B. Lovell Radioteleskop

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 mars 2021; kontroller kräver 15 redigeringar .
B. Lovell Radioteleskop
Lovell teleskop

Vy över radioteleskopet
Sorts Radioteleskop
Plats Cheshire , Storbritannien
Koordinater 53°14′11″ N sh. 2°18′31″ W e.
Höjd 90,6  m
Våglängder 6 cm eller mer
öppningsdatum 2 augusti 1957 [1]
Start datum 2 augusti 1957
Diameter 76,2  m [2]
Effektivt område
  • 4560 m²
Brännvidd 22,9  m [2]
montera alt-azimut fullt roterande
Kupol Nej
Hemsida jb.man.ac.uk/aboutus/lov...
 Mediafiler på Wikimedia Commons

B. Lovell radioteleskop [3]  är ett radioteleskop vid Jodrell Bank Observatory nära Goustray , Cheshire , nordvästra England . Vid tiden för konstruktionen 1957 var det det största ( spegeldiameter 76,2 meter ) fullroterande radioteleskop i världen [4] . För närvarande är det det tredje största, efter Green Bank-radioteleskopet i USA (100 m ) och Effelsberg-radioteleskopet i Tyskland (100 m ) [5] . Det var ursprungligen känt helt enkelt som 250-fots teleskopet eller radioteleskopet vid Jodrell Bank ; runt 1961 döptes det om till teleskopet "Mark-1" ( "Mark I" ), när diskussioner började om konstruktionen av nya teleskop ( "Mark-2" , "3" och "4" ) [6] . 1987 döptes det om till Lovell -radioteleskopet [7] och blev en del av MERLIN -nätverket och det europeiska VLBI-nätverket [8] [9] .

Skaparna Bernard Lovell och Charles Husband adlades för deras bidrag till skapandet av teleskopet [10] . I september 2006 vann teleskopet BBC Famous Buildings-tävlingen [11] . 2007 firade teleskopet 50-årsjubileum.

Vid klart väder är teleskopet synligt från höga byggnader som Beetham Tower i Manchester och så långt bort som Pennines , Winter Hill , Snowdonia , Beeston Castle , Cheshire och Peak District . Syns även från loungen och restaurangen på Manchester Airport Terminal 1 .

Konstruktion

Design och konstruktion av Mark I

Bernard Lovell byggde transitteleskopet vid Jodrell Bank i slutet av 1940-talet. Det var ett radioteleskop med en diameter på 66 m, som bara tittade uppåt, nästa logiska steg var att bygga ett teleskop som kunde titta på alla delar av himlen. Även om transitteleskopet var egendesignat och byggt, för att utveckla ett fullt styrbart (roterande) teleskop, var första prioritet att hitta en ingenjör som var villig att göra jobbet. Det visade sig vara Charles Husband , som Lovell träffade första gången den 8 september 1949 [12] [13] .

Grunden för den vertikala svängmekanismen var två 15-tums (38 centimeter) lager avlägsnade från kanontornen på de nedlagda krigsskeppen från andra världskriget HMS Revenge och Royal Sovereign ; de återstående delarna av rotationsmekanismen utvecklades för dessa lager [14] . Maken lämnade in de första ritningarna av det vridbara teleskopet 1950, efter förtydligande skickades de detaljerade ritningarna till UK Department of Scientific and Industrial Research den 20 mars 1951 [15] [16] . I mars 1952 godkändes ritningarna [17] .

Bygget påbörjades den 3 september 1952 [18] . Teleskopets grundläggning färdigställdes den 21 maj 1953, fundamentets djup är 27 m [19] [20] . På grund av kraven på precision vid läggning av räls fick grunden krympa till mitten av april 1954 [21] [22] . Mittaxeln sattes på plats den 11 maj 1954 [23] , det sista underredet i mitten av april 1955. [24]

Teleskopets spegel var ursprungligen ett trådnät för att observera våglängder från 1 till 10 meter [25] , senare ersattes den av en stålyta för observation av vätelinjen (21 cm), upptäckt 1951 [26] . I februari träffade Lovell representanter för flygministeriet för att diskutera finansiering för att öka teleskopets centimetervågsnoggrannhet för vetenskaplig forskning och "andra ändamål" för ministeriet. Även om finansiering från flygministeriet aldrig mottogs, gick planeringen så långt att dessa förbättringar måste göras ändå [27] .

