Воздушная обсерватория
Телескопы, перевозимые самолетами
Воздушные инфракрасные обсерватории НАСА — Learjet Observatory, Kuiper Airborne Observatory и SOFIA — изображены рядом с иллюстрациями, показывающими, как размер каждого телескопа приблизительно соотносится с размером взрослого человека.

Воздушная обсерватория — это самолет или дирижабль с астрономическим телескопом . Подняв телескоп на достаточно большую высоту, можно избежать облачности , загрязнения и проводить наблюдения в инфракрасном спектре, над водяным паром в атмосфере , который поглощает инфракрасное излучение. Недостатками такого подхода являются неустойчивость подъемной платформы, ограничения по весу инструмента, необходимость безопасного извлечения оборудования после этого и стоимость по сравнению с сопоставимой наземной обсерваторией.

Многочисленные наблюдения солнечных затмений проводились с 1920 по 1980 год. В 1965 году НАСА создало первую специализированную воздушную обсерваторию Galileo. Последняя такая обсерватория SOFIA была закрыта в 2022 году.

История

Погоня за затмением

Ранние попытки

Ученые Военно-морского наблюдения сфотографировали затмение с борта дирижабля USS Los Angeles . [1]

Первые попытки наблюдения астрономических объектов с самолетов были предприняты в 1920 году с биплана . До 1960 года основными объектами таких наблюдений были солнечные затмения . [2]

В 1923 году ВМС США пытались наблюдать солнечное затмение 10 сентября с шестнадцати самолетов, включая биплан Felixstowe F5L , «чтобы определить осевую линию затмения с воздуха». Ни одна фотография не запечатлела затмение. Офицер и фотограф Альберт Уильям Стивенс был одним из пилотов этой экспедиции, его иногда называют «отцом воздушной астрономии». [2] Была еще одна попытка наблюдать солнечное затмение, на этот раз с дирижабля. 24 января 1925 года Военно-морская обсерватория США и Бюро стандартов США собрали группу астрономов для наблюдения полного солнечного затмения с дирижабля USS Los Angeles над Нью-Йорком, во главе группы стоял капитан Эдвин Тейлор Поллок . [3] [1] Они использовали «две пары телескопических камер», чтобы запечатлеть внутреннюю и внешнюю части короны Солнца, и спектрограф. Экспедиция добилась хорошей рекламы, но не достигла больших успехов в своих наблюдениях — дирижабль был не очень устойчив, и фотографии получались размытыми. [4] Следующая попытка оказалась успешной: экспедиция Военно-морской обсерватории по наблюдению за солнечным затмением 28 апреля 1930 года на озере Хани , Калифорния, с самолетом Vought 02U-1, оснащенным камерой, зафиксировала «приближение тени». [2]

Корпус армейской авиации и Национальное географическое общество организовали еще одну экспедицию в 1932 году, чтобы наблюдать затмение 31 августа . В сопровождении лейтенанта Чарльза Д. Макаллистера из Корпуса армейской авиации Стивенс сделал первую фотографию тени Луны, спроецированной на Землю во время солнечного затмения . [5] [2] [6]

Королевские канадские военно-воздушные силы наблюдали солнечное затмение 9 июля 1945 года с четырех самолетов: «Спитфайр, Митчелл и два Энсона»; три самолета использовали семь стандартных камер для аэрофотосъемки, «отрегулированных для автоматического получения экспозиции». [2] Для солнечного затмения 8 мая 1948 года Национальное географическое общество организовало несколько наземных станций и два резервных самолета на случай плохой погоды. Два B-29 , размещенные на Алеутских островах , успешно наблюдали и сфотографировали затмение. [2]

После войны

Два полковника ВВС США осматривают траекторию затмения 25 февраля 1952 года в рамках подготовки к экспедиции в Африку.

Для солнечного затмения 30 июня 1954 года наблюдения проводились «из открытой двери специального самолета Lincoln». Фотографии помогли «вывести корональную яркость и поляризацию, а также яркость и поляризацию неба». Несколько миссий были выполнены в 1960-х годах. Три самолета NC-135 Лос-Аламосской научной лаборатории (LASL) использовались для наблюдений за затмениями с 1965 по 1980 год. Самолеты эксплуатировались Комиссией по атомной энергии . [2]

В 1973 году французский прототип Concorde , c/n 001, был модифицирован с иллюминаторами на крыше для миссии по наблюдению за солнечным затмением 30 июня 1973 года , в конце французской программы испытаний. На борту были установлены наблюдательные приборы, и самолет пролетел над Африкой в ​​течение 74 минут в тени Луны. Одним из ученых был Дональд Либенберг , который ранее летал на NC-135 LASL. [7] [2] В настоящее время самолет находится в Музее авиации и космонавтики Ле-Бурже в постоянной экспозиции в ливрее затмения, с выставленными иллюминаторами. [8]

