Интерферометрическая связь больших наземных телескопов

Развитие волоконно-оптических средств связи привело к созданию интерферометрических комплексов, включающих большие телескопы с

диаметрами зеркал до 8 и более метров и базами до 200 метров (KIIA, VLTI и др.). Хотя главные задачи таких комплексов лежат в области астрофизических исследований, тем не менее в области позиционных определений для наземной астрометрии открываются уникальные возможности: поиск и исследование слабых спутников планет и новых объектов солнечной системы, новых планетных систем в окрестностях ближайших звезд, изучение отдельных звезд, двойных и кратных звездных систем и др.

Рис.1.8 Общий принцип действия двухэлементного оптического интерферометра

В основе определения координат посредством оптической интерферометрии лежит явление интерференции (сложения) световых волн при условии их когерентности (т.е. согласованности по амплитуде и фазе). Этот принцип был реализован в двухэлементном интерферометре Майкельсона, основные идеи которого в различных модификациях присутствуют в современных наземных (и космических) проектах. Для получения координат наблюдаемого обьекта (звезды) оптический интерферометр должен измерять угол между направлением на звезду и вектором базы (рис.1.8). Для получения второй координаты необходима другая база, различно ориентированная от первой.

Для определения угла между обьектом и базой (или между двумя. звездами) используется соотношение между задержкой d (положение интерференционных колец) и положением источника световых волн (обьектом): d = `В ´`S + c ,

где `В - единичный вектор базы интерферометра, соединяющей два сидеростата - зеркала 1 и 2 - (определяет величину базы, ее ориентировку);

` S- единичный вектор обьекта (определяет координаты); с - нуль-пункт линии задержки, т.е. постоянная, определяющая величину инструментальной задержки (ошибки оптического канала, метрологической лазерной системы, измерительных устройств и пр.); определяется, в основном, из посредством опытных измерений; d- величина задержки, измеряемая по положению центральной полосы (полосы нулевого порядка) интерферограммы и положению линии задержки (ЛЗ).

Для двухэлементного интерферометра с базой, горизонтально ориентированной по меридиану можно определить одну координату - склонение d, из формулы:

d = В´SinZ + c, или с другой базой в первом вертикале можно определить прямое восхождение a. Интерферометр с двумя и более базами может определять обе координаты наблюдаемого обьекта.

Принцип оптической интерометрии эффективно реализован на двух уникальных комплексах: 1) Keck I и Keck II обсерватории Mauna Kea (Гавайи, США), см. рис. 1.9, 2) Большой телескоп-интерферометр VLBI (рис.1.11).