Teleskopet byggdes för att spegeln skulle kunna vändas helt och hållet. Från början var det tänkt att använda ett rörligt torn vid basen av teleskopet för att ändra mottagare i fokus [28] . De byggdes dock inte på grund av ekonomiska begränsningar och det faktum att det mesta av mottagningsutrustningen var placerad vid basen av teleskopet och inte i fokus [29] . Mottagarna monterades istället på 15 meter långa stålrör i mitten av spegeln. Mottagande utrustningsenheter kan placeras i ett litet laboratorium direkt under teleskopet, inomhus, ovanpå två torn eller i kontrollbyggnaden [30] .

Teleskopet sköts upp för första gången den 3 februari 1957. Det första varvet i azimut (en tum) [31] med hjälp av motorer testades den 12 juni 1957 [32] ; tornets första lutning den 20 juni 1957. [32] I slutet av juli var spegelns yta färdig [33] . Det " första ljuset " sågs av teleskopet den 2 augusti 1957, när det gjorde en driftskanning av Vintergatan i 160 MHz-bandet [1] . Teleskopet styrdes först från kontrollrummet den 9 oktober 1957 [34] [35] med hjälp av en specialbyggd analog dator [26] .

Byggkostnaden visade sig vara mycket högre än beräknat, främst på grund av den kraftiga ökningen av stålpriserna under konstruktionen av teleskopet. Till en början gavs bidrag för konstruktionen av teleskopet av Nuffield Foundation och regeringen, detta uppgick till 335 000 pund sterling [17] . Regeringen ökade sin andel av finansieringen flera gånger i takt med att byggkostnaderna steg och pengar kom från privata donationer. Den slutliga fordran från konstruktionen av teleskopet var 50 000 pund, som reglerades av Lord Nuffield och Nuffield Foundation den 25 maj 1960 [36] (på grund av teleskopets viktiga offentliga funktion för att spåra rymdobjekt) och Jodrell- Banken döptes om Nuffield Radio Astronomy Laboratory. Slutkostnaden för teleskopet var £700 000 [37] .

Uppgradera till Mark IA

Kort efter lanseringen av teleskopet började Lovell och Maken överväga att uppgradera teleskopet för att förbättra ytnoggrannheten och överföra kontrollen till en digital dator. Förnyelseplanen utarbetades av Husband Company och presenterades för Lovell i april 1964 [38] . Deras planer blev mer pressande när, i september 1967, utmattningssprickor upptäcktes i spegellyftens drivsystem. Teleskopet hade en designlivslängd på 10 år, och man hade varnat för potentiella fel sedan 1963. Förekomsten av utmattningssprickor var det första av dessa problem som hotade att stoppa driften av teleskopet. Om de lämnades utan hänsyn, kan forskarna snart förlora möjligheten att använda lyftsystemet [39] . Renoveringen och moderniseringen av teleskopet, omdöpt till Mark IA, finansierades med £400 000 och tillkännagavs den 8 juli 1968 [40] [41] . Moderniseringen genomfördes i tre etapper, etapp 1 från september 1968 till februari 1969 [42] , etapp 2 från september till november 1969 [43] och etapp 3 från augusti 1970 till november 1971 [44] .

Det första steget var tillägget av ett inre järnvägsspår, som tog på sig en tredjedel av teleskopets vikt [42] [45] . Det yttre spåret, som hade rostat och deformerats under användning, byttes ut i den andra fasen. Fyra boggier installerades på den inre skenan, och de befintliga boggierna på den yttre skenan renoverades [43] [45] .

Den tredje etappen såg stora förändringar; en ny mer exakt spegelyta monterades ovanpå den gamla, som ett resultat kan teleskopet användas vid våglängder från 6 cm [25] , stöd för det centrala hjulet tillkom. Ett nytt datorkontrollsystem (återanvändning av Ferranti Argus 104 Mark II teleskopdator), utmattningssprickor i spegelanslutningskonerna eliminerades och den centrala antennen förlängdes och förstärktes [44] [45] . Tyvärr inträffade under arbetets gång en tragisk incident, i januari 1972, när antennen höjdes, föll den senare av och skadade två ingenjörer, en av dem dog av sina skador [46] .

Uppgraderingen av Mark IA slutfördes officiellt den 16 juli 1974 och teleskopet återlämnades till universitetet. På grund av den stigande stålkostnaden under uppgraderingen var slutkostnaden för uppgraderingen £664 793,07 [47] .

