Форум проектов ISON и LFVN
15 Октябрь 2019, 02:33:23 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Вам не пришло письмо с кодом активации?

Войти
Новости:
 
  Сайт   Начало   Помощь Поиск Закладки Календарь Войти Регистрация Чат  
Страниц: [1] 2   Вниз
  Добавить закладку  |  Печать  
Автор Тема: Из истории РСДБ  (Прочитано 8864 раз)
0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« : 01 Август 2009, 11:31:48 »

Что такое РСДБ описано здесь: http://lfvn.astronomer.ru/report/0000007/p000007.htm

Народ стал вспоминать в связи с намечающимися торжествами по случаю юбилея первых геодезических РСДБ-наблюдений.
20 year anniversary of the First Geodetic VLBI Data. Оказалось, что не 20 лет, а как минимум 30, а так и все 40  Веселый

John,

The first dual-frequency geodetic (L/X, not S/X, but followed less than a year later by S/X) VLBI experiment was done in Oct 1969, *40* years ago, using Haystack, NRAO140 and Owens Valley, CA.  The results were meter-level accuracy, which were astounding to people at the time!

-Alan
« Последнее редактирование: 01 Август 2009, 11:36:02 от Игорь » Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #1 : 01 Август 2009, 11:32:08 »

Hello Alan: I am not sure you have the dual frequency dates correct.  I checked Doug Robertson thesis and all the data he used from 1969 to 1975 was X-band only.  Also when I arrived at MIT  in 1979, all the Mark I VLBI I processed was X-band only (my 1981 JGR paper notes that the "new" Mark III system would allow dual frequency band measurements).  The first intercontinental dual frequency experiment was Nov 1979.   (There was a dual frequency US only experiment a few months before Nov 1979 but I can't find that date easily).  I also vaguely remember that the conventional survey baseline length result between Haystack and NRAO was more accurate (when compared to later VLBI experiments)  than the first 1969 VLBI experiment (about 1-meter error in VLBI).

Regards Tom Herring.
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #2 : 01 Август 2009, 11:32:28 »

Hi Tom,

I had to dig out a copy of my thesis to make sure my memory was not playing tricks on me!  The first geodetic-VLBI dual-frequency (L/X) geodetic-VLBI experiment was carried out in October *1969* using Haystack, Green Bank 140' and Owens Valley 90' antennas (see Chapter 5, p. 186 of my thesis).  It used frequency switching with the Mark I recording system (760 kbps!) and achieved meter-level baseline solutions.  So, indeed, 2009 is the *40th* anniversary of the first dual-frequency geodetic VLBI!  I can hardly believe it myself!

-Alan
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #3 : 01 Август 2009, 11:32:56 »

Al Whitney wrote:

Hi Tom,

I had to dig out a copy of my thesis to make sure my memory was not playing tricks on me!  The first geodetic-VLBI dual-frequency (L/X) geodetic-VLBI experiment was carried out in October *1969* using Haystack, Green Bank 140' and Owens Valley 90' antennas (see Chapter 5, p. 186 of my thesis).  It used frequency switching with the Mark I recording system (760 kbps!) and achieved meter-level baseline solutions.  So, indeed, 2009 is the *40th* anniversary of the first dual-frequency geodetic VLBI!  I can hardly believe it myself!
This 40th anniversary marked the "marriage" of the Haystack/MIT & GSFC (plus UMd) VLBI efforts. For John L, I noted this 40th anniversary as a part of my 10th IVS anniversary  retrospective in Bordeaux in March. If anyone wants to see it, let me know.

A minor factoid correction in Al's message:. The Mk-I system recorded at 720 kb/s, not 760 (i.e. Nyquist bandwidth = 360 kHz). Recording was on 7 track computer (6 data & parity) tape flying along at 150 inches/sec and 800 bits/inch with a duration of ~3 minutes on a 2400 foot tape. As I pointed out in my Bordeaux retrospective, we continued to use Mk-I until 1979 since our computer-based correlator model was much more accurate and playback more repeatable than was available with the Mk-II (4 Mb/s on video tape). October, 1972 was the high water mark for Mk-I when we recorded ~10,000 tapes in a 6 week-long "Oktoberfest" which used Haystack+Westford on one end and 2 of the elements of the NRAO 85' Interferometer at Greenbank. I oversaw most of the Greenbank.

Mk-I gave way to the new, wider bandwidth Mk-III in 1979, with the first high-quality dual S/X observations. It was that event that Marshall referenced his original "20th Anniversary" email message (to which I responded that 1979 to 2009 is 30 years, not 20.

Regards from one of the 40 year veterans -- Tom
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #4 : 02 Август 2009, 21:46:07 »

Hi John:
 
On a different but related note, we are putting together a special IVS newsletter: VLBI through the decades.
1969:  First VLBI session
1979: Regular S/X observing
1989: Measurement of Earthquake
1999: Founding of IVS
2009: Dawn of VLBI2010
2019: Predictions for the future--real-time VLBI...etc.
 
