de picioare” sau „radiotelescopul Jodrell Bank”. Și-a schimbat numele ca urmare a introducerii noilor tipuri de radiotelescoape Mark II, III și IV ^[2] . A fost redenumit Telescop Lovell în 1987 în onoarea lui Bernard Lovell , ^[3] și a devenit monument listat de gradul I în 1988. ^{[4] [5]} Telescopul face parte din rețeaua interferometrică MERLIN și din rețeaua europeană VLBI .

Atât Bernard Lovell, cât și Charles Husband au primit titlul de cavaler ca recunoaștere pentru designul telescopului. ^[6] În septembrie 2006, telescopul a câștigat concursul online promovat de BBC pentru a localiza cea mai mare „lucrare uitată” („Unmark landmark”) . ^[7] 2007 a sărbătorit a 50-a aniversare a telescopului.

Dacă vremea permite, telescopul Lovell poate fi văzut din cele mai înalte clădiri din Manchester, cum ar fi Turnul Beetham, Munții Cumbrian, Winter Hill, County Lancashire , Snowdonia ( Țara Galilor ), Castelul Beeston din Cheshire și din Peak District . Proprietatea este vizibilă și din Terminalul 1 al Aeroportului Manchester .

Astăzi este al treilea cel mai mare radiotelescop orientabil din lume, după radiotelescopul Green Bank ( Virginia de Vest , SUA ) și radiotelescopul Effelsberg din Germania . ^[8]

Constructie

Proiectarea și construcția Mark I

Bernard Lovell a construit telescopul Transit la observatorul Jodrell Bank la sfârșitul anilor 1940. Era un radiotelescop cu un diametru de 66 de metri, dar capabil să arate doar într-o singură direcție; următorul pas a fost construirea unui telescop capabil să analizeze undele radio din mai multe puncte, astfel încât să poată studia mai multe surse. În timp ce telescopul Transit a fost proiectat de aceiași astronomi care l-ar folosi ulterior, proiectarea unui telescop complet manevrabil necesită mai multe abilități tehnice și de construcție; prima provocare a fost să găsim un inginer care să poată face acest lucru. Lucrarea a fost atribuită lui Charles Husband, pe care însuși Lovell l-a întâlnit pentru prima dată la 8 septembrie 1949. ^{[9] [10]}

Construcția mărcii I.
(Jodrell Bank)

În 1950, două turele de foc BL 15 "Mk I au fost achiziționate la un preț redus, utilizate de navele de război HMS Royal Sovereign și HMS Revenge în timpul celui de- al doilea război mondial pentru a utiliza rulmenții, care au devenit o parte integrantă a celor două rotoare principale, conceput special în jurul acelorași rulmenți, datorită cărora telescopul ar putea să se rotească. ^[11] Soțul a prezentat primele modele ale primului radiotelescop complet manevrabil în 1950. După mai multe rafinamente, proiectele finale au fost detaliate într-o „Carte albastră” ", ^[12] care a fost depusă la Departamentul de Cercetare Științifică și Industrială ( DSIR ) la 20 martie 1951; ^[13] propunerea a fost aprobată în martie 1952. ^[14]

Construcția a început la 3 septembrie 1952. ^[15] Fundațiile telescopului au fost finalizate la 21 mai 1953, ajungând la o adâncime de 27 m. ^{[16] [17]} A durat aproape un an datorită nivelului de precizie necesar pentru poziționarea și punerea în funcțiune a sistemului cu două căi capabil să deplaseze întreaga structură: în cele din urmă, la mijlocul lunii martie 1954, această lucrare a fost finalizată. ^{[18] [19]} Îmbinarea centrală a fost livrată șantierului naval la 11 mai 1954, ^[20] și transportul final la mijlocul lunii aprilie 1955. ^[21]

Construcția mărcii I.
(Jodrell Bank)

Parabola telescopului, în proiectele originale, trebuie să fi constat dintr-o structură de rețea metalică capabilă să observe lungimi de undă între 1 și 10 metri; ^[22] mai târziu s-a optat pentru o suprafață metalică netedă, astfel încât să poată fi observate lungimi de undă de 21 cm, corespunzătoare liniei de hidrogen , descoperită în 1951. ^[23] În plus, în februarie 1954, unii oficiali ai Ministerului Ariei au mers lui Lovell pentru a-i oferi un grant de proiect, pentru a îmbunătăți precizia vasului până la lungimi de undă de câțiva centimetri, pentru cercetare și „alte” scopuri. Deși finanțarea nu a fost în cele din urmă garantată, proiectul în sine a evoluat și această îmbunătățire a fost totuși realizată. ^[24]

Telescopul a fost construit astfel încât vasul să poată fi inversat complet. Inițial, s-a crezut că se folosește un turn mobil la baza telescopului pentru a muta receptoarele după schimbarea focalizării. ^[25] Turnul mobil nu a fost niciodată construit din cauza constrângerilor de finanțare și, de fapt, aparatul de recepție a fost plasat la baza telescopului în loc de focalizare, ^[25] montându-l pe un tub de oțel lung de 15 m, pe care a fost poziționat de un troliu în vârful turnului când parabola a fost inversată. Cablurile aparatului de recepție se desfășurau în interiorul tubului în sine, care putea fi conectat atunci când telescopul era îndreptat spre zenit . Instrumentația de recepție ar putea fi poziționată indiferent în micul laborator direct sub vas, în încăperile de deasupra celor două turnuri, la baza grinzilor sau în clădirea de control. ^[26]

Telescopul a fost rotit pentru prima dată la 3 februarie 1957, cu un inch (2,54 cm). ^[27] A fost rotit electric azimutal la 12 iunie; ^[28] parabola a fost rotită electric pentru prima dată pe 20 iunie ^[28] Spre sfârșitul lunii iunie a fost finalizată suprafața parabolei ^[29], iar prima lumină a venit pe 2 august, puțin mai puțin de două luni mai târziu; telescopul a realizat o serie de scanări ale Căii Lactee la 160 MHz, cu parabola la zenit. ^[30] Telescopul a fost controlat pentru prima dată din camera de control pe 9 octombrie a aceluiași an, ^{[30] [31]} de echipamente electronice comparabile cu un computer. ^[23]

Cheltuieli suplimentare uriașe neprevăzute au trebuit să fie suportate, în principal din cauza creșterii exponențiale a costului oțelului în timpul construcției vasului. Bugetul inițial de 335.000 de lire sterline a fost furnizat în comun de Fundația Nuffield și guvern. ^[14] Guvernul a sporit finanțarea de mai multe ori, în urma creșterii cheltuielilor; alți bani au venit din donații private. Ultima parte a datoriei pentru construcția telescopului a fost decontată de Lord Nuffield însuși și de Fundația Nuffield la 25 mai 1960 ^[32] (parțial datorită marii rezonanțe și importanței acordate radiotelescopului în acei ani), iar banca observatorului Jodrell a fost redenumită „Nuffield Radio Astronomy Laboratories”. La finalul lucrărilor, costul final suportat pentru construcția telescopului a fost egal cu 700.000 de lire sterline. ^[33]

Actualizare la Mark IA

După finalizarea telescopului original, Lovell și soția sa au avut în vedere actualizarea acestuia pentru a avea o suprafață mai precisă și pentru a o putea controla electronic. Planurile au fost prezentate în aprilie 1964 și au devenit urgente în septembrie 1967 din cauza tensiunii mecanice a sistemului de elevare care ar afecta durata de viață preconizată de zece ani a telescopului. Telescopul a fost apoi reparat și actualizat datorită strângerii de fonduri pentru 400 000 GBP și lansat sub marca 1A, actualizarea a fost efectuată în trei faze: faza 1 între septembrie 1968 și februarie 1969, faza 2 între septembrie și noiembrie 1969 și faza 3 între august 1970 și noiembrie 1971.

Prima fază a adăugat o linie de cale ferată internă, concepută pentru a suporta o treime din greutatea telescopului. Linia ferată externă, care se deteriorase în anii precedenți, a fost restructurată în a doua fază. În plus, patru căruțe au fost adăugate pe calea interioară, pe lângă revizuirea căruțelor existente pe calea exterioară.

A treia fază a înregistrat cele mai mari schimbări: o suprafață mai potrivită a pietrei a fost construită în fața vechii suprafețe, permițând telescopului să fie utilizat la lungimi de undă mai mici de 6 cm și s-a adăugat suportul central pentru „roata de bicicletă”. A fost implementat un nou sistem de control computerizat; antena centrală a fost prelungită și întărită. Din păcate, un accident din ianuarie 1972, în timp ce antena era revizuită, a provocat rănirea gravă a unui inginer și moartea unui alt angajat.

Actualizarea la Mark IA a fost finalizată în mod oficial pe 16 iulie 1974 cu livrarea la Universitatea din Manchester . Datorită costului crescut al oțelului în timpul actualizării, suma finală a ajuns la 664 793,07 GBP.

Actualizări și reparații ulterioare

Furtuna care a avut loc în ianuarie 1976 a dus la vânturi de 140 km / h care aproape au distrus telescopul. În urma unor reparații costisitoare, au fost adăugate grinzi diagonale de sprijin pentru a preveni eșecul turnurilor, compromise în timpul furtunii, în viitor.

Acțiunea corozivă a început să devină sensibilă de la începutul anilor 1990, astfel încât, în anii 2001-2003, telescopul a fost reafăcut, de cinci ori sensibilitatea sa la 5 GHz. Suprafața a fost profilată cu o tehnică holografică , optimizând funcționalitatea telescopului la lungimea de undă a 5 cm comparativ cu 18 cm anterioare.

Un nou sistem de acționare a permis o precizie de indicare mult mai mare. Traseul exterior a fost refăcut și turnul focal a fost consolidat pentru a susține receptoare mai grele,

În 2007, una dintre cele 64 de roți motrice a fost înlocuită după ce s-a fisurat mai devreme, iar anul următor a fost înlocuită o altă roată de oțel din cauza unei a doua fisuri; acestea au fost singurele două intervenții pe roți de când telescopul a intrat în funcțiune în 1957.

În 2010, două perechi de șoimi pelerini au fost crescuți la fața locului pentru a evita excrementele porumbeilor și influența lor calorică asupra citirilor sensibile ale telescopului, o problemă adesea prezentă pe acest tip de telescoape.

Monitorizarea sondelor spațiale

Sputnik și sateliți artificiali

Modelul Sputnik 1

La câteva luni după ce telescopul a intrat în funcțiune, în octombrie 1957, URSS a lansat Sputnik 1 , primul satelit artificial din lume. Deși transmisiile puteau fi colectate cu ușurință prin radio, Lovell a fost primul și singurul telescop capabil să urmărească traseul rachetei prin radar, localizându-l chiar înainte de miezul nopții din 12 octombrie 1957. De asemenea, a detectat racheta Sputnik 2 la scurt timp după aceea. 16 noiembrie 1957.

De asemenea, telescopul a participat la lucrările timpurii de comunicare prin satelit: în februarie și martie 1963, telescopul a transmis semnale către Lună și Echo II , un satelit cu balon NASA la 750 km altitudine, către observatorul „Zimenki” din URSS. Unele semnale au fost transmise din Statele Unite către URSS prin intermediul observatorului Jodrell Bank , locul telescopului Lovell.

Cursa către lună

Telescopul Lovell a fost folosit pentru a urmări sondele americane și sovietice care vizează explorarea Lunii.

În ceea ce privește sondele americane, telescopul a urmărit sondele Pioneer 1, 3, 4 între 1958 și 1959. În 1960, telescopul a urmărit și sonda Pioneer 5 și a fost, de asemenea, utilizat pentru a trimite comenzi către sonda respectivă, inclusiv separarea de racheta purtătoare și inițierea unei transmisii de date mai puternice atunci când sonda se afla la 12,9 milioane de km de Pământ. De asemenea, a fost la vremea sa singurul telescop capabil să primească date de la sonda Pioneer 5.

În ceea ce privește sondele sovietice, telescopul a urmărit Lunik II în septembrie 1959 când a aterizat, măsurând efectul gravitației Lunii asupra sondei; Luna 3 în 1959, Luna 9 în 1966, prima navă spațială care a aterizat ușor pe Lună. Lovell a preluat transmiterea prin fax a imaginilor acestei din urmă sondă și apoi le-a trimis presei britanice, transmise de sovietici într-un format internațional, pentru a le face mai susceptibile de a primi și, astfel, pentru a da o notorietate mai mare companiei, înainte de URSS în sine. Faceți-o publică.

De asemenea, telescopul a urmărit Luna 10 , un satelit rus plasat pe orbită în jurul Lunii în 1966 și Zond 5 în 1968, o altă sondă rusă instalată pentru sosire și întoarcere pe Pământ.

Observații științifice

Când a fost proiectat telescopul, au fost definite o serie de obiective pentru observații, inclusiv:

• investigații privind emisiile radio de origine galactică și extragalactică
• observații ale Soarelui
• ecouri radar de pe planete
• Investigații privind detectarea meteorilor
• observații despre Gegenschein
• studii aurore
• detectarea reflexiilor radio de la razele cosmice de ionizare în atmosferă

Cu toate acestea, observațiile reale făcute de telescop diferă de aceste obiective și unele sunt prezentate mai jos.

Sistem solar

În toamna anului 1958, telescopul a fost folosit pentru a respinge cuvântul „Salut” de pe lună pentru o demonstrație a lecturilor lui Bertrand Lovell la „Lecture Reith ^[34] ”, o emisiune radio anuală. În 2007, telescopul a fost folosit pentru a primi mesaje de sărituri de pe Lună (un „ sărit de lună ”) la festivalul care marchează 50 de ani de la „prima mișcare”, ceea ce acum numim „prima lumină”. În aprilie 1961, un ecou radar de la Venus a fost obținut folosind telescopul în timp ce planeta se afla la periheliu , confirmând măsurătorile distanței planetei făcute de telescoapele americane.

Linia de hidrogen la 21 cm

Pentru informații suplimentare: linia de hidrogen

În timpul construcției telescopului, frecvența hidrogenului a fost descoperită la 21 de centimetri; telescopul a fost actualizat astfel încât să poată studia această frecvență. Folosind această linie de emisie, norii de hidrogen pot fi observați în Calea Lactee și în alte galaxii. Telescopul a descoperit un nor mare în jurul galaxiilor M81 și M82 . Mișcarea acestor nori îndepărtându-se ( redshift ) sau apropiindu-se ( blueshift ) față de noi a făcut posibilă măsurarea vitezei lor. Acest lucru a ajutat la sondarea dinamicii interne a galaxiilor și la aprofundarea calculului ratei de expansiune a Universului .

Pulsar

Redați fișierul media

Pulsar de milisecundă cu disc de acumulare

Pentru informații suplimentare: pulsar .

În 1968, telescopul a observat coordonatele descoperirii recente a unui pulsar , confirmând existența acestuia și investigând amploarea dispersiei. De asemenea, a fost folosit pentru a face prima detectare a polarizării radiației pulsarului. Aceasta a marcat începutul unui remarcabil studiu pulsar, încă în curs la Jodrell. În cei treizeci de ani de la descoperirea pulsarilor, telescopul a descoperit peste o sută de pulsari noi (la Jodrell Bank, astronomii au descoperit aproximativ două treimi din totalul pulsarilor detectați folosind Lovell și alte telescoape la fața locului). Până în prezent, 300 de pulsari sunt observați în mod regulat folosind Lovell și un telescop plat de 13 metri.

Telescopul a contribuit la descoperirea pulsarilor de milisecunde ; în 1986 a descoperit și primul pulsar dintr-un cluster globular, un pulsar de milisecundă în clusterul globular Messier 28 . În septembrie 2006, rezultatele a trei ani de observații ale unui pulsar dublu, PSR J0737-3039 , urmate și de telescopul Parkes și de radiotelescopul Green Bank , au fost făcute publice, confirmând că teoria generală a relativității este exactă la 99,5. %.

Lentile gravitaționale

Pentru informații suplimentare: lentila gravitațională .

Între 1972 și 1973, telescopul a fost folosit pentru „o investigație detaliată a surselor radio într-o zonă limitată a cerului ... până la limita de sensibilitate a instrumentului”. Printre obiectele catalogate se numără prima lentilă gravitațională, confirmată optic în 1979 după ce s-a constatat că poziția sa coincide cu o pereche de stele albastre slabe care folosesc Mark I într-o configurație interferometrică cu Mark II. De asemenea, telescopul a colaborat la detectarea primului inel al lui Einstein în 1998, coincizând cu observațiile făcute cu telescopul spațial Hubble .

