Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ist ein Typ von astronomischem in der Radioastronomie verwendetem interferometry. Es erlaubt Beobachtungen eines Gegenstands, die gleichzeitig durch viele Fernrohre gemacht werden, verbunden zu werden, mit einem Fernrohr mit einer Größe wetteifernd, die der maximalen Trennung zwischen den Fernrohren gleich ist.

Daten, die an jeder Antenne in der Reihe erhalten sind, werden mit dem Timing der Information gewöhnlich von einer lokalen Atomuhr paarweise angeordnet, und dann für die spätere Analyse auf das magnetische Band oder die Festplatte versorgt. In dieser späteren Zeit werden die Daten mit Daten von anderen ähnlich registrierten Antennen aufeinander bezogen, um das resultierende Image zu erzeugen. Die Entschlossenheit das erreichbare Verwenden interferometry ist zur Beobachten-Frequenz und der Entfernung zwischen den Antennen weit einzeln in der Reihe proportional. Die VLBI Technik ermöglicht dieser Entfernung, viel größer zu sein, als das, das mit herkömmlichem interferometry möglich ist, der verlangt, dass Antennen durch koaxiales Kabel, Wellenleiter, Glasfaserleiter oder anderen Typ der Übertragungslinie physisch verbunden werden. Die größeren Fernrohr-Trennungen sind im VLBI wegen der Entwicklung der Verschluss-Phase-Bildaufbereitungstechnik durch Roger Jennison in den 1950er Jahren möglich, VLBI erlaubend, Images mit der höheren Entschlossenheit zu erzeugen.

VLBI ist dafür am weithin bekanntsten, entfernte kosmische Radioquellen, das Raumfahrzeugverfolgen, und für Anwendungen in astrometry darzustellen. Jedoch, da die VLBI Technik die Zeitunterschiede zwischen der Ankunft von Funkwellen an getrennten Antennen misst, kann es auch "rückwärts" verwendet werden, um Erdfolge-Studien, Karte-Bewegungen von tektonischen Tellern sehr genau (innerhalb von Millimetern) durchzuführen, und andere Typen der Erdmessung durchzuführen. Das Verwenden von VLBI auf diese Weise verlangt große Anzahl von Zeitunterschied-Maßen von entfernten Quellen (wie Quasare) beobachtet mit einem globalen Netz von Antennen über eine Zeitdauer von der Zeit.

Wissenschaftliche Ergebnisse

Einige der wissenschaftlichen Ergebnisse sind auf VLBI zurückzuführen gewesen schließen Sie ein:

• Die Bildaufbereitung von Partikel-Emissionen von entfernten Quellen. (Sieh Quasar, blazar)

Wenn man

• die Oberflächen von nahe gelegenen Sternen an Radiowellenlängen darstellt (sieh auch interferometry) - sind ähnliche Techniken auch verwendet worden, um infrarote und optische Images von Sternoberflächen zu machen
• Die Definition der himmlischen Verweisung rahmt ein
• Bewegung der tektonischen Teller der Erde
• Regionaldeformierung und lokale Erhebung oder Senkung.
• Schwankungen in der Orientierung der Erde und Länge des Tages.
• Die Wartung der Landverweisung rahmt ein
• Maß von Gravitationskräften der Sonne und des Monds auf der Erde und der Tiefenstruktur der Erde
• Verbesserung atmosphärischer Modelle
• Maß der grundsätzlichen Geschwindigkeit des Ernstes
• Das Verfolgen des Huygens dringt forschend ein, weil es die Atmosphäre des Kolosses durchgeführt hat, Windgeschwindigkeitsmaße erlaubend

VLBI Reihe

Es gibt mehrere VLBI-Reihe, die in Europa, Kanada, den Vereinigten Staaten, Russland, Japan und Australien gelegen ist. Die empfindlichste VLBI-Reihe in der Welt ist European VLBI Network (EVN). Das ist eine Teilzeitreihe mit den Daten, die am Gemeinsamen Institut für VLBI in Europa (JIVE) bearbeiten werden. In den Vereinigten Staaten funktioniert Very Long Baseline Array (VLBA) das ganze Jahr hindurch. Der EVN und VLBA führen größtenteils astronomische Beobachtungen - die Kombination des EVN und VLBA ist als Globaler VLBI bekannt. Wenn ein oder beide dieser Reihe mit einer oder mehr im Weltraum vorhandenen VLBI Antennen wie HALCA verbunden werden, ist die erhaltene Entschlossenheit höher als irgendwelche anderen astronomischen Instrumente, dazu fähig, den Himmel mit einem Niveau des in microarcseconds gemessenen Details darzustellen. Ein bemerkenswertes frühes Beispiel der internationalen Zusammenarbeit war 1976, als Radiofernrohre in den Vereinigten Staaten, der UDSSR und Australien verbunden wurden, um Hydroxyl-Maser-Quellen zu beobachten.