John
 
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #5 : 02 Август 2009, 21:46:56 »

Dear John,

> On a different but related note, we are putting together a special IVS newsletter:
> VLBI through the decades.

Please do not forget to put the two most important milestones:

1964.01.27   Invention of VLBI
1967.?       First VLBI fringes

> 1969:  First VLBI session

Did you mean the first *geodetic* VLBI session (1969.01.10)?

There were VLBI sessions before that, for example
Clark, B.G., Cohen, M.H., Jauncey, D.L., ApJ(Letters), vol. 149, p.L151, 1967
       

> 1979: Regular S/X observing

Geodetic experiments were irregular prior 1984. Regular geodetic VLBI
experiments started on 1984.01.04-17:38:58.560 (UTC)

In 1979 there was the first production quality geodetic dual-band
Mark-III experiment:

1979.08.03-16:22:56.640 (UTC)

I presume Marshall meant just this experiment then he initiated discussion
about the VLBI anniversary.

> 1989: Measurement of Earthquake
> 1999: Founding of IVS

First production quality Mark-4 experiment (December 1999?)

Leonid Petrov
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #6 : 02 Август 2009, 21:47:58 »

Dear Mike,

> Dear Leonid - I'm interested and intrigued to know what you believe to
> be the specific event (27-1-1964) hat marks the "invention of VLBI".

  I meant the date of receiving the paper of Matveenko L.I., Kardashev N.S.,
and Sholomitskii G.B., Izvestiya VUZ. Radiofizika, Large base-line radio
interferometers, Vol. 8, No. 4, pp. 651-654, 1965.

English translation is accessible online at
http://www.springerlink.com/content/m0g47wv131465741/?p=f4c7cf7058c642d8ba064d210b1bb7bb&pi=10

  To my best knowledge, this is the first publication that discussed the idea
of VLBI and outlined the way of its implementation. I know, not everybody accepts
the idea that the priority in a scientific discovery or suggestion of a new scientific
technique should be established by a date of publication in a scientific journal,
but what is an alternative?

  More about VLBI history can be found in

L.I. Matveenko, "Early VLBI in the USSR", Astronomische Nachrichten
Vol. 328, p. 411--419, 2007,
On line version accessible at
http://www3.interscience.wiley.com/journal/114263936/abstract

  Related question: does anobody know/remember date, time, and place when first VLBI
fringes were found?

Sincerely,
Leonid Petrov
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #7 : 02 Август 2009, 21:48:50 »

I was told once it was by the Canadian group using analogue VLBI over 
phone lines. This source
http://tmo.jpl.nasa.gov/progress_report2/42-46/46W.PDF
says it was in 1965 with Jupiter radio bursts.

My original point was just that IIRC the first data used in the  standard geodetic database solutions was acquired 30 years ago 
tomorrow. Clearly, those were not the first fringes. (It was Mark III,  not Mark I !). But, it is the first dual frequency spanned bandwidth data in use, and I  thought it might be worth commemorating that event.

Regards
Marshall
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #8 : 02 Август 2009, 21:49:10 »

Follow the link below for Barry Clark's take on the history of VLBI,
especially for astronomy.  It will likely have most of the details people
might be looking for

http://articles.adsabs.harvard.edu//full/2003ASPC..300....1C/0000002.000.html

Cheers,

Craig
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #9 : 03 Август 2009, 08:52:12 »

John,

Just for the record:
1964-65: First 'VLBI' experiment, done at U.Florida, on 18MHz burst emissions from Jupiter
1967:  First modern VLBI observations (both Canadian [analog] and U.S. [digital])
1969:  First dual-frequency geodetic-VLBI observations (L/X using Mark I system)
1969-1979: quite a bit of L/X and S/X dual-frequency geodetic-VLBI was done with the Mark I system
                   and analyzed with early versions of Calc/Solve.  This seems to vary from Tom Herring's
                   recollections, but I was involved with quite a few S/X experiments during this period;
                   I cannot explain the discrepancy except to hypothesize that the S-band data in these
                   experiments did not add the expected precision to the solutions and were dropped from
                   the databases
~1970-1972: Regular "Quasar Patrol" (Haystack-Goldstone210) monthly observations (X-band only)
1979: First successful demonstration of Mark 3 VLBI system
1980: POLARIS program (sponsored by NOAA) marks beginning of first 'regular' geodetic-VLBI observations

The first experiment that could be called 'VLBI' in any sense was done was done at U. of Florida in 1964-65 on 18 MHz bursts from Jupiter (Carr, T.D., et al. 1965, IEEE NEREM Record, 7, 222-223, and Carr, T.D., et all. 1970, Radio Science, 5, 1223-1226).  The observing was incoherent; technology available at that time was not available for coherent VLBI as we know it, but the U.Florida team would almost certainly have used coherent VLBI had the technology been available.  If anyone can claim to have 'invented' VLBI, I think the U.Florida team would have to be given that honor.  Certainly, people had been thinking about the possibility of VLBI for some years even in the 1950s and early 60s; after all, VLBI is a logical extension of connected-element interferometry, which had been done since the 1950s (maybe even 1940s).  It was the development of suitable technology that allowed modern VLBI to become a reality. 
 
-Alan
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #10 : 03 Август 2009, 08:52:48 »

Hello Alan et al.,: Ryan et al paper
Geodesy by Radio Interferometry'
Determinations of Baseline Vector, Earth Rotation, and Solid Earth Tide
Parameters With the Mark I Very Long Baseline Radio
Interferometry System
J. W. RYAN•, T. A. CLARK•, R. J. COATE•S C, . MA,• W. T. WILDES• , C. R. GWINN2,
T. A. HERRING2 ,I . I. SHAPIRO2 B, . E. COREY3, C . C. COUNSELMA3 N,
H. F. HINTEREGGE4R A, . E. E. ROGER4S ,A . R. WHITNEY4,
C. A. KNIGHT,5 $. e. VANDENBER5G J, C PIGG6,
B. R. SCHUPLE7R A, NDB . O. R•NN•/,NG8
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 91, NO. B2, PAGES 1935-1946, FEBRUARY 10, 1986

http://www.agu.org/journals/jb/v091/iB02/JB091iB02p01935/JB091iB02p01935.pdf

Lists 37 Mark I experiments between 1972 and 1978 and only mentions X-band measurements.  No S or L band data are mentioned in the paper.  The paper talks about using a Klobuchar type model to correct for the ionosphere and testing the model using dual frequency Mark III data.  This is my recollection that no dual frequency data from the Mark I system was processed.  Part of my thesis was coming up with the algorithm needed for getting the correct X- and S-band frequencies to use with the bandwidth synthesis group delays from the Mark III system.

Regards Tom Herring.
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #11 : 04 Август 2009, 07:02:47 »

I have followed the VLBI history debate with some interest because in 1969 I was at the Smithsonian Astrophysical Observatory and we were following the developments with close interest.  A couple of historical references may help resolve the effects of memory loss.  The Williamstown document from August 1969 may be helpful.  (I have the draft report prepared immediately after the meeting but there should be a final report published by NASA.)  It refers, for example, to a Hinteregger 1968 record, 'A long baseline interferometer system with extended bandwidth' .  The Burke paper in Physics today (22, 54-73) may also be of historical interest.

Kurt Lambeck
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #12 : 04 Август 2009, 07:04:29 »

The Williamstown report is dated April 1970. By that date, we already had a major experiment in the can -- we called it "Oktoberfest 1969". A lot of the early VLBI activity was focussed on the month of October. The radio source 3C279 passes within a few solar radii. A month earlier 3C273B, about 10º from 3C279. Einsteinian General Relativity predicts an angular displacement of 1.75/R for R measured in solar radii. The Brans-Dicke scalar-tensor model predicts a slightly smaller value of about 1.61/R and we early VLBIers thought we could detect the difference. Several months in advance of the first Oktoberfest, I approached Bob Coates, who then headed Harry Peter's group that was developing Hydrogen Masers. I attach 3 pages extracted from my "early history" talk for your amusement -- they were scanned from a carbon copy of the memo I presented to Bob at his retirement. We VLBIers should take pride that we have succeeded in every one of the claims I made (especially the red balloons).

For those of you who don't remember the history, the Williamstown report, along with the then evolving predictions of Plate Tectonics (specifically the Minster-Jordan paper published in 1978) served as the basis for NASA to form the CDP (Crustal Dynamics Project) in 1980. Based on his involvement in several critical technology element, Bob was selected as the first CDP Project Manager. The first "all hands" meeting of the CDP investigators was held in Sept. 1981. How many people can you identify in the picture?

Regards, Tom


* First CDP.jpg (152.59 Кб, 1654x602 - просмотрено 859 раз.)
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #13 : 04 Август 2009, 07:13:59 »

Доклад Тома Кларка про РСДБ от 1969 года


* 1.GIF (49.81 Кб, 898x610 - просмотрено 866 раз.)

* 2.GIF (58.2 Кб, 850x586 - просмотрено 854 раз.)

* 3.JPG (65.46 Кб, 890x306 - просмотрено 841 раз.)

