คำบรรยายภาพ: แผนกควบคุมธนาคาร Jodrell ดั้งเดิมพร้อมมุมมองของกล้องโทรทรรศน์โลเวลล์ เครดิต: Anthony Holloway
สัปดาห์ที่แล้วเราได้ดูใบหน้าสาธารณะของหอดูดาว Jodrell Bank, Discovery Centre แต่สัปดาห์นี้เราได้ทัวร์ชมเบื้องหลังของหอดูดาวที่น่าประทับใจและมีคุณค่าทางประวัติศาสตร์
ดร. ทิมโอไบรอันเป็นรองผู้อำนวยการ Jodrell Bank Observatory และ Reader ใน Astrophysics ใน School of Physics & Astronomy ที่ University of Manchester ในขณะที่เราเริ่มทัวร์กล้องดูดาวห้องควบคุมและคอมพิวเตอร์เขาอธิบายบทบาทของ Jodrell ในการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ของดาราศาสตร์วิทยุ กล้องโทรทรรศน์โลเวลล์เป็นหัวใจสำคัญของหอดูดาวปัจจุบันเป็นอาคารที่ได้รับการขึ้นทะเบียนเป็นเกรด 1 รวมถึงอยู่ที่ล้ำสมัยของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันและในอนาคต
Jodrell Bank เดิมเป็นที่ตั้งของพื้นที่ทดสอบของแผนกวิชาพฤกษศาสตร์ของมหาวิทยาลัย The Observatory ก่อตั้งขึ้นโดย Sir Bernard Lovell เมื่อการแทรกแซงจากรถรางส่งผลต่อการวิจัยเกี่ยวกับรังสีคอสมิกซึ่งเขาได้ดำเนินการใน School of Physics ที่วิทยาเขตหลักของมหาวิทยาลัยในเมือง เซอร์เบอร์นาร์ดย้ายอุปกรณ์เรดาร์ของเขาไปที่ไซต์ในปี 2488 เพื่อค้นหาเสียงสะท้อนวิทยุจากเส้นทางที่แตกตัวเป็นไอออนของรังสีคอสมิก แต่ได้ก่อตั้งพื้นที่การวิจัยใหม่ทั้งหมดเป็นอุกกาบาต
กล้องโทรทรรศน์โลเวลล์ (แต่เดิมคือมาร์คฉัน) เป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ควบคุมได้ที่ใหญ่ที่สุดในโลก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 76.2m) และเป็นสิ่งเดียวที่สามารถติดตามการส่งจรวดสปุตนิก 1 ในปี 1957 ได้ มันยังใหญ่เป็นอันดับสามของโลก นอกเหนือจากการติดตามและรับข้อมูลจากโพรบเช่นไพโอเนียร์ 5 ในปี 2503 และลูน่า 9 ในปี 2509 โปรแกรมการอัพเกรดอย่างต่อเนื่องทำให้ขอบเขตในการวัดระยะทางไปยังดวงจันทร์และดาวศุกร์และพัลซาร์วิจัยโทฟิสิกส์ดาราศาสตร์ควาซาร์และเลนส์ความโน้มถ่วง มันให้การศึกษาที่ครอบคลุมมากที่สุดของพัลซาร์ในระบบดาวคู่และค้นพบพัลซาร์ก้อนแรกในกระจุกดาวทรงกลม มันตรวจจับเลนส์ความโน้มถ่วงตัวแรกและยังถูกใช้สำหรับการสังเกต SETI ตอนนี้บนพื้นผิวสะท้อนที่สามโปรแกรมการอัพเกรดอย่างต่อเนื่องทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าที่เคย
ในปี 1964 กล้องโทรทรรศน์วิทยุรูปไข่ Mark II เสร็จสมบูรณ์ มันตั้งอยู่กลางทุ่งโดมแคระขนาดเล็กที่เป็นที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์สอนแสงของ Tim และล้อมรอบด้วยกระท่อมหลังสงครามตั้งชื่อตามงานวิจัยที่ทำในพวกเขาดังนั้นจึงมีชื่อว่า Radiant (หลังอุกกาบาต) และดวงจันทร์อีกดวง ด้วยแกนหลักของ 38.1m และแกนรองของ 25.4m Mark II ส่วนใหญ่จะใช้ควบคู่กับโลเวลล์เป็นส่วนหนึ่งของ e-MERLIN (เครือข่ายอินเตอร์เฟอเรโนเรเตอร์เชื่อมโยงหลายองค์ประกอบวิทยุ) สถานวิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติของสหราชอาณาจักร ประกอบด้วยขอบเขตวิทยุมากถึง 7 รายการ ได้แก่ Lovell, Mark II, Cambridge, Defford, Knockin, Darnhall และ Pickmere e-MERLIN มีพื้นฐานที่ยาวที่สุด (การแยกกล้องโทรทรรศน์) 217 กม. และความละเอียดที่ดีกว่า 50 มิลลิวินาทีซึ่งเปรียบเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แต่ใช้คลื่นวิทยุมากกว่าความยาวคลื่นที่มองเห็น สาขา Jodrell ของแมนเชสเตอร์ยังเป็นเจ้าภาพจัดโหนดระดับภูมิภาคของสหราชอาณาจักรสำหรับ ALMA (อาทาคามาขนาดใหญ่มิลลิเมตร / อาเรย์ย่อยมิลลิเมตร) ในชิลี