Efterföljande uppgraderingar och reparationer

Den 2 januari 1976 förstörde en storm med en vindhastighet på cirka 140 km/h teleskopet. Tornen böjde sig och ett av lagren som förbinder spegeln med tornet föll av. Efter en kostsam renovering lades diagonalstag till tornen för att förhindra att detta inträffar igen [45] .

År 1990 var ytan på teleskopet kraftigt korroderad. Under 2001-2003 uppdaterades teleskopets täckning, vilket ökade dess känslighet vid en frekvens på 5 GHz (fem gånger). För spegelytan användes en holografisk profileringsteknik som gjorde det möjligt att optimera arbetet vid en längd av 5 cm (16 cm på den gamla ytan) [48] . Ett nytt drivsystem installerades, vilket ger högre peknoggrannhet. Den yttre skenan lades om, och det fokala (antenn) tornet stärktes för att tillåta upphängning av tyngre mottagare [49] .

2007 behövde ett sprucket hjul bytas ut, 2008 byttes ytterligare ett. Totalt har 2 hjul bytts ut på detta sätt sedan starten av teleskopoperationen 1957 [50] .

Närvaron (från 2010) av två vilda pilgrimsfalkar (placerade i vart och ett av stödtornen) förhindrar besvären med duvainvasioner (kontamination med duvspillning, effekten av deras kroppsvärme på känslig utrustning) som andra radioteleskop drabbas av.

Statistik

Teleskopets vikt: 3200 t [2]
Spegelvikt: 1500 t [2]
Spegel diameter: 76,2 m [2]
Spegelområde: 5270 m² [2]
Uppsamlingsområde för spegeln: 4560 m² [2]
Pivothöjd: 50,5 m [2]
Maximal höjd: 89,0 m [2]
Svängradie: 38,5 m [2]
Ytterdiameter på järnvägsspåret: 107,5 m [2]
Mängden färg 3 lager spegel: 5300 l [2]
Effekt av azimutmotorer Två elmotorer på vardera 50 hästkrafter vid foten av sidotornen. [51]
svänghastighet 9 grader/min i azimut
6 grader/min. i längd. [51]

Utforskning av rymden

Satelliter och konstgjorda satelliter

Teleskopet började fungera sommaren 1957, strax före uppskjutningen av Sputnik 1 , planetens första konstgjorda satellit. Även om en satellitsändning lätt kunde plockas upp på en hushållsradio, var Lovell-teleskopet det enda teleskopet som kunde spåra en satellits booster med radar. Den första bäringen utfördes strax före midnatt den 12 oktober 1957 [52] [53] Han utförde också bäringen av Sputnik-2 bärraket omedelbart efter midnatt den 16 november 1957 [54] .

Teleskopet deltog också i en del av det tidiga arbetet med satelliter. I februari och mars 1963 sände teleskopet signaler via månen och NASA:s Echo-2 uppblåsbara satellit , belägen på en höjd av 750 km , till Zimenki-observatoriet i Sovjetunionen. Vissa signaler från USA till Sovjetunionen överfördes genom Jodrell Bank [55] .

Månprogram

Lovell-teleskopet användes för att spåra sovjetiska och amerikanska sonder till månen i slutet av 1950-talet och början av 1960-talet. Av de amerikanska rymdsonderna följde teleskopet med Pioneer 1 från 11 till 13 november 1958 [56] [57] , Pioneer 3 i december 1958 [58] och Pioneer 4 mars 1959. [59] Teleskopet följde med Pioneer 5 från 11 mars till 26 juni 1960, och användes för att skicka kommandon till sonden, inklusive för att separera sonden från bärraketen när den befann sig på ett avstånd av 12,9 miljoner km. Den mottog också data från Pioneer 5, som var det enda teleskopet i världen som kunde göra det vid den tiden [60] , den sista signalen plockades upp från en sond 36,2 miljoner kilometer bort den 26 juni 1960 [58] .

Teleskopet spårade också sovjetiska månsonder, inklusive Luna 2 , från 13 till 14 september 1959; månlandningen bekräftades av teleskopet, som mätte effekten av månens gravitation på sonden, [ 61] Luna 3 den 4 oktober 1959 [62] Dessutom följde teleskopet med Luna 9 i februari 1966, den första rymdfarkosten som gör en mjuklandning på månen. . Teleskopet tog emot faksimilöverföring av fotografier från månens yta. Fotografierna publicerades i brittisk press - sonden sände, troligen för att öka chanserna för mottagning, i ett internationellt format för att överföra bilden till nyhetsflöden [63] .

