Рональд Ньюболд Брейсвелл АО (22 июля 1921 - 12 августа 2007) был профессором электротехники Льюиса М. Термана в лаборатории космических, телекоммуникационных и радионаучных исследований Стэнфордского университета .
Брейсуэлл родился в Сиднее в 1921 году и получил образование в Сиднейской средней школе для мальчиков . Он окончил Сиднейский университет в 1941 году со степенью бакалавра математики и физики, позже получил степени BE (1943) и ME (1948) с отличием первой степени , а во время работы на инженерном факультете стал президентом Оксометрическое общество. Во время Второй мировой войны он спроектировал и разработал микроволновое радиолокационное оборудование в Радиофизической лаборатории Организации научных и промышленных исследований Содружества в Сиднее под руководством Джозефа Л. Поузи и Эдварда Г. Боуэна , а с 1946 по 1949 год был студентом-исследователем в Сиднее Сассексе. Колледж Кембриджа занимался ионосферными исследованиями в Кавендишской лаборатории , где в 1949 получил степень доктора философии по физике под руководством Дж. А. Рэтклиффа . [ нужна цитата ]
С октября 1949 года по сентябрь 1954 года доктор Брейсвелл был старшим научным сотрудником в радиофизической лаборатории CSIRO в Сиднее, занимаясь распространением очень длинных волн и радиоастрономией . Затем он читал лекции по радиоастрономии на факультете астрономии Калифорнийского университета в Беркли с сентября 1954 по июнь 1955 года по приглашению Отто Струве , а также в Стэнфордском университете летом 1955 года и поступил на факультет электротехники в Стэнфорде в Декабрь 1955 года .
В 1974 году он был назначен первым профессором и научным сотрудником Льюиса М. Термана в области электротехники (1974–1979). Хотя он вышел на пенсию в 1979 году, он продолжал вести активную деятельность до самой смерти. [ нужна цитата ]
Профессор Брейсвелл был членом Королевского астрономического общества (1950 г.), научным сотрудником и пожизненным членом Института инженеров по электротехнике и электронике (1961 г.), членом Американской ассоциации содействия развитию науки (1989 г.) и был научным сотрудником других значительные общества и организации.
За экспериментальный вклад в изучение ионосферы с помощью волн очень низкой частоты доктор Брейсуэлл получил Премию Дадделла Института инженеров-электриков в Лондоне в 1952 году. В 1992 году он был избран иностранным ассоциированным членом Института медицины . Национальная академия наук США (1992 г.), первая австралийка, удостоенная этой награды за фундаментальный вклад в медицинскую визуализацию. Он был одним из трех лауреатов премии Сиднейского университета, когда в 1992 году были учреждены награды выпускников со наградой за сканирование мозга, а в 1994 году он был награжден медалью Генриха Герца Института инженеров по электротехнике и электронике за новаторскую работу в области синтеза апертуры антенн и реконструкции изображений. применительно к радиоастрономии и компьютерной томографии. В 1998 году доктор Брейсвелл был удостоен звания кавалера Ордена Австралии (AO) за заслуги перед наукой в области радиоастрономии и реконструкции изображений.
В Радиофизической лаборатории CSIRO работы, которые в 1942–1945 годах были засекречены, фигурировали в десятке отчетов. Деятельность включала проектирование, изготовление и демонстрацию оборудования голосовой модуляции для 10-см магнетрона (июль 1943 г.), микроволнового триодного генератора на 25 см с использованием цилиндрических резонаторов, оборудования, предназначенного для микроволнового радара в полевых условиях (волномер, эхо-бокс, термистор). измеритель мощности и т. д.) и техника микроволновых измерений. Опыт численного расчета полей в полостях привел после войны к получению степени магистра технических наук (1948 г.) и окончательной публикации о ступенчатых разрывах в радиальных линиях электропередачи (1954 г.).
Находясь в Кавендишской лаборатории в Кембридже (1946–1950), Брейсуэлл работал над наблюдением и теорией ионизации верхних слоев атмосферы, внося вклад в экспериментальную технику (1948), объясняя солнечные эффекты (1949) и различая два слоя ниже E-слоя (1952). , работа признана премией Дадделла.
Находясь в Стэнфорде, профессор Брейсуэлл сконструировал микроволновый спектрогелиограф (1961 г.), радиотелескоп, состоящий из 32 10-футовых тарелок, расположенных крестом, [1] который надежно создавал ежедневные карты температуры Солнца в течение одиннадцати лет, продолжительности солнечного цикла. Это первый радиотелескоп, автоматически выдающий результаты в печатной форме и, следовательно, способный к распространению по всему миру с помощью телетайпа. Его ежедневные карты солнечной погоды получили признание НАСА за поддержку первой высадки экипажа на Луну. Впоследствии на том же месте были построены пять более крупных 60-футовых тарелок, которые в конечном итоге были демонтированы в 2006 году после усилий по сохранению этого места. [2] Брейсвелл давал интервью во время уничтожения посуды. [3]
Наряду с инструментальными и наблюдательными работами появилось множество фундаментальных работ по реставрации (1954–1962), интерферометрии (1958–1974) и реконструкции (1956–1961). К 1961 году методы калибровки радиоинтерферометра, разработанные для спектрогелиографа , впервые позволили антенной системе с 52-дюймовым веерным лучом достичь углового разрешения человеческого глаза за одно наблюдение. С помощью этого луча компоненты Лебедя А , расположенные на расстоянии 100 дюймов, были непосредственно обнаружены без необходимости повторных наблюдений с помощью интерферометрии с синтезом апертуры с переменным расстоянием .