กล้องโทรทรรศน์ขนาด 42 ฟุตตั้งอยู่ทางเข้าอาคารหลักที่เป็นที่ตั้งของห้องควบคุม ภารกิจหลักของกล้องโทรทรรศน์คือการเฝ้าดูพัลซาร์อย่างต่อเนื่องที่ใจกลางเนบิวลาปู (ตลอดเวลาที่อยู่เหนือขอบฟ้า) ทิม ณ จุดนี้แสดงให้เห็นถึงเคล็ดลับปาร์ตี้อันน่าประทับใจของเขาที่แสดงให้เห็นว่าขอบเขตนั้นชี้ไปที่ Crab Pulsar โดยคำนวณจาก Right Ascension ของพัลซาร์ (05h 34m 31.97s) และ Declination (+ 22d 00m 52.1s) ท้องฟ้าในเวลา มีการรวบรวมข้อมูลมานานกว่า 30 ปีซึ่งแสดงถึง 4% ของอายุพัลซาร์ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีการพัลซาร์ที่วิวัฒนาการ
คำบรรยายภาพ: ดร. ทิมโอไบรอันกำลังคุยกับศาสตราจารย์ไบรอันค็อกซ์และดาร่าโอไบนในห้องควบคุมระหว่างการดูดาวเครดิตสด: มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์
ทิมใจดีพอที่จะอนุญาตให้ฉันเข้าไปในห้องควบคุมซึ่งไม่ได้เห็นบ่อยครั้งโดยผู้เข้าชมทั่วไปถึงไซต์แม้ว่ามันจะเป็นเจ้าภาพในซีรีส์ Stargazing Live ประจำปีของ BBC TV ซึ่งจัดทำโดยศ. มันแสดงให้เห็นอย่างสมบูรณ์แบบถึงบทบาททางประวัติศาสตร์และปัจจุบันของ Jodrell ในดาราศาสตร์วิทยุ เป็นการผสมผสานกันอย่างน่าอัศจรรย์ของอังกฤษกับเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ทันสมัยอุปกรณ์ดั้งเดิมของปี 1950 และทุกจุดระหว่าง มีจอแบนขนาดใหญ่ในมุมหนึ่งที่แสดง & สามารถควบคุมขอบเขตแต่ละอันนาฬิกาอะตอมข้างตู้ไม้และตู้กระจกที่มีเข็มกระตุกที่ติดตามความกดอากาศความเร็วลมและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงในม้วนหรือแผ่นกระดาษ ในใจกลางของห้องคือโต๊ะควบคุมรูปเกือกม้าดั้งเดิมจากปี 1950
หน้าต่างกว้างใหญ่สามารถมองเห็นขอบเขตของโลเวลล์ซึ่งเป็น 'จอด' ในระหว่างการเยี่ยมชมของฉันในขณะที่ชามสะท้อนแสงได้รับเสื้อคลุมสีใหม่ชี้ตรงขึ้นไปถึงจุดสูงสุดพร้อมกับระบบเบรก หากลมเพิ่มขึ้นในระหว่างการสังเกตจานจะต้องยกขึ้นและย้ายไปยังเป้าหมายที่สูงขึ้นในท้องฟ้า หากลมถึง 45 ไมล์ต่อชั่วโมงจานจะต้องจอดในตำแหน่งตั้งตรงนี้ โชคดีที่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยเกินไป การสะสมของหิมะจำนวนมากอาจทำให้รูปร่างของจานบิดเบี้ยวดังนั้นจึงต้องทำการเอียงออก ห้องควบคุมบรรจุคน 24 ชั่วโมงต่อวัน 365 วันของปี ทั้งห้องมีไฟกะพริบปุ่มหมุนลูกบิดและสวิตช์ในปริมาณที่น่าพอใจมาก อย่างที่ทิมพูดอย่างถูกต้อง“ คุณต้องมีไฟกระพริบมากมาย”
Jodrell เป็นที่ตั้งของกลุ่มคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์และกลุ่มผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 Lovell และ Mark II มีส่วนเกี่ยวข้องกับ VLBI (Very Long Baseline Interferometry) อย่างสม่ำเสมอซึ่งรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ทั่วยุโรปจีนและแอฟริกาและยังสามารถเชื่อมโยงกับ VLBA (Very Long Baseline Array) ในอเมริกาเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ ขนาดของดาวเคราะห์สามารถสร้างภาพที่คมชัดที่สุดในดาราศาสตร์ทุกดวง ห้อง VLBI มีเครื่องรับและเครื่องบันทึกมากมาย ซึ่งรวมถึงเครื่องรับ GPS ความแม่นยำ 0.5 มิลลิวินาทีหรือที่รู้จักกันในชื่อ Totally Accurate Clock แม้ว่าจะมีความแม่นยำ 25 นาโนวินาทีและนาฬิกาอะตอม maser นั้นมีความแม่นยำถึง 1 ส่วนใน 10 ^ 15 หรือ 1 วินาทีทุกๆ 30 ล้านปี! ชื่อเป็นสิ่งที่ Jodrell เครื่องกำเนิดสัญญาณห้าเครื่องที่ใช้ในการแปลงความถี่ในเครื่องรับจะมีป้ายกำกับอย่างเป็นระเบียบอย่าง Sharon, Tracy, Nigel, Kevin และ Darren
