Рональд Ньюболд Брейсвелл AO (22 июля 1921 г. — 12 августа 2007 г.) был профессором электротехники им. Льюиса М. Термана в Лаборатории космических исследований, телекоммуникаций и радионауки Стэнфордского университета .
Брейсвелл родился в Сиднее в 1921 году и получил образование в Sydney Boys High School . Он окончил Сиднейский университет в 1941 году со степенью бакалавра наук по математике и физике, позже получил степени BE (1943) и ME (1948) с отличием , и, работая на инженерном факультете, стал президентом Oxometrical society. Во время Второй мировой войны он проектировал и разрабатывал микроволновое радиолокационное оборудование в Радиофизической лаборатории Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization в Сиднее под руководством Джозефа Л. Поуси и Эдварда Г. Боуэна , а с 1946 по 1949 год был аспирантом в Sidney Sussex College в Кембридже , занимался ионосферными исследованиями в Кавендишской лаборатории , где в 1949 году получил степень доктора философии по физике под руководством JA Ratcliffe . [ необходима цитата ]
С октября 1949 по сентябрь 1954 года доктор Брейсвелл был старшим научным сотрудником в Радиофизической лаборатории CSIRO , Сидней, занимаясь распространением сверхдлинных волн и радиоастрономией . Затем он читал лекции по радиоастрономии на кафедре астрономии Калифорнийского университета в Беркли с сентября 1954 по июнь 1955 года по приглашению Отто Струве и в Стэнфордском университете летом 1955 года, а в декабре 1955 года присоединился к факультету электротехники в Стэнфорде. [ необходима цитата ]
В 1974 году он был назначен первым профессором и членом Льюиса М. Термана в области электротехники (1974–1979). Хотя он вышел на пенсию в 1979 году, он продолжал активно работать до своей смерти. [ необходима цитата ]
Профессор Брейсвелл был членом Королевского астрономического общества (1950), членом и пожизненным членом Института инженеров электротехники и электроники (1961), членом Американской ассоциации содействия развитию науки (1989), а также членом других значимых обществ и организаций.
За экспериментальный вклад в изучение ионосферы с помощью волн очень низкой частоты доктор Брейсвелл получил премию Дадделла Института инженеров-электриков в Лондоне в 1952 году. В 1992 году он был избран иностранным ассоциированным членом Института медицины Национальной академии наук США (1992), став первым австралийцем, получившим эту награду, за фундаментальный вклад в медицинскую визуализацию. Он был одним из трех почетных членов Сиднейского университета, когда в 1992 году были учреждены награды выпускникам, с пометкой за сканирование мозга, и был удостоен медали Генриха Герца Института инженеров-электриков и электроники в 1994 году за новаторскую работу в области синтеза апертуры антенны и реконструкции изображений применительно к радиоастрономии и компьютерной томографии. В 1998 году доктор Брейсвелл был назван офицером Ордена Австралии (AO) за заслуги перед наукой в области радиоастрономии и реконструкции изображений.
В радиофизической лаборатории CSIRO работа, которая в 1942–1945 годах была засекречена, появилась в дюжине отчетов. Деятельность включала проектирование, создание и демонстрацию оборудования для голосовой модуляции для 10-сантиметрового магнетрона (июль 1943 года), микроволнового триодного генератора на 25 см с использованием цилиндрических резонаторов, оборудования, разработанного для микроволнового радара в полевых условиях (волномер, эхо-бокс, термисторный измеритель мощности и т. д.) и техники микроволновых измерений. Опыт численного расчета полей в полостях привел после войны к получению степени магистра инженерных наук (1948 год) и окончательной публикации о ступенчатых разрывах в радиальных линиях передачи (1954 год).
Работая в Кавендишской лаборатории в Кембридже (1946–1950), Брейсвелл занимался наблюдением и теорией ионизации верхних слоев атмосферы, внося вклад в экспериментальную технику (1948), объясняя солнечные эффекты (1949) и различая два слоя под слоем E (1952), эта работа была отмечена премией Дадделла.
В то время как в Стэнфорде профессор Брейсвелл построил микроволновый спектрогелиограф (1961), радиотелескоп, состоящий из 32 10-футовых тарелок, расположенных крестом, [1] , который производил ежедневные карты температуры Солнца надежно в течение одиннадцати лет, продолжительности солнечного цикла. Первый радиотелескоп, который автоматически выдавал выходные данные в печатной форме, и, следовательно, мог распространяться по всему миру с помощью телетайпа, его ежедневные карты солнечной погоды получили признание от НАСА за поддержку первой высадки экипажа на Луну. Впоследствии на том же месте было построено пять более крупных 60-футовых тарелок, которые в конечном итоге были демонтированы в 2006 году после усилий по сохранению места. [2] Брейсвелл дал интервью во время уничтожения тарелок. [3]
Многие фундаментальные работы по реставрации (1954–1962), интерферометрии (1958–1974) и реконструкции (1956–1961) появились вместе с инструментальными и наблюдательными работами. К 1961 году методы калибровки радиоинтерферометра, разработанные для спектрогелиографа, впервые позволили антенной системе с 52-дюймовым веерным лучом сравняться с угловым разрешением человеческого глаза за одно наблюдение. С этим лучом компоненты Cygnus A , расположенные на расстоянии 100 дюймов, были непосредственно представлены в качестве доказательств без необходимости повторных наблюдений с помощью интерферометрии синтеза апертуры с переменным интервалом .
