Кіріспе

АҚШ Әскери-теңіз флотының астрономиялық интерферометрі – әлемдегі ең үлкен базалық сызықтары бар американдық астрономиялық интерферометр. Оны Флагстафф станциясындағы Әскери-теңіз обсерваториясы (NOFS) Әскери-теңіз зерттеу зертханасы (NRL) және Лоуэлл обсерваториясы бірлесіп басқарады. NPOI негізінен ғарыш суреттерін және астрометрияны шығарады, соңғысы Қорғаныс министрлігінің барлық көлік құралдарының қауіпсіз орналасуы мен навигациясы үшін қажетті маңызды компонент болып табылады. Бұл нысан Аризона штатындағы (АҚШ) Флагстаффтың оңтүстік-шығысында орналасқан Андерсон-Меса станциясында орналасқан. 2011 жылдың қарашасына дейін бұл нысан «Әскери-теңіз флотының прототиптік оптикалық интерферометрі» (NPOI) деп аталды. Содан кейін құрал уақытша «Navy Optical Interferometer» деп аталып, қазір тұрақты түрде «Kenneth J. Johnston Navy Precision Optical Interferometer» (NPOI) деп аталды – бұл нысанның толыққанды жұмыс істеуге дайындығын көрсетеді және оның негізгі бастамашысы және зейнеткерге шыққан негізін қалаушысы Кеннет Дж. Джонстонға құрмет көрсетуді білдіреді. NPOI жобасы 1987 жылы АҚШ Әскери-теңіз обсерваториясы (USNO) тарапынан бастамаға алынды.

Сипаттама

NPOI – үш қолды «Y» конфигурациясында орналасқан астрономиялық интерферометр, әр қолдың тең аралықтағы ұзындығы өлшенген. NPOI-да қолданылуы мүмкін екі түрлі станция бар. Аспан денелерінің орналасуын өте дәл өлшеуге арналған астрометриялық станциялар – әр қолдың бірінде және ортасында орналасқан, бөлек тұрақты бірліктер. Суреттеу станцияларын әр қолдың тоғыз позициясының біріне жылжытуға болады, ал стандартты байқау жүргізу үшін бір уақытта алтыға дейін қолдануға болады. Кез келген түрдегі станциядан келетін жарық алдымен барлық ауасы шығарылған ұзын құбырлардан тұратын қоректендіру жүйесіне бағытталады. Олар айналардың айлағына жетеді, онда жарық алты ұзақ кешігу желісіне бағытталады, бұл әр станцияға дейінгі әртүрлі қашықтықты өтеу үшін арналған ұзын құбырлардың тағы бір жиынтығы. Содан кейін жарық сәулелерді біріктіретін құрылғыға жіберіледі, онда ол жылдам кешігу сызықтарына кіреді. Бұл үшінші құбырлар жүйесінде айналарды өте жоғары дәлдікпен алға-артқа жылжытатын механизмдер бар. Бұл айналардың көктегі нысанды және басқа да әсерлерді қадағалау қозғалысын өтеуге мүмкіндік береді. Соңында, жарық BCF ішіндегі құбырлардан шығып, сәулелерді біріктіретін үстелге өтеді, онда жарық бейнелерді қалыптастыруға мүмкіндік беретіндей біріктіріледі. Флагстаф станциясындағы Әскери-теңіз обсерваториясына бекітілді, атап айтқанда, Лоуэлл обсерваториясымен және Андерсон-Месадағы Әскери-теңіз зерттеу зертханасымен бірлесіп. NOFS барлық негізгі операцияларды қаржыландырады және осы шарт бойынша Лоуэлл обсерваториясына Андерсон-Меса құрылғысын күтіп ұстауды және NOFS үшін алғашқы астрометрияны жүргізу үшін байқауларды жүргізуді тапсырады. Әскери-теңіз зерттеу зертханасы (NRL) сондай-ақ Лоуэлл обсерваториясымен және NRL-дің қосымша, ұзақ базалық сидеростат станцияларын іске асыру шартына қаржы бөледі, бұл NRL-дің негізгі ғылыми жұмысын жеңілдетеді – синтетикалық бейнелеу (көк және орбиталық спутниктер). 2013 жылы аяқталғаннан кейін NPOI әлемдегі ең ұзын базалық интерферометрді іске қосады. Үш институт – USNO, NRL және Lowell – әрқайсысы интерферометрдің ғылымын және операцияларын бірлесіп басқаратын Операциялық кеңесшілер тобына (OAP) өкіл жібереді. OAP NPOI бас ғалымын және директорына ғылыми және операциялық жұмыстарды жүргізуді тапсырды; бұл менеджер NOFS қызметкерлерінің жоғары лауазымды өкілі және NOFS директорына есеп береді. NPOI – бұл Мишельсон интерферометрінің дизайнының мысалы, оның негізгі ғылымын NOFS басқарады. Лоуэлл обсерваториясы және NRL интерферометрді пайдалану үшін берілген уақыттың үлесі арқылы ғылыми күш-жігерге қосылады; ғылыми уақыттың 85% Әскери-теңіз күштеріне (NOFS және NRL) тиесілі, ал 15% Лоуэллге. NPOI – оптикалық интерферометрияны жүргізе алатын әлемдегі бірнеше ірі құралдардың бірі. Оның орналасу схемасын төмендегі суреттен көруге болады. NOFS NPOI-ді жұлдыздардың абсолютті астрометриялық орналасуын зерттеуден асып, ғылыми зерттеулердің кең және әртүрлі сериясын жүргізу үшін пайдаланды; NPOI-дегі қосымша NOFS ғылымына екі жұлдыздарды, Be жұлдыздарын, сопақ жұлдыздарды, жылдам айналатын жұлдыздарды, жұлдыздық дақтары бар жұлдыздарды, жұлдыздық дискілерді бейнелеу (тарихтағы бірінші рет) және жарық шашу жұлдыздарын зерттеу кіреді. 2007–2008 жылдары NRL, NOFS-пен бірлесіп, NPOI-ді геостационарлық орбитада айналып жүрген спутниктердің тұңғыш жабылу фазалық бейнелерін алу үшін пайдаланды. NRL және Лоуэлл обсерваториясы қаржыландырылған ғылым негізінде 1 метрлік массивті орнату жоспарларын әзірледі.

Талқылау

Оптикалық интерферометрлер – өте күрделі, визуалды (кейде жақын инфрақызыл) диапазонда фотондарды жинайтын, толтырылмаған апертуралы телескоптар. Олар келіп түсетін деректердің кері Фурье түрлендірілуі арқылы синтезделген кескіндер мен штрихтар (фринж) деректерін "нақты уақытта" (радио интерферометрлерден айырмашылығы, олар деректерді кейінірек синтездеу үшін жаза алады) жасайды. Астрометрия – бұл фринжинг кезінде бағдардың екі шетінен жарық жолының айырмашылығын дәл өлшеу арқылы кідіріс желісіне қосымшаларды анықтау. Негізінен тригонометрияны қолдану арқылы массивтің 'бағытталған' бұрышы мен орнын анықтауға болады, соның арқасында аспан сферасындағы нақты орнын анықтау мүмкін. Қазіргі таңда жұмыс істейтін саналы бірнеше ғана интерферометр бар. Бүгінгі күнге дейін NPOI кез келген астрономиялық құралдың ең жоғары ажыратымдылыққа ие оптикалық кескіндерін жасады, бірақ CHARA массиві мен Магдалена Ридж обсерваториясының интерферометрі оптикалық диапазон операцияларын бастағанда бұл өзгеріп қалуы мүмкін.