คำบรรยายภาพ: กล้องโทรทรรศน์ Mark II ที่ Jodrell Bank เครดิต: ผู้แต่ง
Jodrell เป็นผู้บุกเบิกการเชื่อมต่อของกล้องโทรทรรศน์วิทยุในระยะทางหลายร้อยกิโลเมตรและสร้างเครือข่ายใยแก้วนำแสงเฉพาะที่เชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์ e-MERLIN ทั้งเจ็ดตัว ทิมหยุดอยู่หน้าประตูสีฟ้าที่มีขนาดใหญ่และหนักหน่วงอย่างน่าประทับใจที่ประดับประดาด้วยสัญญาณเตือนที่น่าทึ่งมากมายและฮัมเพลงเป็นลางสังหรณ์ด้วยมือของเขาบนคันบังคับที่ทนทาน นี่คือบ้านของผู้เชื่อมโยง e-MERLIN จุดสนใจของกล้องโทรทรรศน์ทั้งเจ็ดและหัวใจของเครือข่ายจะต้องมีการป้องกันอย่างระมัดระวังเพื่อที่จะได้ไม่รบกวนการทำงานของวิทยุในไซต์ ทิมเคาะรหัสรายการดึงคันโยกและเสียงฮัมที่นุ่มนวลกลายเป็นเสียงคำรามเมื่อเราเข้าไปในห้องโลหะเก็บความเย็นด้วยเครื่องปรับอากาศ มีมุมถังแก๊สขนาดใหญ่พร้อมที่จะเติมเต็มห้องในกรณีที่เกิดไฟไหม้ ตรงกลางเป็นตู้กระจกรมควันขนาดของตู้เสื้อผ้าขนาดใหญ่ที่มีฮับคอมพิวเตอร์ที่มีสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสีเหลืองที่เชื่อมต่อกับกล้องโทรทรรศน์และนำข้อมูลจำนวนมากเข้ามาในห้องขณะเดินทางบนอินเทอร์เน็ตส่วนที่เหลือของสหราชอาณาจักร
Jodrell มีพนักงานประมาณ 40 คนในไซต์และทำงานมากกว่า 100 เรื่องจากอาคาร Alan Turing ของมหาวิทยาลัยในแมนเชสเตอร์ รายการโปรแกรมวิจัยของกลุ่มครอบคลุมทุกแง่มุมของดาราศาสตร์ตั้งแต่การศึกษาบิ๊กแบงไปจนถึงการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ พวกเขาใช้พัลซาร์เพื่อทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ซึ่งได้รับรางวัลผลงานวิจัยของเดส์ พวกเขาพัฒนาแอมพลิฟายเออร์เสียงรบกวนต่ำสำหรับยานอวกาศพลังค์ของ ESA ซึ่งจะรายงานผลจักรวาลวิทยาในปีหน้า ด้วยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุในยุโรปพวกเขาใช้พัลซาร์เพื่อพยายามตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงแรกที่ Einstein ทำนายไว้
มองไปสู่อนาคตขณะนี้งานกำลังดำเนินการควบคู่ไปกับอาคารควบคุมหลักในการก่อสร้างอาคารใหม่เพื่อเป็นที่ตั้งของสำนักงานโครงการระหว่างประเทศสำหรับ SKA (the Square Kilometer Array) ที่จะจัดวางในแอฟริกาและออสเตรเลียซึ่งเสร็จสมบูรณ์ในราวปี 2024 จะเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดในโลกสำหรับศตวรรษที่ 21 ในขณะที่เรากำลังออกเดินทางฉันถามทิมว่าจะมีอะไรในรายการความปรารถนาของเขาในอนาคต (นักดาราศาสตร์ทุกคนไม่มีรายการความปรารถนาใช่ไหม?) เขาอยากจะเห็นระบบเช่นสกาขยายไปครอบคลุมซีกโลกเหนือและกล้องโทรทรรศน์ในอนาคต สามารถทำการสังเกตท้องฟ้าแบบเรียลไทม์บนท้องฟ้าโดยกำหนดเป้าหมายวัตถุชั่วคราวเช่นโนวาที่เป็นจุดสนใจหลักของการวิจัยของเขาเอง ฉันคิดว่าเซอร์เบอร์นาร์ดจะอนุมัติ
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Jodrell Bank