Ядро внегалактического источника Центавр А было разделено на два отдельных компонента, прямое восхождение которых было точно определено с помощью 2,3-минутного веерного луча на высоте 9,1 см. Зная, что Центавр А составной, Брейсуэлл использовал 6,7-минутный луч 64-метрового радиотелескопа обсерватории Паркс на расстоянии 10 см для определения отдельных склонений компонентов и тем самым первым наблюдал сильную поляризацию во внегалактическом источнике (1962 г.). ), открытие, имеющее фундаментальное значение для структуры и роли астрофизических магнитных полей. Последующие наблюдения, сделанные в Парксе другими наблюдателями с 14-минутными и более широкими лучами на длинах волн 21 см и более, хотя и не разрешали компоненты, были совместимы с зависимостью, ожидаемой от фарадеевского вращения, если бы магнитные поля были поляризующим агентом.
Второй крупный радиотелескоп (1971 г.), в котором использовались передовые концепции для достижения углового разрешения 18 угловых секунд, был спроектирован и изготовлен в Стэнфорде и применен для исследований Солнца и Галактики. Методы калибровки этого передового разрешения получили широкое распространение в радиоинтерферометрии благодаря выпускникам.
После открытия космического фонового излучения :
С наступлением космической эры Брейсуэлл увлекся небесной механикой , проводил наблюдения за радиоизлучением Спутника-1 и снабжал прессу точными картами, предсказывающими путь советских спутников, которые были прекрасно видны, если знать, когда и где. смотреть. После загадочных выступлений «Эксплорера I» на орбите он опубликовал первое объяснение (1958–59) наблюдаемой нестабильности вращения спутников с точки зрения движения Пуансо нетвердого тела с внутренним трением. Он записал сигналы со спутников I, II и III и обсудил их с точки зрения 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 космических кораблей 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 Ангелом и Вульфом, чья версия космической станции с четырехэлементным двойным обнулением стала системой Terrestrial Planet Finder (TPF), кандидатом НАСА для получения изображений планетарных конфигураций других звезд. [4]
Получение изображений в астрономии привело к участию в разработке компьютерной рентгеновской томографии, где коммерческие сканеры реконструируют томографические изображения с использованием алгоритма, разработанного Брейсвеллом для радиоастрономической реконструкции на основе сканирований веерным лучом. Этот корпус работ был отмечен Медицинским институтом, наградой Сиднейского университета и медалью Генриха Герца. Работа в учредительной редакционной коллегии журнала компьютерной томографии , в который он также вносил публикации, а также в научные консультативные советы компаний, производящих медицинское оборудование, поддерживала интерес Брейсуэлла к медицинской визуализации, которая стала важной частью его регулярных лекций для аспирантов по визуализации и составляет важную часть его текста 1995 года по визуализации.
Опыт работы с оптикой, механикой и управлением радиотелескопами привел к использованию солнечной термофотоэлектрической энергии во время энергетического кризиса, включая изготовление недорогих твердых и перфорированных параболоидных отражателей путем гидравлического надувания.
Брейсвелл также известен тем, что первым предложил использовать автономные межзвездные космические зонды для связи между инопланетными цивилизациями в качестве альтернативы диалогам по радиопередаче. Эта гипотетическая концепция была названа зондом Брейсвелла в честь его изобретателя.
В результате связи изображений с анализом Фурье в 1983 году он обнаружил новую факторизацию матрицы дискретного преобразования Фурье, ведущую к быстрому алгоритму спектрального анализа. Этот метод, имеющий преимущества перед быстрым алгоритмом Фурье, особенно для изображений, рассматривается в «Преобразовании Хартли» (1986 г.), в патенте США № 4646256 (1987 г., сейчас находится в открытом доступе) и в более чем 200 технических статьях различных авторов, в которых 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 детекторов квадратичного закона . Новое элементарное представление сигнала, преобразование Чирплета , было обнаружено (1991), которое дополняет элементарное представление сигнала Габора, используемое в динамическом спектральном анализе (со свойством соответствия минимуму длительности полосы пропускания, связанному с принципом неопределенности ). Это достижение открыло новую область адаптивных динамических спектров, получившую широкое применение в анализе информации.
Профессор Брейсвелл был заинтересован в том, чтобы донести до общественности понимание роли науки в обществе, смягчить влияние научной неграмотности на принятие общественных решений посредством контактов с группами выпускников, а также в либеральном высшем образовании в рамках программы курсов астрономии и программа западной культуры по ценностям, технологиям, науке и обществу, в которой он преподавал в течение нескольких лет. В 1996 году он прочитал лекцию Беньяна о судьбе человека .
Он также интересовался деревьями кампуса Стэнфорда и опубликовал о них книгу. Он также вел студенческий семинар под названием «Я копаю деревья». [5] [6]
Брейсуэлл также был дизайнером и изготовителем солнечных часов . Он и его сын Марк Брейсуэлл построили один на южной стороне инженерного здания Термана; после того, как это здание было снесено, в инженерном центре Джен-Сюнь Хуан было найдено новое место для солнечных часов той же ориентации. Он построил еще одни солнечные часы в доме своего сына и еще одни на террасе дома профессора Джона Г. Линвилла . Солнечные часы Bracewell Radio в Very Large Array были построены в его честь.
Брейсуэлл написал главы для:
