Военно-морская обсерватория США ( USNO ) — научное и военное учреждение , которое производит геопозиционные , навигационные и хронометрические данные для ВМС США и Министерства обороны США . [2] Основанная в 1830 году как Депо карт и инструментов , она является одним из старейших научных учреждений в США , [3] и остается ведущим учреждением страны по астрономическим и хронометрическим данным. [4]
Обсерватория расположена в северо-западной части Вашингтона, округ Колумбия, на северо-западном конце Embassy Row . Это одна из немногих астрономических обсерваторий, построенных до 20 века и расположенных в городской местности. В 1893 году, чтобы избежать светового загрязнения , она была перемещена из Foggy Bottom недалеко от центра города в северо-западную часть Вашингтона, округ Колумбия.
USNO провела значительные научные исследования на протяжении всей своей истории, включая измерение скорости света, наблюдение за солнечными затмениями и открытие лун Марса. [5] К ее достижениям относятся предоставление данных для первых радиосигналов времени, создание некоторых из самых ранних и точных телескопов в своем роде и помощь в разработке всемирного времени . [4] Военно-морская обсерватория выполняет радиоизмерения положения квазаров на основе VLBI для астрометрии и геодезии совместно с многочисленными глобальными партнерами ( IERS ), чтобы получить параметры ориентации Земли и реализовать небесную систему отсчета ( ICRF ).
Помимо своей научной миссии, с 1970-х годов в кампусе Военно-морской обсерватории располагается официальная резиденция вице -президента США .
Президент Джон Куинси Адамс , подписавший в 1825 году законопроект о создании национальной обсерватории незадолго до ухода с поста президента, намеревался назвать ее Национальной обсерваторией. [6]
Названия «Национальная обсерватория» и «Военно-морская обсерватория» использовались в течение 10 лет, пока министр ВМС официально не принял последнее. [7]
Адамс приложил много усилий, чтобы вывести астрономию на национальный уровень. [8] [9] Он проводил много ночей в обсерватории, наблюдая и составляя карты звезд, что всегда было одним из его интересов.
Основанная по приказу министра ВМС США Джона Бранча 6 декабря 1830 года как Хранилище карт и инструментов, [10] обсерватория выросла из скромного учреждения: находившегося под командованием лейтенанта Луиса М. Голдсборо с годовым бюджетом в 330 долларов; ее основной функцией было восстановление, ремонт и оценка навигационных инструментов.
Она была основана как национальная обсерватория в 1842 году федеральным законом и ассигнованиями Конгресса в размере 25 000 долларов. Лейтенант Дж. М. Джиллис был назначен ответственным за «приобретение необходимых инструментов и книг». [11] Лейтенант Джиллис посетил основные обсерватории Европы с миссией закупить телескопы и другие научные приборы, а также книги. [12]
Основной задачей обсерватории было обслуживание морских хронометров , карт и другого навигационного оборудования ВМС США. Она калибровала хронометры кораблей , измеряя время прохождения звезд через меридиан . Она открылась в 1844 году в Фогги-Боттоме , к северу от места расположения Мемориала Линкольна и к западу от Белого дома .
В 1893 году обсерватория переехала на свое нынешнее место в северо-западной части Вашингтона, округ Колумбия [13], расположенное на участке земли площадью 2000 футов на вершине «Холма Обсерватории» с видом на Массачусетс-авеню .
В 2017 году объекты были включены в Национальный реестр исторических мест . [14]
Первым суперинтендантом был командующий ВМС М. Ф. Мори . У Мори был первый в мире вулканизированный шар времени , созданный по его спецификациям Чарльзом Гудиером для Обсерватории США. Введенный в эксплуатацию в 1845 году, он был первым шаром времени в Соединенных Штатах и 12-м в мире. Мори отсчитывал точное время по звездам и планетам.
Шар времени сбрасывался каждый день, кроме воскресенья, точно в астрономически определенный момент среднего солнечного полудня ; это позволяло всем кораблям и гражданским лицам в пределах видимости знать точное время. К концу Гражданской войны в США часы обсерватории были связаны через телеграф, чтобы звонить в колокола тревоги во всех пожарных частях Вашингтона, округ Колумбия, три раза в день.