* 4.JPG (66.59 Кб, 890x498 - просмотрено 848 раз.)
Записан
Игорь
Администратор
Старожил
*
Online Online

Сообщений: 47495



« Ответ #14 : 09 Август 2009, 23:26:43 »

Нашел в Инете статью РТ-22 КрАО – 40-летие РСДБ, А.Е. Вольвач, Л.И. Матвеенко
Изв. Крымской Астрофиз. Обс. 104, № 5, 68−77 (2008)
Пока, к сожалению, новый сайт КрАО работает очень странно, доступа к архиву этого журнала нет.
http://www.crao.crimea.ua/izv/104-5/104-5-68-77.pdf но текст статьи сохранился в кэше, без картинок.

Введение

Исследования структуры объектов − важнейшее направление астрономии. Не случайно говорят: лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Галилей посмотрел на Юпитер через простейшую линзу и обнаружил его спутники. С тех пор прошли века, и линза превратилась в мощные телескопы. Освоение в послевоенные годы спектра радиоволн открыло перед астрономами необычайно широкие возможности. Но радиоволны в тысячи раз длиннее оптических и разрешающая сила радиотелескопов очень мала. Радиоинтерферометрия сосверхдлинными базами (РСДБ) преодолела это непреодолимое ограничение и открыла исследователям весь окружающий мир. Угловое разрешение РСДБ в десятки тысяч раз превышает разрешающую силу лучших оптических инструментов. История создания и развития РСДБ непосредственно связаны с освоением космического пространства.

1 Источники релятивистских частиц – переменность радиоизлучения

В конце 50-х годов стартуют первые космические ракеты – “Лунники”. Радиоастрономы ФИАН создают радиоинтерферометр и определяют их траектории движения. По завершении работыв близи Евпатории создается Центр дальней космической связи (ЦДКС). ФИАН участвует в создании измерительного комплекса на основе радиоинтерферометрии. Необходимо было обеспечить точность координатных измерений порядка 0."1. Для этого нужны были опорные объекты − компактные яркие источники.Это была эпоха бурного развития и становления радиоастрономии. Астрономические объекты предстали перед исследователями как уникальные космические лаборатории. Центральной проблемой был вопрос об источниках релятивистских частиц. Эти источники могли быть искомыми реперами. Интересы астрономов и промышленности совпадали, что немало способствовало успеху. Наиболее вероятным объектом была Крабовидная туманность, точнее ее центральная звездочка. Наблюдения покрытия Луной на антеннах ЦДКС обнаружили дифракционную картинку, соответствующую компактному радиоисточнику − будущий пульсар.
    Было обнаружено также удивительное явление – изменение яркости компактной области в юго-восточной части туманности. Деталь на записях прохождения Крабовидной туманности, излучение которой существенно снизилось на следующий день, показана стрелкой на рис. 1. В дальнейшем было показано, что эта особенность определяется облаком релятивистских электронов, проходящих в тангенциальном направлении магнитной силовой трубки (Матвеенко, 1975). Это подтверждается рентгеновскими данными – искривлением джета в месте расположения радиоисточника. В объекте 3С 273 был также выделен компактный источник – квазар и измерен его спектр (Шоломицкий и др., 1965). Компактные источники релятивистских частиц предполагали их переменность. В частности, Г.Б. Шоломицкий обратил внимание на переменность объектаСТА102.

