Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych - United States Naval Observatory

Pieczęć USNO z cytatem z Astronomica przez Marek Maniliusz , Adde gubernandi studium: Pervenit w astra et pontum caelo conjunxit [ Zwiększ studium nawigacji: To przybywa w gwiazdach, a wyjdzie na morze z nieba .]

United States Naval Observatory ( USNO ) jest jednym z najstarszych naukowych agencji w Stanach Zjednoczonych , z pierwotnej misji produkować pozycjonowania , nawigacji i synchronizacji dla United States Navy i Departament Obrony Stanów Zjednoczonych .

Obserwatorium znajduje się w północno-zachodnim Waszyngtonie na północno-zachodnim krańcu Embassy Row . Jest to jedno z obserwatoriów astronomicznych sprzed 1900 znajdujących się na obszarze miejskim; w momencie jego budowy był daleki od zanieczyszczenia świetlnego emitowanego przez (wówczas mniejsze) centrum miasta.

Były dyrektor USNO Gernot MR Winkler zainicjował „Master Clock” usługę że USNO nadal działa, a który zapewnia dokładny czas do satelitarnej GPS konstelacji prowadzony przez United States Kosmiczną Mocą . USNO wraz z licznymi globalnymi współpracownikami ( IERS ) wykonuje pozycje kwazarów w oparciu o radio VLBI dla celów astrometrii i geodezji , w celu uzyskania parametrów orientacji Ziemi i realizacji układu odniesienia nieba ( ICRF ).

Oprócz misji naukowej dom znajdujący się na terenie kampusu Obserwatorium Marynarki Wojennej służy jako oficjalna rezydencja wiceprezydenta Stanów Zjednoczonych .

Historia

Widok z lotu ptaka US Naval Observatory w Waszyngtonie, kampus
26-calowy (66 cm) teleskop z aperturą, za pomocą którego Asaph Hall odkrył księżyce Marsa w 1877 roku; teleskop jest tutaj pokazany w nowej lokalizacji.

Wczesne prezydenckie zainteresowanie astronomiczne

Prezydent John Quincy Adams , który w 1825 roku tuż przed opuszczeniem urzędu prezydenckiego podpisał ustawę o utworzeniu obserwatorium narodowego, zamierzał nazwać je Obserwatorium Narodowym.

Nazwy „Narodowe Obserwatorium” i „Obserwatorium Marynarki Wojennej” były używane przez 10 lat, dopóki nie wydano orzeczenia o oficjalnym używaniu tych ostatnich.

Adams podejmował w tym czasie długotrwałe wysiłki, aby przenieść astronomię na poziom krajowy. Spędził wiele nocy w obserwatorium, obserwując i sporządzając mapy gwiazd, co zawsze było jednym z zainteresowań Adamsa.

Zakład jako skład sprzętu optycznego

Ustanowione rozkazem Sekretarza Marynarki Stanów Zjednoczonych Johna Brancha 6 grudnia 1830 r. jako Depot of Charts and Instruments, Obserwatorium powstało ze skromnych początków: umieszczone pod dowództwem porucznika Louisa M. Goldsborougha , z rocznym budżetem w wysokości 330 dolarów; jego podstawową funkcją była renowacja, naprawa i ocena przyrządów nawigacyjnych.

Obserwatorium federalne

Zostało założone jako narodowe obserwatorium w 1842 r. na mocy prawa federalnego i przywłaszczenia przez Kongres 25 000 dolarów. Porucznik  JM Gilliss był odpowiedzialny za „uzyskanie potrzebnych instrumentów i książek”. Porucznik Gilliss odwiedził główne obserwatoria w Europie z misją zakupu teleskopów i innych urządzeń naukowych oraz książek.