USNO провела одноразовую реконструкцию бала времени в честь празднования 2000 года. [15]
В 1849 году в Кембридже, штат Массачусетс, в качестве отдельной организации было создано Управление морского альманаха (NAO) . В 1866 году оно было переведено в Вашингтон, округ Колумбия , и работало недалеко от Форт-Майера. В 1893 году оно переехало на территорию Военно-морской обсерватории США. [16]
20 сентября 1894 года НАО стал «филиалом» USNO; однако в течение нескольких лет он оставался автономным. [16]
На сайте находится крупнейшая астрономическая библиотека в Соединенных Штатах (и крупнейшая коллекция астрофизических периодических изданий в мире). [17] Библиотека включает в себя большую коллекцию редких книг по физике и астрономии прошлого тысячелетия.
Ранней научной обязанностью, возложенной на Обсерваторию, был вклад США в определение астрономической единицы , или AU , которая определяет стандартное среднее расстояние между Солнцем и Землей. Это было проведено под эгидой финансируемой Конгрессом Комиссии США по транзиту Венеры. Астрономические измерения транзита Венеры, проведенные рядом стран с 1639 года, привели к постепенно более точному определению AU .
Сильно полагаясь на фотографические методы, военно-морские наблюдатели вернули 350 фотографических пластин в 1874 году и 1380 измеряемых пластин в 1882 году. Результаты обследований, проведенных одновременно из нескольких мест по всему миру (для каждого из двух транзитов), дали окончательное значение солнечного параллакса , после корректировки, 8,809″, с вероятной ошибкой 0,0059″, что дало определенное США расстояние от Земли до Солнца в 92 797 000 миль (149 342 000 км) с вероятной ошибкой 59 700 миль (96 100 км). Рассчитанное расстояние было значительным улучшением по сравнению с несколькими предыдущими оценками. [18]
Телескоп, использовавшийся для открытия спутников Марса, представлял собой 26-дюймовый (66 см) рефракторный телескоп, который тогда располагался в Фогги-Боттом , Вашингтон, округ Колумбия. [19] В 1893 году он был перемещен на северо-запад округа Колумбия. [20]
В 1934 году крупнейший оптический телескоп, установленный в USNO, увидел «первый свет». Этот инструмент с апертурой в 40 дюймов [21] был также вторым (и последним) телескопом, созданным знаменитым оптиком Джорджем Уиллисом Ричи . С тех пор конструкция телескопа Ричи–Кретьена стала де-факто оптической конструкцией почти для всех основных телескопов, включая знаменитые телескопы Кека и космический телескоп Хаббл .
Из-за светового загрязнения в столичном районе Вашингтона USNO переместил 40-дюймовый телескоп во Флагстафф, штат Аризона . Там было создано новое командование ВМС, теперь называемое Станцией USNO Флагстафф (NOFS). Эти операции начались в 1955 году. [22] В течение десятилетия был построен крупнейший телескоп ВМС, 61-дюймовый « Астрометрический рефлектор Каджа Стрэнда »; он увидел свет во Флагстаффе в 1964 году . [23]
USNO продолжает поддерживать свою обсерваторию темного неба , NOFS , около Флагстаффа . Этот объект теперь контролирует военно-морской прецизионный оптический интерферометр . [24]
К началу 1870-х годов ежедневный полуденный сигнал USNO распространялся электрически по всей стране через Western Union Telegraph Company. Время также «продавалось» железным дорогам [25] и использовалось вместе с железнодорожными хронометрами для планирования американского железнодорожного транспорта. В начале 20-го века служба транслировалась по радио, а сигнал времени Арлингтона был доступен тем, у кого были беспроводные приемники.