2 Сверхвысокое угловое разрешение – РСДБ

Покрытия источников повторяются редко и не для всех объектов. Нужен был более эффективный инструмент (Mатвеенко, 2007). Весной 1962 г. на ЦДКС Л.И. Матвеенко с Г.Я. Гуськовым, руководителем Центра дальней космической связи и Э.Г. Мирзабекяном, директором института радиофизики и электроники Арм. ССР рассматривали вопрос снижения эффективных площадей антенн АДУ 1000. Был затронут вопрос о доплеровских длиннобазовых измерениях координат космических аппаратов. Принимаемые сигналы преобразовывались с помощью атомных стандартов частоты, регистрировались на магнитофонах и в дальнейшем совместно обрабатывались на ВЦ. Но аналогичным образом может работать и радиоинтерферометр. Его отличие заключается лишь в том, что он измеряет не разность частот, а разность фаз принимаемых сигналов. Чтобы сохранить когерентность сигналов при записи и воспроизведении, достаточно было ввести “пилот” сигналы от тех же атомных стандартов, что позволяло исключить неравномерности лентопротяжек. Предложение Л.И. Матвеенко было поддержано Г.Я. Гуськовым. Эксперимент планировалось провести между антеннами ЦДКС в г. Симферополе и г. Евпатории. Но основной проблемой оказалась не техника и даже не бюрократия, а как теперь говорят“человеческий фактор”. Этот вопрос не является предметом данной работы, и мы отметимлишь, что метод был доложен Л.И. Матвеенко осенью 1962 г. на семинаре Лаборатории радиоастрономии ФИАНа, но не получил поддержки. А затем в ГАИШе, где было рекомендовано запатентовать метод. Летом 1963 г. Л.И. Матвеенко обсудил метод с директором радиообсерватории Джодрэлл Бенк проф. Б. Ловеллом во время посещения им ЦДКС.Б. Ловелл оценил метод, но усомнился в необходимости столь высокого углового разрешения. В то время еще не были известны компактные яркие радиоисточники. Был согласован меморандум о проведении эксперимента Евпатория − Джодрелл Бэнк на длине волны 32 см. В конце 1963 г. Патентное бюро дало согласие на публикацию, и работа была направлена в журнал Радиофизика (Матвеенко и др., 1965). РСДБ-метод был реализован в 1967 г. учеными США и независимо Канады. По завершении эксперимента М.Х. Коуэн (Калтех) и К.И. Келлерманн (НРАО) обратились 23 февраля 1968 г. к В.В. Виткевичу с предложением провести на волне 3 см эксперимент между 22-м антенной в Пущино и 43-м в Грин Бэнк (Матвеенко, 2007). Н.Г. Басов открыл зеленый свет, − директивные органы дали согласие на проведение эксперимента, но не на РТ-22 в Пущино, а на РТ-22 в КрАО. А.Б. Северный оказал максимальную поддержку в подготовке и проведении эксперимента. В конце 1968 г. были начаты работы по вводу в действие РТ-22 КрАО на длине волны 3 см. В январе 1969 г. мы с И.Г. Моисеевым согласовали в НРАО технические условия ипрограмму наблюдений на длине волны 3 см и для гарантии на длине волне 6 см. Осенью на РТ-22 КрАО приехали с аппаратурой К. Келлерманн, Б. Кларк и Д. Пайн (рис. 2). Для синхронизации времени пунктов наблюдений был доставлен в горячем состоянии рубидиевый стандарт частоты. Были получены радиоинтерференционные сигналы, доказана возможность реализации РСДБ даже на сантиметровых волнах (Бродерик, 1970). Полученные данные свидетельствовали о сложной структуре квазаров. Принимается решение о включении дополнительной 64-м антенны Центра дальней космической связи в Голдстоуне. Экспериментна волне 3.55 см планируется на июнь 1971 г.

Рис. 2. Участники первого эксперимента И.Моисеев, К.Келлерманн и В.Виткевич (слева) и М. Коуэн, Б. Кларк с И. Моисеевым во время второго эксперимента (справа).  

Масштабы работ выходили за пределы возможностей Лаборатории радиоастрономии ФИАН, и РСДБ-направление в июне 1969 г. переводится в ИКИ. Для повышения чувствительности РТ-22 КрАО были разработаны малошумящий усилитель мазерного типа и кассегреновская система облучения антенны. НРАО создает специальную систему регистрациии обработки данных Марк-2 на основе студийных видеомагнитофонов. Для повышения стабильности гетеродинов на РТ-22 применили высокостабильный кварцевый генератор, захваченный рубидиевым стандартом, а в Грин Бэнк и Голдстоуне применяют водородные стандарты частоты. В Симеиз приехали М. Коуэн и Б. Кларк (рис. 2). Эксперимент подтвердил сложную структуру квазаров, были обнаружены сверхсветовые скорости движения компонент. Эксперимент подтвердил возможности РСДБ.

Рис. 3. Глобальная РСДБ-сеть

Для получения детальных изображений объектов необходимо было измерить весь спектрпространственных частот – провести наблюдения на радиоинтеферометрах с базами разной длины и ориентации. Практически все крупные радиотелескопы мира объединяются в единую глобальную сеть, куда входит и станция Симеиз (рис. 3). Станция оснащается водородным стандартом частоты, малошумящим усилителем мазерного типа на длину волны 1.35 см.

3 Области образования звезд и планетных систем

В январе 1969 г. Л.И. Матвеенко и И.Г. Моисеев посетили университет в Беркли. У. Велч докладывал об открытии группой Ч. Таунса в газопылевых туманностях интенсивных линий водяного пара на волне 1.35 см. Предполагалось, что это тепловое излучение. Для уточнения необходимо было измерить размеры источников. Были обсуждены возможности наблюдений на межконтинентальном радиоинтерферометре. Открытие в газопылевых комплексах мощного излучения в линиях водяного пара λ = 1.35 см привлекло внимание как к механизму излучения,так и кинематике активных областей. При отборе объектов для наблюдений на межконтинентальной базе с наблюдательной точки зрения эти объекты были оптимальны:узкие яркие линии. Через несколько дней в Массачусетском технологическом институте мы согласовали с Б.Ф. Берком и его аспирантом Д. Мораном эксперимент Симеиз-Хайстек на волне 1.35 см. Перед этим было решено провести тестовые наблюдения в пределах США, а затем перейти на межконтинентальную базу. В июне 1971 г. в Крым прибыла группа Б. Берка, рис. 4.