Głównym zadaniem obserwatorium było opieki dla United States Navy „s chronometry morskie , wykresów i innych urządzeń nawigacyjnych. To kalibrowane chronometry statków przez czas tranzytu z gwiazdek na całym południka . Zostało otwarte w 1844 roku w Foggy Bottom , na północ od obecnego miejsca Pamięci Lincolna i na zachód od Białego Domu (patrz: Old Naval Observatory ). Obserwatorium przeniosło się na swoją obecną lokalizację w 1893 roku, znajdując się na okręgu o wysokości 2000 stóp na szczycie „Observatory Hill”, z widokiem na Massachusetts Avenue .

Obiekty zostały wpisane do Krajowego Rejestru Miejsc Zabytkowych w 2017 roku.

Kultowa kula czasu

Pierwszym nadinspektorem był dowódca marynarki wojennej MF Maury . Maury miał pierwszą na świecie wulkanizowaną kulę czasu , stworzoną według jego specyfikacji przez Charlesa Goodyeara dla US Observatory. Oddany do użytku w 1845 roku był pierwszym balem w Stanach Zjednoczonych i dwunastym na świecie. Maury trzymał dokładny czas gwiazd i planet.

Kula czasu była zrzucana codziennie z wyjątkiem niedzieli, dokładnie w astronomicznie określonym momencie średniego południa słonecznego; dzięki temu wszystkie statki i cywile w zasięgu wzroku znali dokładny czas. Pod koniec wojny secesyjnej zegary Obserwatorium były połączone telegraficznie, aby trzy razy dziennie dzwonić na alarm we wszystkich remizach w Waszyngtonie.

Biuro Almanachu Morskiego

W 1849 roku w Cambridge w stanie Massachusetts utworzono Nautical Almanac Office (NAO) jako odrębną organizację. Został przeniesiony do Waszyngtonu w 1866 roku, początkowo działał w pobliżu Fort Myer. Przeniósł się na teren Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych w 1893 roku.

20 września 1894 NAO stało się „oddziałem” USNO; jednak pozostała autonomiczna przez kilka lat później.

Pomiar jednostki astronomicznej

Wczesnym obowiązkiem naukowym przydzielonym Obserwatorium był wkład Stanów Zjednoczonych w definicję Jednostki Astronomicznej lub AU , która określa standardową średnią odległość między Słońcem a Ziemią. Zostało to przeprowadzone pod auspicjami finansowanej przez Kongres Amerykańskiej Komisji Tranzytu Wenus. Pomiary astronomiczne tranzytu Wenus wykonane przez wiele krajów od 1639 roku doprowadziły do ​​coraz dokładniejszej definicji AU .

Opierając się w dużym stopniu na metodach fotograficznych, obserwatorzy marynarki wojennej zwrócili 350  klisz fotograficznych w 1874 r. i 1380 klisz mierzalnych w 1882 r. Wyniki badań przeprowadzonych jednocześnie z kilku miejsc na świecie (dla każdego z dwóch tranzytów) dały ostateczną wartość paralaksa słoneczna , po korektach, 8,809″, z prawdopodobnym błędem 0,0059″, co daje ustaloną przez USA odległość Ziemia-Słońce wynoszącą 92 797 000 mil (149 342 000 km), z prawdopodobnym błędem 59 700 mil (96 100 km). Obliczona odległość stanowiła znaczną poprawę w stosunku do kilku poprzednich szacunków.

Nowe refraktory 26- i 40-calowe

Teleskopem użytym do odkrycia Księżyców Marsa był 26-calowy (66 cm) refraktor (teleskop zawierający tylko soczewki), znajdujący się wówczas w Foggy Bottom w Waszyngtonie. W 1893 został przeniesiony do obecnej lokalizacji.

NOFS.
Stacja Flagstaff Obserwatorium Marynarki Wojennej

W 1934 roku ostatni (wtedy) duży teleskop zainstalowany w USNO ujrzał „pierwsze światło”. Ten 40-calowy instrument z aperturą był również drugim (i ostatnim) teleskopem wykonanym przez słynnego optyka, George'a Willisa Ritcheya . Konstrukcja teleskopu Ritchey-Chrétien stała się od tego czasu de facto konstrukcją optyczną dla prawie wszystkich głównych teleskopów, w tym słynnych teleskopów Kecka i kosmicznego Teleskopu Kosmicznego Hubble'a .