Quasar și interferometrie

Pentru informații suplimentare: quasar și interferometrie astronomică .

În 1950, studii recente asupra naturii quasarurilor au accelerat dezvoltarea tehnicilor de interferometrie; telescopul Lovell a fost facilitat datorită zonei sale mari de colectare care a permis măsurători interferometrice foarte sensibile într-un timp relativ scurt. Acest lucru a sporit foarte mult descoperirea de noi quasare.

Tehnologia interferometrică de la Jodrell Bank a fost utilizată chiar înainte ca Lovell să fie construită folosind Telescopul de tranzit din centrul orașului (1947) pentru a determina mărimea semnalelor radio slabe ale nebuloaselor . După construcția telescopului Lovell, cele două telescoape au fost folosite în perechi ca interferometru pentru monitorizarea radio a semnalelor. Mai târziu, această configurație a fost folosită pentru a reprezenta în 2D quasarele din cer. În vara anului 1961, a fost construit un telescop paraboloid cu diametrul de 8 metri. Ulterior, acesta din urmă a fost apoi folosit ca interferometru orientabil cu Mark I, permițând o rezoluție de 0,3 secunde de arc și fiind capabil să determine dimensiunea unor quasari mari de redshift (z ~ 0,86).

Când construcția Mark II a fost finalizată în 1964, având o suprafață de disc mult mai precisă decât Lovell, cele două telescoape au fost exploatate într-o configurație interferometrică, rezultând o suprafață totală de colectare de 425 m în diametru cu o rezoluție de aproximativ 0 , 5 minute de arc. Prin urmare, a fost posibil să se efectueze studii mai aprofundate și să se determine pozițiile obiectelor radio slabe.

Telescopul a participat la primul experiment interferometric transatlantic în 1968, împreună cu telescoapele Algonquin și Penticton din Canada. A fost, de asemenea, primul telescop folosit ca interferometru cu radiotelescopul Arecibo în 1969.

Sistem interferometric MERLIN

În 1980, a fost folosit ca parte a proiectului interferometric MERLIN, o serie de radiotelescoape mici controlate de Jodrell Bank. Cu un rezultat total de 217 km a permis o rezoluție de aproximativ 0,05 minute arc. O versiune mai actualizată a acestei structuri a devenit națională în 1992, cu facilitățile publice relative pe care aceasta le presupune. De asemenea, a fost utilizat în configurația Interferometrie de bază foarte lungă , cu telescoape în toată Europa (rețeaua europeană VLBI), permițând o rezoluție de aproximativ 0,001 secunde de arc. În prezent, aproximativ jumătate din timpul de observare este utilizat în interferometrie cu alte telescoape. Este planificat ca telescopul să fie exploatat ca parte a unui interferometru cu Radioastron (rus) și programul japonez VLBI Space Observatory ( HALCA ), un observator orbital prin satelit, oferind linii de bază și mai largi și rezoluții mai mari.

Alte contribuții relevante

Telescopul a fost folosit ca instrument de urmărire pentru posibile detectări de semnal efectuate de SETI în Arecibo între 1998 și sfârșitul anului 2003, dar fără succes. În 2005, astronomii care foloseau Lovell au descoperit o regiune neutră de hidrogen, VIRGOHI21, în grupul Fecioară , care pare a fi alcătuită aproape în întregime din materie întunecată .

În cultura de masă

• Un model la scară 1: 200 al telescopului, construit în 1961, se află în Muzeul Științei din Londra .
• Telescopul este menționat în 1962 în drama britanică de știință-ficțiune A sub numele de Andromeda .
• În 1992, telescopul a apărut pe coperta single-ului Space Face al trupei Sub Sub.
• Telescopul face o scurtă apariție în filmul din 2005 Hitchhiker's Guide to the Galaxy .
• Trei trupe au filmat videoclipuri muzicale pe cupola telescopului: D: Ream , Placebo și Public Service Broadcasting . Fotografiile lungi ale telescopului apar și în videoclipul muzical al mesajelor secrete ale ELO .

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre telescopul Lovell

linkuri externe

• Site-ul oficial , la jodrellbank.manchester.ac.uk .
• ( EN ) telescop Lovell , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( EN ) telescop Lovell , pe Structurae .

Portalul astronomiei : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronomie și astrofizică