e-VLBI

Kürzlich ist es möglich geworden, die VLBI Radiofernrohre in Realtime zu verbinden, während es noch die Ortszeit-Verweisungen der VLBI Technik, in einer Technik bekannt als e-VLBI verwendet. In Europa werden sechs Radiofernrohre von European VLBI Network (EVN) jetzt mit Gigabit verbunden pro Sekunde verbindet über ihre Nationalen Forschungsnetze und das Paneuropäische Forschungsnetz GEANT2, und die ersten astronomischen Experimente mit dieser neuen Technik sind erfolgreich durchgeführt worden.

Das Image zum Recht zeigt die erste durch das europäische VLBI Netz erzeugte Wissenschaft mit e-VLBI. Die Daten von 6 Fernrohren wurden in Realtime am europäischen in einer Prozession gehenden Datenzentrum am JIVE bearbeitet. Die Niederlande Akademisches Forschungsnetz SURFnet stellen 6 x 1 Gbit/s Konnektivität zwischen dem JIVE und dem GEANT2 Netz zur Verfügung.

Raumradio-VLBI

Die letzte Entwicklung in Radioastronomie-Beobachtungen ist das Programm von Space Very Long Baseline Interferometry (SVLBI). Das wird verwendet, um Radioastronomie mit einer verlängerten Grundlinie VLBI durchzuführen, dessen ein Element eine im Weltraum vorhandene Antenne ist.

Der JPL SVLBI Projekt, das von NASA gefördert ist, unterstützt den VSOP (VLBI Raumsternwarte-Programm) Mission, die vom Institut für den Raum und die Astronautical Wissenschaft (ISAS) in Japan entwickelt ist. Das VSOP Raumfahrzeug ist HALCA ein 8-Meter-Radiofernrohr, und wurde im Februar 1997 gestartet. Es ist jetzt in einer elliptischen Bahn um die Erde, um VLBI Beobachtungen auf Grundlinien zwischen Raum und Boden-Fernrohren zu ermöglichen. Die primären Ziele sind aktive galaktische Kerne, aber spätere Masern, OH Masern, Radiosterne und Pulsars werden auch beobachtet.

Die Grundlinien zwischen Raum und Boden-Fernrohren stellen 3 bis 10 Male die Entschlossenheit zur Verfügung, die für den Boden VLBI an denselben Beobachten-Frequenzen verfügbar ist. Vier Boden-Verfolgen-Stationen werden mit dem SVLBI-Projekt beteiligt. Das ganze System hat automatisch funktionieren sollen, nur die Beobachten-Liste, Vorhersagen von Doppler und Raumfahrzeugzustandvektoren brauchend, um den ganzen Erwerb und das Verfolgen von Funktionen ohne Maschinenbediener-Eingänge durchzuführen. Das ist jedoch noch nicht erreicht worden, und ein Maschinenbediener ist jetzt erforderlich, dieses System zu unterstützen.

Eine VLBI andere Raummission, RadioAstron, wurde im Juli 2011 gestartet.

Wie VLBI arbeitet

In VLBI interferometry werden die digitalisierten Antenne-Daten gewöhnlich an jedem der Fernrohre registriert (in der Vergangenheit das wurde auf großen magnetischen Bändern getan, aber heutzutage wird es gewöhnlich auf der großen ÜBERFALL-Reihe von Computerlaufwerken getan). Das Antenne-Signal wird mit einer äußerst genauen und stabilen Atomuhr probiert (gewöhnlich eine Wasserstoffmaser), der auf einen GPS Zeitstandard zusätzlich geschlossen wird. Neben den astronomischen Datenproben wird die Produktion dieser Uhr auf den Medien des Bandes/Platte registriert. Die registrierten Medien werden dann zu einer Hauptposition transportiert. Mehr kürzlich sind Experimente mit "elektronischem" VLBI (e-VLBI) durchgeführt worden, wohin die Daten durch die Faser-Optik (z.B, 10 Gbit/s mit der Fasersehpfade im europäischen GEANT2 Forschungsnetz) gesandt und an den Fernrohren nicht registriert werden, beschleunigend und den Beobachten-Prozess bedeutsam vereinfachend.

