Введение
Американский морской астрономический интерферометр (US Navy astronomical interferometer) – американский астрономический интерферометр с крупнейшими в мире базовыми линиями, эксплуатируемый Флагстаффской станцией Военно-морской обсерватории (NOFS) в сотрудничестве с Военно-морской исследовательской лабораторией (NRL) и Обсерваторией Лоуэлла. NPOI в основном предназначен для получения космических изображений и проведения астрометрических измерений, причем последнее является ключевым компонентом, необходимым для точного определения положения и навигации различных транспортных средств для Министерства обороны. Комплекс расположен на станции Андерсон-Меса Обсерватории Лоуэлла, на плато Андерсон-Меса, примерно к юго-востоку от Флагстаффа, штат Аризона (США). До ноября 2011 года комплекс назывался прототипом оптического интерферометра ВМС (NPOI). Впоследствии прибор был временно переименован в Navy Optical Interferometer, а затем окончательно – в Kenneth J. Johnston Navy Precision Optical Interferometer (NPOI), что отражает как достижение полной операционной готовности комплекса, так и является данью уважения его основному инициатору и основателю, Кеннету Дж. Джонстону, вышедшему на пенсию. Проект NPOI был начат Морской обсерваторией Соединенных Штатов (USNO) в 1987 году и реализуется на площадке NPOI.
The Navy Precision Optical Interferometer (NPOI) is an American astronomical interferometer, with the world's largest baselines, operated by the Naval Observatory Flagstaff Station (NOFS) in collaboration with the Naval Research Laboratory (NRL) and Lowell Observatory. The NPOI primarily produces space imagery and astrometry, the latter a major component required for the safe position and navigation of all manner of vehicles for the DoD. The facility is located at Lowell's Anderson Mesa Station on Anderson Mesa about southeast of Flagstaff, Arizona (US). Until November 2011, the facility was known as the Navy Prototype Optical Interferometer (NPOI). Subsequently, the instrument was temporarily renamed the Navy Optical Interferometer, and now permanently, the Kenneth J. Johnston Navy Precision Optical Interferometer (NPOI) – reflecting both the operational maturity of the facility, and paying tribute to its principal driver and retired founder, Kenneth J. Johnston. The NPOI project was initiated by the United States Naval Observatory (USNO) in 1987. and at the NPOI site.
Описание
NPOI — это астрономический интерферометр, расположенный в трехплечей "Y"-образной конфигурации, при этом каждое из равномерно расположенных плеч имеет длину. В NPOI можно использовать два типа станций. Астрометрические станции, предназначенные для высокоточного измерения положений небесных объектов, представляют собой неподвижные установки, расположенные на расстоянии друг от друга, по одной на каждом плече и одна в центре. Станции визуализации могут быть перемещены в одну из девяти позиций на каждом плече, и до шести могут использоваться одновременно для проведения стандартных наблюдений. Свет от любого типа станции сначала направляется в систему питания, состоящую из длинных труб, из которых откачан весь воздух. Эти трубы ведут к переключательному двору зеркал, где свет направляется в шесть линий большой задержки, представляющих собой еще один набор длинных труб, компенсирующих различные расстояния до каждой станции. Затем свет поступает в комплекс объединения лучей, где он попадает в линии быстрой задержки. Этот третий набор эвакуированных труб содержит механизмы, которые с высокой точностью перемещают зеркала вперед и назад. Они компенсируют движение зеркал при сопровождении объекта по небу и другие эффекты. Наконец, свет покидает трубы внутри комплекса объединения лучей и направляется на стол объединения лучей, где свет объединяется таким образом, чтобы можно было формировать изображения. И относится к Флагстаффской станции Военно-морской обсерватории, как было отмечено, в сотрудничестве с обсерваторией Лоуэлла и лабораторией военно-морских исследований в Андерсон-Меса. NOFS финансирует все основные операции и заключает контракты с обсерваторией Лоуэлла на обслуживание объекта в Андерсон-Меса и проведение наблюдений для NOFS с целью выполнения первичной астрометрии. Лаборатория военно-морских исследований (NRL) также предоставляет средства для заключения контрактов с обсерваторией Лоуэлла и NRL на внедрение дополнительных станций сидеростата с длинной базовой линией, облегчающих основную научную работу NRL – синтетическую визуализацию (как небесных объектов, так и орбитальных спутников). После завершения к 2013 году NPOI станет интерферометром с самой длинной базовой линией в мире. Три учреждения – USNO, NRL и Лоуэлл – каждое предоставляют исполнительного директора для работы в оперативной консультативной группе (OAP), которая коллективно руководит наукой и операциями интерферометра. OAP поручила главному ученому и директору NPOI осуществлять научную и операционную деятельность для группы; этот менеджер является старшим сотрудником NOFS и отчитывается перед директором NOFS. NPOI является примером конструкции интерферометра Майкельсона, при этом основная наука находится под управлением NOFS. Обсерватория Лоуэлла и NRL участвуют в научных усилиях, используя выделенное им время для работы с интерферометром; научное время распределяется следующим образом: 85% – ВМС (NOFS и NRL) и 15% – Лоуэлл. NPOI – один из немногих крупных инструментов в мире, способный проводить оптическую интерферометрию. См. иллюстрацию его расположения внизу. NOFS использовал NPOI для проведения широкого спектра научных исследований, выходящих за рамки изучения абсолютных астрометрических положений звезд; другие научные исследования NOFS в NPOI включают изучение двойных звезд, звезд типа Be, звезд, сплюснутых у полюсов, быстро вращающихся звезд, звезд с пятнами и визуализацию звездных дисков (первая в истории) и вспыхивающих звезд. В 2007–2008 годах NRL совместно с NOFS использовал NPOI для получения первых в истории изображений фазового замыкания, предшествующих изображениям спутников, находящихся на геостационарной орбите. Планы установки 1-метрового массива были разработаны NRL и обсерваторией Лоуэлла на основе финансируемых научных исследований.
Обсуждение
Оптические интерферометры – это чрезвычайно сложные телескопы, собирающие фотоны с незаполненной апертурой, работающие в видимом (и иногда в ближнем инфракрасном) диапазоне, которые создают синтезированные изображения и интерференционные данные "на лету" (в отличие от радиоинтерферометров, которым доступна запись данных для последующего синтеза), по сути, выполняя обратное преобразование Фурье входящих данных. Астрометрия достигается путем точного измерения приращений оптической длины пути во время интерференции, чтобы учесть разницу в длине пути света от концов базовой линии. Используя тригонометрию, можно определить угол и положение, на которое направлен массив, и, следовательно, точно определить положение объекта на небесной сфере. В настоящее время существует лишь несколько полностью функционирующих интерферометров. На сегодняшний день NPOI получил оптические изображения с самым высоким разрешением среди всех астрономических инструментов, однако это может измениться с началом работы массива CHARA и интерферометра обсерватории Магдалена Ридж в оптическом диапазоне.