Рис. 4. Группа “мазерщиков” в Мисхоре (слева) и Тидбинбилле, Австралия (справа)
Рис. 5. Параболическая антенна КРТ-3, встреча в Сокорро Л. Матвеенко с Хирабаяши, руководителем японского проекта VSOP

После наблюдений квазаров на длине волны 3.55 см мы приступили к наблюдениям источников в линиях водяного пара. Угловое разрешение радиоинтерферометра Крым-Хайстекдостигало 0.1 мсек. дуги. Были выделены скопления Н2О источников, обнаружена мощная вспышка в комплексе W 49. Быстрое нарастание потока свидетельствовало о весьма небольших размерах области излучения, что подтвердилось радиоинтерферометрическими наблюдениямис предельным угловым разрешением. Ее яркостная температура достигала 1016К, что могло быть объяснено лишь мазерным механизмом (Берк, 1972). Стала очевидной необходимость увеличения углового разрешения – вынос одного из элементов интерферометра за пределы Земли. ИКИ приступает к разработке космического интерферометра (руководитель проекта В.П. Мишин, научный руководитель Л.И. Матвеенко). Определены оптимальные параметры орбиты, они соответствовали 30–100 т. км, диаметр антенны радиотелескопа 3.1 метра (рис. 5). Отражающая поверхность зеркала антенны крепилась на тонких инваровых стержнях. Точное наведение антенны обеспечивалось изменением положения вторичного зеркала. В результате исследования туманности Ориона было установлено, что мазерные источники сконцентрированы в 8 активных зонах. В одной из них происходили вспышки, достигавшие нескольких МЯн. Это излучение определялось высокоорганизованной структурой – цепочкой из 4-х групп компактных компонент, размерами 0.1 мсек. или 0.05 а. е. (рис. 6).

Рис. 6. Цепочка из 4-х групп компактных мазерных источников распределена вдоль S-образной структуры, максимальная яркостная температура источников Tb1017K . Биполярный поток имеет спиралевидную структуру. Отдельные выбросы имеют структуру: голова-хвост

Рис. 7. Торнадо: вихрь и выброс спиралевидной формы

Эти компоненты распределены вдоль S-образной структуры длиной около 30 а. е. и соответствуют тангенциальным направлениям протопланетных колец. Распределение скоростей компонент определяется твердотельным вращением Vrot= R, период вращения равен T ≈ 180 лет. Масса системы не превышает М 0.01 Мо. Эжектируемый биполярный поток вещества имеет спиралевидную форму и содержит компактные вкрапления. Скорость истечения потока в начале активности V ≈ 9 км/с и снижается до V ≈ 3 км/с в конце. Эпизодически наблюдаются кометоподобные выбросы (Матвеенко, 2004). Наблюдаемая структура диск-биполярный поток, твердотельное вращение и малая масса подобны космическому вихрю − торнадо (рис. 7).

4 Объекты с активными ядрами

Создание глобальной сети, а в дальнейшем специализированной системы VLBA (НРАО) существенно расширило возможности исследований тонкой структуры астрономических объектов, в том числе объектов с активными ядрами. Рассмотрим некоторые из них: ихструктуру – ядро-эжектор и поток релятивистской плазмы – джет. Исследования на длине волны λ = 18 см радиогалактики М 87 выделили не просто джет, но и установили его скручивание (рис. 8 ). Здесь же приведено основание джета по данным наблюдений на VLBA скосмическим элементом VSOP на длине волны λ = 6 см.“a”“б”

Рис. 8. Радиогалактика Дева А, λ = 18 и λ = 6 см – “а”. Квазар 3С 345 радио карты на разных длинахволн – “б”

Рис. 9. Объект 1803+784, угловое разрешение 0.2 мсек., λ = 18 см – “а” и спиральная структураджета − “б”

Джет квазара 3С 345 представляет собой коническую расходящуюся спираль, в вершине которой находится ядро – эжектор (рис. 8”б”). Максимальная яркостная температура ядра достигает 1012К. Как видно из распределений яркости вдоль джета на разных длинах волн, излучение эжектора проявляется на самой короткой длине волны 1.35 см и уменьшается с увеличением длины волны. Длинноволновая часть радиоизлучения поглощается тепловойплазмой, а видимая часть джета лежит за пределами поглощающего экрана. Исследования объекта 1803+784 с угловым разрешением 0.2 мсек. выделили типичную структуру ядро-джет (рис. 9). Спиральная структура джета построена по наблюдениям на разных длинах волн.

Рис. 10. Траектории баллонов над поверхностью Венеры (справа), запись калибровочного источника W 3ОН, антенны Уссурийск и Евпатория, λ = 18 см

Рис. 11. Заключительный момент “подписания соглашения” астрофизиков и геофизиков

Таким образом, было установлено, что реактивное воздействие эжектируемого потока приводит к прецессии оси и образованию спиральной структуры. Джет окружен тепловой плазмой подобно кокону. Прозрачность стенки кокона нарастает по мере удаления от эжектора,что и определяет видимость фрагментов джета на разных частотах.