Wenn auch die Datenraten sehr hoch sind, können die Daten über normale der Tatsache ausnutzende Internetverbindungen gesandt werden, dass viele der internationalen hohen Geschwindigkeitsnetze bedeutende Ersatzkapazität zurzeit haben.

An der Position des correlator werden die Daten abgespielt. Das Timing des Play-Backs wird gemäß den Atomuhr-Signalen auf (Laufwerke/Faser der Bänder/Platte Sehsignal), und die geschätzten Zeiten der Ankunft des Radiosignals an jedem der Fernrohre angepasst. Eine Reihe des Play-Backs timings mehr als eine Reihe von Nanosekunden wird gewöhnlich geprüft, bis das richtige Timing gefunden wird.

Jede Antenne wird eine verschiedene Entfernung von der Radioquelle sein, und weil mit dem kurzen Grundlinie-Radio interferometer die Verzögerungen, die durch die Extraentfernung zu einer Antenne übernommen sind, künstlich zu den an jeder der anderen Antennen erhaltenen Signalen hinzugefügt werden muss. Die ungefähre erforderliche Verzögerung kann von der Geometrie des Problems berechnet werden. Das Band-Play-Back wird mit den registrierten Signalen von den Atomuhren als Zeitverweisungen, wie gezeigt, in der Zeichnung rechts synchronisiert. Wenn die Position der Antennen der genügend Genauigkeit nicht bekannt ist oder atmosphärische Effekten bedeutende, feine Anpassungen an die Verzögerungen sind, muss gemacht werden, bis Einmischungsfransen entdeckt werden. Wenn das Signal von der Antenne A als die Verweisung genommen wird, werden Ungenauigkeiten in der Verzögerung zu Fehlern und in den Phasen der Signale von Bändern B und C beziehungsweise führen (sieh das Stützen auf Recht). Infolge dieser Fehler kann die Phase der komplizierten Sichtbarkeit nicht mit einer sehr langen Grundlinie interferometer gemessen werden.

Die Phase der komplizierten Sichtbarkeit hängt von der Symmetrie des Quellhelligkeitsvertriebs ab. Jeder Helligkeitsvertrieb kann als die Summe eines symmetrischen Bestandteils und eines antisymmetrischen Bestandteils geschrieben werden. Der symmetrische Bestandteil des Helligkeitsvertriebs trägt nur zum echten Teil der komplizierten Sichtbarkeit bei, während der antisymmetrische Bestandteil nur zum imaginären Teil beiträgt. Da die Phase jedes komplizierten Sichtbarkeitsmaßes mit einer sehr langen Grundlinie interferometer nicht bestimmt werden kann, ist die Symmetrie des entsprechenden Beitrags zum Quellhelligkeitsvertrieb nicht bekannt.

R. C. Jennison hat eine neuartige Technik entwickelt, um Information über Sichtbarkeitsphasen zu erhalten, wenn Verzögerungsfehler da sind, hat das Verwenden eines erkennbaren die Verschluss-Phase genannt. Obwohl seine anfänglichen Labormaße der Verschluss-Phase an optischen Wellenlängen getan worden waren, hat er größeres Potenzial für seine Technik im Radio interferometry vorausgesehen. 1958 hat er seine Wirksamkeit mit einem Radio interferometer demonstriert, aber es ist nur weit verwendet für das lange Grundlinie-Radio interferometry 1974 geworden. Mindestens drei Antennen sind erforderlich. Diese Methode wurde für die ersten VLBI Maße verwendet, und eine modifizierte Form dieser Annäherung ("Selbstkalibrierung") wird noch heute verwendet.

Links

• E-MERLIN Faser hat Radiofernrohr-Reihe verbunden, die in VLBI Beobachtungen verwendet ist
• Schnellzug-Produktion von EXPReS e-VLBI Echtzeitdienst: ein dreijähriges Projekt (est. März 2006) gefördert von der Europäischen Kommission, um ein interkontinentales e-VLBI Instrument zu entwickeln, das für die wissenschaftliche Gemeinschaft verfügbar

ist

• TANZEN SIE gemeinsames Institut für VLBI in Europa JIVE
• Der internationale VLBI Dienst für Geodesy und Astrometry (IVS)
• IVSOPAR: das VLBI Analyse-Zentrum an der Pariser Sternwarte
• "VLBI - Kanadas Rolle"