12-09-2023
Вид на радиотелескоп |
|
Оригинал названия |
Lovell Telescope |
---|---|
Тип |
Радиотелескоп |
Расположение | |
Координаты |
|
Высота |
90,6 м |
Длины волн |
6 см и более |
Дата открытия | |
Диаметр | |
Собирающая площадь | |
Фокусное расстояние | |
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.
Содержание |
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]
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]
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].
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].
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 ее чувствительность на частоте 5 ГГц (в пять раз). Для поверхности зеркала была применена техника голографического профилирования 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 еще 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.
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 поорота | 9 град./мин. по азимуту 6 град./мин. по высоте.[50] |
Side view
Telescope dish
Support structure
Rear
Work on the supports of the Jodrell Bank radio telescope, 12 August 2010
Телескоп начал действовать летом 1957 года, как раз во время запуска Спутник-1, первого искусственного спутника планеты. Хотя передачу с спутника можно было легко словить на бытовой радиоприемник, телескоп Лаввела был единственным телескопом способным отследить ракетоноситель спутника радиолокатором. Первый пеленг был осуществлен незадолго до полуночи 12 октября 1957 г.[51][52] Также им бы осуществлен пеленг ракетоносителя 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 сигналов 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]
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]
В июне 1961 года с помощью радиотелескопа советские ученые безуспешно пытались принять сигнал от первой автоматической станции к Венере - «Венера-1».
Радиотелескоп Лавелла.