5 Прикладные направления РСДБ

Успехи метода РСДБ в астрофизике заложили фундамент развития прикладных направлений на принципиально новой основе. К ним относится и прецизионная астрометрия. Создана сеть опорных “точечных” источников, точности измерения координат достигают десятков микросекунд. Это позволило определить траектории свободного плавания аэростатных зондов в атмосфере Венеры (рис. 10). Расстояние до Венеры превышало 100 миллионов км, а мощность передатчика была всего лишь 1 Вт (проект ВЕГА). Для этого отечественные радиотелескопы: РТ-70, Уссурийск, Евпатория; РТ-22, Симеиз, Пущино; РТ-25, Улан Удэ иРТ-64, Медвежьи озера были оснащены высокочувствительной аппаратурой на длину волны18 см, водородными стандартами частоты, системами регистрации Mарк-2 (Матвеенко, 2007). Измерение траекторий зондов осуществлялось совместно с глобальной сетью и станциями слежения с 64-м антеннами Тидбинбилла, Мадрид и Голдстоун. Точность определения координат баллонов достигала 200 м, полет происходил со скоростью около 50 м/с (Матвеенко,2007). Для дальнейшего развития исследований как в области астрофизики, так и в области прикладных направлений было принято решение оснастить станцию Симеиз совершенной системой регистрации типа Марк-3А. Этот момент отражен на рис. 11. Здесь же приведена первая публикация по прецизионным геодинамическим измерениям. В настоящее время это направление успешно развивается. РСДБ-станция “Симеиз” на протяжении 14 лет в кооперации с почти 50 радиотелескопами мира проводит международные геодинамические исследования. В результате данных наблюдений были получены с миллиметровой точностью свидетельства о движении тектонических плит земной коры и параметры вращения Земли. Впервые получены величины горизонтальных и вертикальных движений РСДБ-станции “Симеиз” относительно Евразийской тектонической плиты (Петров идр., 2001; Вольвач, Нестеров, 2001; Вольвач, 2005).

6 Заключение

В настоящее время благодаря успехам технологии освоен практически весь спектр радиоволн, начиная с самых коротких − миллиметровых. Созданы радиометры с предельно низкой шумовой температурой, регистрирующие устройства обеспечивают широкие полосы регистрации сигналов, атомные стандарты частоты сохраняют когерентность даже на миллиметровых волнах. Передача сигналов по оптоволоконным каналам обеспечивает работу в квазиреальном времени. Совершенствование методов обработки РСДБ-сигналов позволило достигнуть супервысоких разрешений, достигающих десятков микросекунд дуги. Сделаны первые шаги по включению системы КВАЗАР-КВО в глобальную РСДБ-сеть, что существенно расширяет возможности исследований как в области астрофизики, так и прикладныхнаправлений. Большие технологические успехи достигнуты в реализации радиоинтерферометрии Земля-Космос (проект VSOP), подготавливаются запуски Радиоастрона и VSOP-2. В соответствии с научной кооперации между Россией и Украиной в рамках подготовки наземно-космического проекта “РадиоАстрон” с использованием 22-м радиотелескопа КрАО проводится подготовка научной программы проекта, составлен каталог источников − близко 1250 объектов северного неба. Получены важные научные результаты о физической природе источников, позволяющие прогнозировать состояние космических объектов на момент выполнения полетной программы (Вольвач и др., 2004; Вольвач и др., 2007). Проведена подготовка РТ-22 как составной наземно-космического радиоинтерферометра при проведении наблюдательной части программы “РадиоАстрон”: разворачивание на станции систем регистрации Марк-5А и Марк-5В+, модернизация службы времени, а также ввод в действие новых приемных устройств на длины волн 1.35 см, 3.6 см, 6 см, 13 см, 18 см (Нестеров и др., 2000; Вольвач, Стрепка, 2003; Вольвач, Грехам, 2008). Получены результаты в области т. н. электронной радиоастрономии, в частности РСДБ реального времени. С целью получения оперативной обработки информации введен в действие новый специализированный терминал регистрации для РСДБ-локации, который разрешаетзаписывать принятые сигналы непосредственно на жесткие диски компьютера и транслировать через Интернет в центр обработки в квазиреальном времени. С использованием NRTV-терминалов отработана процедура проведения экспериментов. С участием РТ-22 КрАО отработана технология получения высокоточных траекторных данных по высоко орбитальным объектам методом РСДБ-локации, а также технологии выявления неизвестных объектов в области ГСО в режиме “бим-трек” (Вольвач и др., 2004; Вольвач и др., 2006). В 2007 году на базе РТ-22 КрАО создан Межотраслевой Центр коллективного пользования радиотелескопом РТ-22 между Министерством образования и науки Украины и Национальной академией наук Украины. Цель деятельности Центра − интенсификация и координация приоритетных научных исследований в области астрофизики, астрометрии и геодинамики, более полного и эффективного развития и использования инструментальных возможностей и научного потенциала Национального достояния Украины РТ-22, как одного из лучших радиоастрономических инструментов миллиметрового диапазона (Вольвач, Грехам, 2008).