Z powodu zanieczyszczenia światłem w obszarze metropolitalnym Waszyngtonu , USNO przeniosło 40-calowy teleskop do Flagstaff w Arizonie . Utworzono tam nowe dowództwo marynarki wojennej, obecnie nazywane USNO Flagstaff Station (NOFS). Operacje te rozpoczęły się w 1955 roku. W ciągu dekady zbudowano największy teleskop Marynarki Wojennej, 61-calowy „ Reflektor astrometryczny Kaj Strand ”; ujrzał światło w Flagstaff w 1964 roku.

USNO nadal utrzymuje swoje obserwatorium ciemnego nieba , NOFS , w pobliżu Flagstaff . Placówka ta obecnie nadzoruje precyzyjny interferometr optyczny marynarki wojennej . Alternatywny zegar główny, omówiony poniżej , nadal działa w bazie sił powietrznych Schriever w Kolorado .

Historia służby czasu

Na początku lat 70. XIX wieku codzienny sygnał USNO w godzinach południowych był dystrybuowany elektrycznie w całym kraju za pośrednictwem Western Union Telegraph Company. Czas był również „sprzedawany” kolejom i był używany w połączeniu z chronometrami kolejowymi do planowania amerykańskiego transportu kolejowego. Na początku XX wieku usługa była transmitowana przez radio, z sygnałem czasu Arlington dostępnym dla osób z odbiornikami bezprzewodowymi .

W listopadzie 1913 r. Obserwatorium Paryskie , wykorzystując wieżę Eiffla jako antenę , wymieniało stałe sygnały bezprzewodowe (radiowe) z Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, aby za pomocą anteny w Arlington w Wirginii określić dokładną różnicę długości geograficznej między tymi dwiema instytucjami .

Obserwatorium Marynarki Wojennej USA w Waszyngtonie nie prowadzi już znaczących obserwacji astrometrycznych, ale nadal jest głównym autorytetem w dziedzinie dokładnego czasu i przedziału czasowego , orientacji Ziemi , astrometrii i obserwacji nieba. We współpracy z wieloma krajowymi i międzynarodowymi instytucjami naukowymi określa czas i dane astronomiczne wymagane do dokładnej nawigacji , astrometrii i fundamentalnej astronomii oraz metod obliczeniowych — i rozpowszechnia te informacje (takie jak katalogi gwiazd ) on-line i w corocznych publikacjach Almanach astronomiczny i Almanach żeglarski .

Opinia publiczna wie o „Zegarze głównym”, niezwykle dokładnym zespole zegarów atomowych obserwatorium i jego jednorazowej rekonstrukcji kuli czasu na obchody roku 2000. Na stronie znajduje się największa biblioteka astronomiczna w Stanach Zjednoczonych (i największa kolekcja czasopism astrofizycznych na świecie). Biblioteka zawiera duży zbiór rzadkich, często znanych, książek z dziedziny fizyki i astronomii z minionego tysiąclecia.

Działy

W 1990 r. utworzono dwa wydziały: Mechaniki Orbitalnej i Zastosowań Astronomicznych, z Biurem Almanachu Morskiego działem Zastosowań Astronomicznych. Mechaniki orbitalnej Zakład działa na podstawie P. Kenneth Seidelmann aż do 1994 roku, kiedy wydział został zniesiony, a jego funkcje przeniesione do grupy w astronomicznej Applications Department.

W 2010 roku astronomiczny „departament” USNO znany jako Naval Observatory Flagstaff Station (NOFS) został oficjalnie uznany za autonomiczny jako dowództwo Echelon 5, odrębne od, ale nadal podlegające USNO w Waszyngtonie. W alpejskich lasach powyżej 7000 stóp wysokości, poza Flagstaff w Arizonie , NOFS wykonuje swoją krajową misję Celestial Reference Frame (CRF) pod ciemnym niebem w tym regionie.