В ноябре 1913 года Парижская обсерватория , используя Эйфелеву башню в качестве антенны , обменивалась устойчивыми беспроводными (радио) сигналами с Военно-морской обсерваторией США, чтобы определить точную разницу долготы между двумя учреждениями, через антенну в Арлингтоне, штат Вирджиния . [26]
Военно-морская обсерватория США в Вашингтоне продолжает оставаться крупным авторитетом в областях точного времени и временного интервала , ориентации Земли , астрометрии и небесных наблюдений. В сотрудничестве со многими национальными и международными научными учреждениями она определяет временные и астрономические данные, необходимые для точной навигации , астрометрии и фундаментальной астрономии , а также методов расчета — и распространяет эту информацию (например, звездные каталоги ) [27] в Интернете и в ежегодных публикациях The Astronomical Almanac и The Nautical Almanac . [28]
Бывший директор USNO Гернот М. Р. Винклер инициировал службу " Главных часов ", которая до сих пор действует в USNO, [29] [30] и которая обеспечивает точное время для спутниковой группировки GPS, управляемой Космическими силами США . Альтернативная служба времени Главных часов продолжает работать на Базе космических сил Шривер в Колорадо .
В 1990 году были созданы два отдела: Орбитальной механики и Астрономических приложений, с Офисом морского альманаха как подразделением Астрономических приложений. [16] [31] Отдел Орбитальной механики работал под руководством П. Кеннета Зайдельмана до 1994 года, когда отдел был упразднен, а его функции переданы группе в составе Отдела астрономических приложений. [16]
В 2010 году астрономический «отдел» USNO, известный как Военно-морская обсерватория Флагстафф Станция (NOFS), был официально сделан автономным в качестве команды Echelon 5, отдельной от USNO в Вашингтоне, но все еще подчиняющейся ей. В альпийских лесах на высоте более 7000 футов над уровнем моря за пределами Флагстаффа, Аризона , NOFS выполняет свою национальную миссию Celestial Reference Frame (CRF) под темным небом в этом регионе.
Дом, расположенный на территории обсерватории, на Number One Observatory Circle, является официальной резиденцией вице-президента Соединенных Штатов с 1974 года. Он защищен строгим контролем безопасности, осуществляемым Секретной службой . Дом отделен от Военно-морской обсерватории.
До того, как стать резиденцией вице-президента, здесь располагался суперинтендант обсерватории, а позднее — начальник военно-морских операций . [32]
Военно-морская обсерватория США управляет двумя центрами «Главных часов»: один в Вашингтоне, округ Колумбия, а другой в Шривере, недалеко от Колорадо-Спрингс, штат Колорадо .
В обсерватории также эксплуатируются четыре [34] атомных фонтанных часа на рубидии , стабильность которых достигает 7 × 10−16 . [35] Обсерватория планирует построить еще несколько таких приборов для использования на своих двух объектах. [33]
Часы, используемые для шкалы времени USNO, хранятся в 19 климатических камерах, температура в которых поддерживается постоянной с точностью до 0,1°C. Относительная влажность поддерживается постоянной во всех мазерных и большинстве цезиевых корпусах с точностью до 1%. Управление шкалой времени использует только часы в Вашингтоне, округ Колумбия, и из них предпочтительно использует часы, которые в настоящее время надежно соответствуют отчетам о времени большинства. Это объединенный «голос» ансамбля, который составляет иначе фиктивные «Главные часы». Расчеты шкалы времени 7 июня 2007 года взвесили 70 часов в стандарт. [33]
Военно-морская обсерватория США предоставляет общедоступную службу времени через 26 серверов NTP [33] в общедоступном Интернете [36] и посредством телефонных голосовых объявлений: [37]
Голос актера Фреда Ковингтона (1928–1993) [38] объявляет время USNO с 1978 года. [39]
Голосовые объявления всегда начинаются с местного времени (дневного или стандартного) и включают фон из тиков в 1 секунду. Объявления местного времени делаются каждую минуту и через 15, 30 и 45 секунд после минуты. Всемирное координированное время (UTC) объявляется через 5 секунд после местного времени. [40] После подключения слышны только тиковые ...
USNO также управляет службой современного времени [41] и предоставляет время для Глобальной системы позиционирования.
Цех по изготовлению приборов Военно-морской обсерватории США занимается проектированием и изготовлением точных приборов с начала 1900-х годов. [42]
Астрономия и обсерватории
Технологии и технические ресурсы
Персонал USNO
Эти разные названия обсерватории и термин «Гидрографическое управление» использовались взаимозаменяемо до декабря 1854 года, когда министр ВМС официально постановил, что правильным обозначением будет «Военно-морская обсерватория и гидрографическое управление Соединенных Штатов».