NASA использовало два модернизированных реактивных самолета WB-57F для наблюдения за полным солнечным затмением 21 августа 2017 года . Телескопы были установлены на носах самолетов, что позволило сделать самые четкие на сегодняшний день изображения короны Солнца и первые в истории тепловые изображения Меркурия, показывающие, как температура меняется по поверхности планеты. Снимки высокой четкости, снятые 30 раз в секунду, будут проанализированы на предмет волнового движения в короне, чтобы увидеть, движутся ли волны к поверхности Солнца или от нее, и с какой силой и размерами. [9]

обсерватории НАСА

Первая воздушная обсерватория НАСА, Galileo, была модифицированным Convair 990. Впервые он вылетел на солнечное затмение 30 мая 1965 года . Он был назван Galileo, потому что во время затмения Гульельмо Ригини  [он] заметил луны Юпитера с самолета. [2] Galileo использовался до 1973 года, когда он был уничтожен в результате столкновения в воздухе. [2] [10] Он использовался для наблюдения затмений, кометы Икея-Секи , планетарных ИК-наблюдений и метеорных потоков Джакобиниды . Планетолог Джерард П. Койпер выполнил серию наблюдений Венеры в ближнем инфракрасном диапазоне [11] и противостояния Марса. Galileo II, также Convair 990, использовался в течение очень короткого времени. [2]

Чтобы избежать атмосферного поглощения инфракрасного излучения, Фрэнк Дж. Лоу разработал устройства, которые можно было бы размещать на борту самолетов, первым из которых стал Douglas A-3 Skywarrior из ВМС США , который нёс 2-дюймовый телескоп в 1965 и 1966 годах. [12] Обсерватория Learjet с открытым 12-дюймовым телескопом была предложена в 1966 году Лоу и совершила свой первый полет в 1968 году. Она позволила проводить инфракрасную астрономию; среди других открытий - «первое измерение внутренней энергии Юпитера и Сатурна, дальние инфракрасные наблюдения большой туманности в Орионе, исследования областей звездообразования и ярких ИК-источников в центре галактики Млечный Путь», а также определить природу облаков Венеры с помощью спектроскопии. [2]

Воздушная обсерватория Койпера (КАО), впервые запущенная в 1974 году, состояла из 36-дюймового (91 см) апертурного рефлектора Кассегрена , перевозимого на реактивном транспортном самолете Lockheed C-141 Starlifter для проведения инфракрасных наблюдений. Она была названа в честь Джерарда П. Койпера . КАО работала с 1974 по 1995 год и обычно совершала около 70 полетов в год. Среди ее открытий: [2]

открытие колец вокруг планеты Уран; обнаружение водяного пара в кометах; открытие атмосферы Плутона; состав, структура и динамика Сверхновой 1987a; светимость, распределение пыли и газа в Галактическом центре; излучение ударно-волновых газовых компонентов межзвездной среды; и структура облаков звездообразования.

С точки зрения апертуры, самым большим бортовым инструментом на сегодняшний день является 2,7-метровый (110 дюймов) рефлекторный телескоп, установленный на модифицированном Boeing 747 для проекта Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Этот инструмент был введен в эксплуатацию для астрономических наблюдений в 2010 году. [13] 29 июня 2015 года карликовая планета Плутон прошла между далекой звездой и Землей, создав тень на Земле около Новой Зеландии , что позволило SOFIA изучить атмосферу Плутона . [14]

Функции

Обзор длин волн, наблюдаемых на разных высотах, с изображением воздушной обсерватории.

Подняв телескоп на достаточно большую высоту, телескоп может избежать облачности , загрязнения и проводить наблюдения в инфракрасном спектре, над водяным паром в атмосфере , который поглощает инфракрасное излучение. Самолет также позволяет разместить телескоп точно в нужном месте. [2] Некоторые недостатки этого подхода - неустойчивость подъемной платформы, ограничения по весу инструмента, необходимость безопасного извлечения оборудования после этого и стоимость по сравнению с сопоставимой наземной обсерваторией.

Воздушные обсерватории очень дороги в эксплуатации, поскольку им требуется экипаж, пилот и топливо. [15] Стоимость эксплуатации обсерватории SOFIA в год была почти такой же, как у космического телескопа Хаббл . [16]

Список специально построенных воздушных обсерваторий

ОбсерваторияФотоСамолетыХвост#ТелескопВ эксплуатацииВыведен из эксплуатацииПримечанияРеф.
Воздушная обсерватория НАСА «Галилео»Конвэр 990N711NA19651973Разрушен в результате столкновения в воздухе.[2]
NASA Learjet Observatory  [de]Лиарджет 24 БN705NA31 см19661974 [а][2] [17] [18]
Воздушная обсерватория НАСА Койпера (КАО)Lockheed C-141A СтарлифтерN714NA91 см19741995Заменил Galileo и Learjet, заменил SOFIA.[18]
Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии NASA-DLR (SOFIA)Боинг 747N747NA2,7 м20102022Заменен КАО.[18]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ последний рейс