Oficjalna rezydencja wiceprezydenta Stanów Zjednoczonych

Dom znajdujący się na terenie obserwatorium, przy Number One Observatory Circle, od 1974 roku jest oficjalną rezydencją wiceprezydenta Stanów Zjednoczonych . Jest on chroniony przez ścisłą kontrolę bezpieczeństwa egzekwowaną przez Secret Service . Dom jest oddzielony od Obserwatorium Marynarki Wojennej.

Dawniej służył jako rezydencja superintendenta obserwatorium, a później był rezydencją szefa operacji morskich , a wreszcie wiceprezydenta , w serii uzurpacji, które skłoniły byłego rezydenta do pakowania.

Usługa czasu

Zespół zegara atomowego w Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych

Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych prowadzi dwa obiekty „Master Clock”, jeden w Waszyngtonie, a drugi w Schriever AFB w pobliżu Colorado Springs w stanie Kolorado .

W obserwatorium działają również cztery rubidowe zegary z fontanną atomową , które mają stabilność sięgającą 7 × 10 16 . Obserwatorium planuje budowę kilku kolejnych tego typu obiektów do użytku w swoich dwóch obiektach.

Zegary używane w skali czasu USNO są przechowywane w 19 komorach środowiskowych, których temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie z dokładnością do 0,1°C. Wilgotność względna jest utrzymywana na stałym poziomie we wszystkich komorach maserowych i większości cezów, z dokładnością do 1%. Zarządzanie skalą czasu wykorzystuje tylko zegary w Waszyngtonie, a spośród nich preferencyjnie wykorzystuje zegary, które obecnie niezawodnie odpowiadają raportom czasowym większości. Jest to połączony „głos” zespołu, który tworzy skądinąd fikcyjny „zegar główny”. Obliczenia w skali czasu w dniu 7 czerwca 2007 r. ważyły ​​70 zegarów do normy.

Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych zapewnia usługi czasu publicznego za pośrednictwem 26  serwerów NTP w publicznym Internecie oraz za pośrednictwem głosowych ogłoszeń telefonicznych:

  • +1 202 762-1401 (Waszyngton, DC)
  • +1 202 762-1069 (Waszyngton, DC)
  • +1 719 567-6742 (Kolorado Springs, Kolorado)

Głos aktora Freda Covingtona (1928–1993) zapowiada czas USNO od 1978 roku.

Komunikaty głosowe zawsze rozpoczynają się od czasu lokalnego (dziennego lub standardowego) i zawierają 1-sekundowe tykanie w tle. Komunikaty czasu lokalnego podawane są co minutę oraz 15, 30 i 45 sekund po minucie. Uniwersalny czas koordynowany (UTC) jest ogłaszany 5 sekund po czasie lokalnym. Po podłączeniu, przez kilka sekund przed następnym zaplanowanym ogłoszeniem czasu lokalnego słychać tylko drugi znacznik tika

USNO obsługuje również usługę czasu modemu i dostarcza czas do Globalnego Systemu Pozycjonowania.

Sklep z instrumentami

Sklep United States Naval Observatory Instrument projektuje i produkuje precyzyjne oprzyrządowanie od początku XX wieku.

Publikacje

  • Obserwacje astronomiczne wykonane w Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych ( USNOA ) (w. 1–6: 1846–1867)
  • Obserwacje astronomiczne i meteorologiczne wykonane w Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych ( USNOM ) (w. 1-22: 1862-1880)
  • Obserwacje poczynione w Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych ( USNOO ) (w. 1-7: 1887-1893)
  • Publikacje US Naval Observatory , druga seria ( PUSNO ) (w. 1-16: 1900-1949)
  • Okólniki Obserwatorium Marynarki Wojennej USA
  • Almanach astronomiczny
  • Almanach żeglarski
  • Almanach Powietrza
  • Zjawiska astronomiczne

Zobacz też

Astronomia i obserwatoria

Technologia i zasoby techniczne

Personel USNO

Uwagi

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki

Współrzędne : 38.921473°N 77.066946°W 38 ° 55'17 "N 77 ° 04'01" W /  / 38.921473; -77.066946