Teleskopet följde med den sovjetiska satelliten Luna-10 , som sänds upp i månens omloppsbana i april 1966 [64] , och Zond-5 , som sänds upp i september 1968, som tog en serie bilder av månen innan den återvände till jorden [65] . Teleskopet spårade inte Apollo 11, eftersom det var upptaget av att spåra Luna 15 i juli 1969. Emellertid användes 50 fot (15 m) teleskopet vid Jodrell Bank samtidigt för att spåra Apollo 11 [66] [67] .

Utforskning av Venus

I juni 1961, med hjälp av ett radioteleskop, försökte sovjetiska forskare utan framgång ta emot en signal från den första automatiska stationen till Venus - Venera-1 .

Utforskning av Mars

ICBM "watchdog"

Vetenskapliga observationer

Solsystemet

Vätgaslinje 21 cm

Masers

Pulsars

Gravitationslinsning

Kvasarer och interferometri

Andra intressanta observationer

I populärkulturen

Klipp

Placebo The Bitter End (2003)

Böcker

Tidskriftsartiklar

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Bernard Lovell. [1] = Berättelsen om Jodrell Bank  (engelska) . - Oxford University Press, 1968. - S. 282. - ISBN 978-0192176196 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ian Morison. Lovell-teleskopet : fakta och siffror  . Jodrell Bank Center for Astrophysics . University of Manchester (9 december 2008). Hämtad 2 november 2011. Arkiverad från originalet 2 september 2012.  (Tillgänglig: 25 november 2011)
  3. ↑ BDT/Jodrell Bank Radio Astronomy Observatory . Datum för åtkomst: 20 februari 2016. Arkiverad från originalet 3 mars 2016.
  4. ↑ På denna dag - 14 mars 1960: Radioteleskop gör rymdhistoria , BBC News  ( 14 mars 1960). Arkiverad från originalet den 3 augusti 2018. Hämtad 2 november 2011.  (Hämtad 2 november 2011)
  5. ↑ Lovell-teleskopet presenterar ett nytt ansikte till  universum . Hämtad 2 november 2011. Arkiverad från originalet 2 september 2012.  (Tillgänglig: 15 december 2011)
  6. ↑ Bernard Lovell. [2] = Jodrell Bank Telescopes  . - Oxford University Press, 1985. - S. 308. - ISBN 978-0198581789 .
  7. ↑ Lovell Radio Telescope refurbished  , BBC News (  28 april 2003). Arkiverad från originalet den 13 augusti 2017. Hämtad 2 november 2011.   (Hämtad 15 november 2011)
  8. ↑ En gång Wilsons "White Heat", Now History : Tessa Blackstone listar Bt Tower  . Hämtad 28 maj 2007. Arkiverad från originalet 5 februari 2007.
  9. ↑ Bilder av England  (engelska)  (otillgänglig länk) . engelskt arv . Hämtad 17 juli 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  10. ↑ Jodrell Bank—Historia  . Hämtad 10 juni 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  11. ↑ Finlo Rohrer . Aye to the telescope  (engelska) , BBC News  (5 september 2006). Arkiverad från originalet den 15 september 2011. Hämtad 2 november 2011.
  12. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 28
  13. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 195
  14. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 29
  15. ↑ Lovell, Bernard blå bok . - 1950. - ISBN 0312322496 . (förslagsdokumentet för Lovell-teleskopet)
  16. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 35
  17. ↑ 1 2 Lovell, Astronomer by Chance , sid. 222
  18. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 44
  19. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 47
  20. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 225
  21. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 65a (bildtext på nedre bilden)
  22. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 232
  23. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 80a (bildtext på det övre fotografiet)
  24. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 71
  25. ↑ 12 JBO - Konstruktion . Hämtad 28 maj 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  26. ↑ 1 2 The 250 ft Mk I Radio Telescope - Byggandet av världens första gigantiska radioteleskop. . Jodrell Bank Observatory . Hämtad 23 november 2006. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  27. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , s. 235-236
  28. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , p88
  29. ↑ Berättelsen om Jodrell Bank, p88
  30. ↑ Lovell (1957)
  31. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 155
  32. ↑ 1 2 Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 157
  33. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 250
  34. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 193
  35. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 260
  36. ↑ Berättelsen om Jodrell Bank, sid. 244
  37. ↑ Piper, Berättelsen om Jodrell Bank , sid. 95
  38. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , s. 60-61
  39. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , s. 65-66
  40. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , sid. 68
  41. ↑ Out of the Zenith, sid. 237
  42. ↑ 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes , s. 75-81
  43. ↑ 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes , s. 81-83
  44. ↑ 1 2 Lovell, Jodrell Bank Telescopes , s. 83-94
  45. ↑ 1 2 3 4 MKIA-radioteleskopet . Jodrell Bank Observatory . Hämtad 21 november 2006. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  46. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , sid. 91
  47. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , sid. 94
  48. ↑ JBO - Lovell Telescope - the future (år 2000) . Hämtad 28 maj 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  49. ↑ Uppgraderingen av Lovell-teleskopet . Jodrell Bank Observatory . Hämtad 23 november 2006. Arkiverad från originalet 15 oktober 2006.
  50. ↑ Teleskopets däckbyte är hjulframgång . Jodrell Bank Observatory (4 februari 2008). Hämtad 7 februari 2008. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  51. ^ 1 2 JBO - Lovell-teleskopets anatomi . Hämtad 28 maj 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  52. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 196
  53. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 262
  54. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 197
  55. ↑ Out of the Zenith, kapitel 15
  56. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 212
  57. ↑ Lovell, Astronomer by Chance , sid. 269
  58. ↑ 1 2 Jodrell Banks roll i tidiga rymdspårningsaktiviteter . Hämtad 10 juni 2007. Arkiverad från originalet 2 september 2012.
  59. ↑ US Planet , Time Magazine  (16 mars 1959). Arkiverad från originalet den 30 september 2007. Hämtad 9 april 2007.
  60. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. xii, s. 239-244
    Lovell, Astronomer by Chance , sid. 272
    Voice in Space , Time Magazine (21 mars 1960). Arkiverad från originalet den 1 april 2007. Hämtad 9 april 2007.
    Big Voice from Space , Time Magazine  (23 maj 1960). Arkiverad från originalet den 21 april 2009. Hämtad 9 april 2007.
  61. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , s. 231-236 och bildtext på det nedre fotot på sidan 209a
    Piper, Story of Jodrell Bank , sid. 42
    Lovell, Astronomer by Chance , s. 269-271
    Moon Blow , Time Magazine  (21 september 1959). Arkiverad från originalet den 30 september 2007. Hämtad 9 april 2007.
    Trail of the Lunik , Time Magazine  (28 september 1959). Arkiverad från originalet den 22 april 2009. Hämtad 9 april 2007.
  62. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , s. 236-238
    Lovell, Astronomer by Chance , sid. 271
    Lunik III , Time Magazine  (12 oktober 1959). Arkiverad från originalet den 27 augusti 2013. Hämtad 25 juni 2020.
    First to the Far Side , Time Magazine  (19 oktober 1959). Arkiverad från originalet den 30 september 2007. Hämtad 8 april 2007.
  63. ↑ Lovell, Story of Jodrell Bank , sid. 250
    på denna dag - 3 februari 1966: Sovjetisk landsond på månen , BBC News  (3 februari 1966). Arkiverad från originalet den 1 mars 2017. Hämtad 9 april 2007.
    The Lunar Landscape , Time Magazine  (11 februari 1966). Arkiverad från originalet den 20 februari 2008. Hämtad 7 april 2007.
  64. ↑ Att komma med kredit till Jodrell Bank , Time Magazine  (15 april 1966). Arkiverad från originalet den 30 september 2007. Hämtad 6 april 2007.
  65. ↑ Rysslands lopp mot månen , Time Magazine  (27 september 1968). Arkiverad från originalet den 30 september 2007. Hämtad 9 april 2007.
  66. ↑ Skarpiga, snobbiga eller sura druvor? , Time Magazine  (25 juli 1969). Arkiverad från originalet den 26 september 2005. Hämtad 9 april 2007.
  67. ↑ Lovell, Jodrell Bank Telescopes , sid. 82

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
 radioastronomi
Grundläggande koncept
radioteleskop
med en bländare
Interferometrar
Föreslagen /
under uppbyggnad
Plats
Personligheter
Relaterade ämnen
Kategori:Radioastronomi