Ссылки

  1. ^ ab Maloney, Wendi A. (21 августа 2017 г.). «Взгляд в небо: солнечное затмение 2017 г. | Timeless». Библиотека Конгресса . Получено 9 января 2024 г.
  2. ^ abcdefghijklmnop Дольчи, Венди Уайтинг (1997). «Вехи в воздушной астрономии: с 1920-х годов до наших дней» (PDF) . SAE Transactions . 106 : 1760–1770. ISSN  0096-736X.
  3. ^ Лафоллетт, Марсель Чотковски (24 января 2017 г.). «Научная служба, крупным планом: в воздухе перед солнечным затмением». Архив Смитсоновского института . Получено 9 января 2024 г.
  4. ^ Aceto, Guy (26 января 2022 г.). «Поймать тень: Великая воздушная экспедиция по наблюдению за солнечным затмением 1925 года». HistoryNet . Получено 9 января 2024 г.
  5. ^ "Стивенс фотографирует затмение на высоте 5 миль. Армейский эксперт утверждает, что корона появилась на горизонте, словно щелкнул переключатель". The New York Times . 1 сентября 1932 г. стр. 10. Получено 30 декабря 2009 г. Пролетая на высоте пяти миль около центральной линии зоны затмения, воздушное подразделение экспедиции Национального географического общества по наблюдению за затмением, возглавляемое капитаном Альбертом У. Стивенсом и лейтенантом Чарльзом Д. Макаллистером из армейского авиационного корпуса, имело беспрепятственный обзор затмения в течение всей его полноты. ...
  6. ^ "Фото Альберта У. Стивенса с высоты 23 000 футов - Библиотека Рэймонда Х. Фоглера - Университет штата Мэн". Библиотека Рэймонда Х. Фоглера . 14 апреля 2022 г. Получено 9 января 2024 г.
  7. ^ Малкин, Барб. «В полете: История миссий Los Alamos Eclipse». Los Alamos Science . Получено 21 октября 2018 г.
  8. ^ Крис Хатерилл (9 марта 2016 г.). «Когда астрономы преследовали полное затмение на «Конкорде». Motherboard . Vice.
  9. ^ "В погоне за полным солнечным затмением с самолетов WB-57F НАСА - НАСА". 25 июля 2017 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ^ "Крушение Convair CV-990-30A-5 на авиабазе Моффетт: 11 погибших | Архив Бюро авиационных происшествий". www.baaa-acro.com . Получено 9 января 2024 г. .
  11. ^ Cruikshank, DP; Kuiper, GP (1 января 1968 г.). Атлас инфракрасного солнечного спектра Аризоны-НАСА — предварительный отчет (PDF) (Отчет) . Получено 9 января 2024 г. .
  12. ↑ Овербай, Деннис (20 июня 2009 г.), «Фрэнк Дж. Лоу, который помог развить область инфракрасной астрономии, умер в возрасте 75 лет», The New York Times
  13. ^ "SOFIA - Стратосферная обсерватория НАСА для инфракрасной астрономии" (PDF) . НАСА . Получено 9 января 2024 г. .
  14. ^ Веронико, Николас А.; Сквайрс, Кейт К. (29 июня 2015 г.). «SOFIA в нужном месте в нужное время для наблюдений Плутона». NASA . Получено 1 июля 2015 г. .
  15. ^ Витце, Александра. «Дорогой телескоп SOFIA подлежит закрытию после многих лет проблем». Scientific American . Получено 10 января 2024 г.
  16. ^ Войтюк, Александр. «Отчего телескопы не летают как птицы». Н+1 (на русском языке) . Проверено 11 января 2024 г.
  17. ^ "История воздушной астрономии в NASA - NASA". NASA. 24 сентября 2018 г. Получено 8 января 2024 г.
  18. ^ abc Erickson, EF (1 октября 1995 г.). «SOFIA: Воздушная обсерватория следующего поколения». Space Science Reviews . 74 (1): 91–100. doi :10.1007/BF00751257. ISSN  1572-9672 . Получено 9 января 2024 г. .

Дальнейшее чтение

  • Такер, Том (28 июня 2013 г.). Проект Eclipse (PDF) . Отдел истории NASA. ISBN 978-1-289-14520-0. Получено 10 января 2024 г. .
  • Воздушные миссии SWUIS
  • SP-4302 Приключения в исследованиях: История исследовательского центра Эймса 1940-1965 гг.
  • Gehrz, RD; et al. (сентябрь 2011 г.). «Состояние стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии (SOFIA)» (PDF) . Advances in Space Research . 48 (6): 1004–1016. doi :10.1016/j.asr.2011.05.023.
  • NASA - Десять главных открытий от SOFIA
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Воздушная_обсерватория&oldid=1238169352"