Литература

Берк Б.Ф., Джонстон К.Д., Ефанов В.А., Кларк Б.Д., Коган Л.Р., Костенко В.И., Ло К.У., Матвеенко Л.И., Моисеев И.Г., Моран Д.М., Ноулс С.Х., Папа Д.К., Пападополус Г.Д., Роджерс А.И., Шварц П.Р. // Астрон. журн. 1972. V. 3. P. 465.

Бродерик Д.Д., Виткевич В.В., Джонси Д.Л., Ефанов В.А., Келлерман К.И., Кларк Б.Г., Коган Л.Р., Костенко В.И., Коуэн М.Н., Матвеенко Л.И., Моисеев И.Г., Пайн Д., Хансен Б. //Астрон. журн. 1970. V. 4. P. 784.

Вольвач A.Е. // NASA/TP-2005-212772./ Eds D. Behrend and K. Baver. International VLBI Sevicefor Geodesy and Astrometry. Greenbelt. MD 20771 USA. 2005. P. 100.

Вольвач А.Е., Грехам Д. // International VLBI Service for Geodesy and Astrometry./ Eds D. Behrendand K. Baver. NASA/TP-2008-214151. 2008.

Вольвач А.Е., Кардашев Н.С., Ларионов М.Г. // Труды ГАИШ МГУ. 2004. Т. 75. С. 184.

Вольвач А.Е., Кардашев Н.С., Ларионов М.Г., Вольвач Л.Н., Стрепка И.Д. // Кинем. и физ.небесн. тел. 2007. Т. 23. №. 3. С. 174.

Молотов И.Е., Вольвач А.Е., Коноваленко А.А., Фалькович И.С., Литвиненко Л.Н., Негода А.А., Федоров О.П., Липатов Б.Н., Горшенков Ю.Н., Агапов В.М., Туккари Дж.,Лю Ш. // Космич. наука и техн. 2004. Т. 10. N. 2/3. С. 87.

Вольвач А.Е., Румянцев В.В., Молотов И.Е., Сочилина А.С., Титенко В.В., Агапов В.М., Киладзе Р.И., Шильдкнехт Т., Бирюков В.В., Ибрагимов М.А., Маршалкина А.Л., Власюк В.В., Юрышева О.В., Стрепка И.Д., Коноваленко А.А., Туккари Дж. // Космич.наука и техн. 2006. Т. 12. N. 5/6. C. 50.

Вольвач А.Е., Стрепка И.Д. // NASA/TP-2002-210001./ Eds N. Vandenberg and K. Baver.International VLBI Sevice for Geodesy and Astrometry. Greenbelt. MD 20771 USA. 2003. P. 115.

Матвеенко Л.И. // Письма в Астрон. журн. 2004. Т. 2. С. 121.

Матвеенко Л.И. // Изв. Крымск. Астрофиз. Обсерв. 2007. Т. 103. №. 2. С. 66.

Матвеенко Л.И., Кардашев Н.С., Шоломицкий Г.Б. // Радиофизика. 1965. Т. 4. С. 651.

Матвеенко Л.И. // Письма в Астрон. журн. 1975. Т. 7. Р. 13.

Матвеенко Л.И.// Astron.Nachr. 2007. AN. 328. V. 5. Р. 411.

Нестеров Н., Вольвач A. // NASA/TP-2002-210001./ Eds N. Vandenberg and K. Baver. InternationalVLBI Sevice for Geodesy and Astrometry. Annual Report 2001. Greenbelt. MD 20771 USA.P. 115.

Нестеров Н.С., Вольвач А.Е., Стрепка И.Д., Шульга В.М., Лебедь В.И., Пилипенко А.М. //Радиофиз. и радиоастрон. 2000. Т. 5. №. 3. С. 320.

Петров Л., Вольвач A., Нестеров Н. // Kinem. Phys. Celest. Bodies. 2001. V. 17. №. 5. P. 424.

Шоломицкий Г.Б., Слепцова Н.Ф., Матвеенко Л.И. // Астрон. журн. 1965. V. 6. P. 1135.
« Последнее редактирование: 09 Август 2009, 23:50:56 от Игорь » Записан
Страниц: [1] 2   Вверх
  Добавить закладку  |  Печать  
 
Перейти в:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.20 | SMF © 2006, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!