Ядро внегалактического источника Центавр А было разделено на два отдельных компонента, прямые восхождения которых были точно определены с помощью 2,3-минутного веерного луча на длине волны 9,1 см. Зная, что Центавр А является составным, Брейсвелл использовал 6,7-минутный луч 64-метрового радиотелескопа обсерватории Паркса на длине волны 10 см для определения отдельных склонений компонентов и, таким образом, был первым, кто наблюдал сильную поляризацию во внегалактическом источнике (1962), открытие фундаментального значения для структуры и роли астрофизических магнитных полей. Последующие наблюдения, проведенные в Парксе другими наблюдателями с 14-минутным и более широким лучом на длине волны 21 см и более длинными волнами, хотя и не разрешали компоненты, были совместимы с зависимостью, ожидаемой от вращения Фарадея, если бы магнитные поля были поляризующим агентом.
Второй крупный радиотелескоп (1971), использующий передовые концепции для достижения углового разрешения в 18 угловых секунд, был спроектирован и построен в Стэнфорде и применялся как для солнечных, так и для галактических исследований. Методы калибровки для этого передового разрешения перешли в общее использование в радиоинтерферометрии через выпускников.
После открытия космического фонового излучения :
С наступлением космической эры Брейсвелл заинтересовался небесной механикой , провел наблюдения за радиоизлучением Спутника 1 и предоставил прессе точные карты, предсказывающие путь советских спутников, которые были прекрасно видны, если знать, когда и где смотреть. После загадочного поведения Explorer I на орбите он опубликовал первое объяснение (1958–59) наблюдаемой неустойчивости вращения спутников в терминах движения Пуансо нежесткого тела с внутренним трением. Он записал сигналы Спутников I, II и III и рассмотрел их в терминах вращения спутника, поляризации антенны и эффектов распространения ионизированной среды, особенно эффекта Фарадея.
Позже (1978, 1979) он изобрел вращающийся, обнуляющий , двухэлементный инфракрасный интерферометр, подходящий для запуска космического челнока на орбиту около Юпитера , с разрешением в миллисекунду дуги, что могло бы привести к открытию планет вокруг звезд, отличных от Солнца . Эта концепция была разработана в 1995 году Энджелом и Вульфом, чья версия для космической станции с четырехэлементным двойным обнуляющим интерферометром стала Terrestrial Planet Finder (TPF), кандидатом НАСА для получения изображений планетарных конфигураций других звезд. [4]
Визуализация в астрономии привела к участию в разработке компьютерной рентгеновской томографии, где коммерческие сканеры реконструируют томографические изображения с использованием алгоритма, разработанного Брейсвеллом для радиоастрономической реконструкции из веерного сканирования. Этот корпус работ был отмечен Институтом медицины, наградой Сиднейского университета и медалью Генриха Герца. Работа в редакционной коллегии-основателе журнала «Компьютерная томография» , в который он также вносил публикации, и в научных консультативных советах компаний, выпускающих медицинские приборы, поддерживала интерес Брейсвелла к медицинской визуализации, которая стала важной частью его регулярных лекций для выпускников по визуализации и составляет важную часть его текста 1995 года по визуализации.
Опыт работы с оптикой, механикой и управлением радиотелескопами привел к участию в исследованиях солнечной термофотоэлектрической энергии во время энергетического кризиса, включая изготовление недорогих сплошных и перфорированных параболоидальных отражателей методом гидравлического надувания.
Брейсвелл также известен тем, что был первым, кто предложил использовать автономные межзвездные космические зонды для связи между инопланетными цивилизациями в качестве альтернативы радиодиалогам. Эта гипотетическая концепция была названа зондом Брейсвелла в честь его изобретателя.
В результате связи изображений с анализом Фурье в 1983 году он открыл новую факторизацию дискретной матрицы преобразования Фурье, что привело к быстрому алгоритму спектрального анализа. Этот метод, имеющий преимущества перед быстрым алгоритмом Фурье, особенно для изображений, рассматривается в The Hartley Transform (1986), в патенте США 4,646,256 (1987, в настоящее время в общественном достоянии) и в более чем 200 технических статьях различных авторов, которые были стимулированы этим открытием. Аналоговые методы создания плоскости преобразования Хартли сначала с помощью света, а затем с помощью микроволн были продемонстрированы в лаборатории и позволили определить электромагнитную фазу с помощью квадратичных детекторов . Было открыто новое элементарное представление сигнала, преобразование Чирплета (1991), которое дополняет элементарные представления сигнала Габора, используемые в динамическом спектральном анализе (со свойством соответствия минимуму ширины полосы пропускания, связанному с принципом неопределенности ). Это достижение открыло новую область адаптивных динамических спектров с широким применением в информационном анализе.
Профессор Брейсвелл был заинтересован в том, чтобы донести до общественности понимание роли науки в обществе, смягчить влияние научной неграмотности на принятие государственных решений посредством контактов с группами выпускников и в либеральном бакалаврском образовании в рамках Программы курса астрономии и Программы западной культуры по ценностям, технологии, науке и обществу, в обеих из которых он преподавал в течение нескольких лет. Он прочитал лекцию Баньяна 1996 года о судьбе человека .
Он также интересовался деревьями кампуса Стэнфорда и опубликовал книгу о них. Он также вел семинар для студентов под названием «Я копаю деревья». [5] [6]
Брейсвелл также был проектировщиком и строителем солнечных часов . Он и его сын Марк Брейсвелл построили одни часы на южной стороне здания Terman Engineering Building; после того, как это здание было снесено, новое место для солнечных часов, с той же ориентацией, было найдено в инженерном центре Jen-Hsun Huang. Он построил еще одни солнечные часы в доме своего сына, а другие на террасе дома профессора Джона Г. Линвилла . Радиочасы Брейсвелла в Very Large Array были построены в его честь.
Брейсвелл написал главы для:
