Matveenko, Leonid Ivanovitš

Valmistuttuaan Leningradin ammattikorkeakoulun fysiikan ja mekaniikan tiedekunnasta vuonna 1956 L. I. Matveenko työskenteli fysiikan instituutin radioastronomian laboratoriossa . P. N. Lebedev Neuvostoliiton tiedeakatemia . Lebedevin fyysisen instituutin Krimin asemalla (1956-59) hän tutki Auringon aktiivisia alueita, mittasi nopeiden plasmapoiston parametreja ja mittasi niiden liikeradat ja nopeudet. Matveenko osallistui radiointerferometrisen kompleksin luomiseen ja lentoradan mittauksiin ensimmäisten avaruusrakettien - Lunarsin aikana. Työ koordinaattien määrittämiseksi antoi sysäyksen näiden ongelmien tekniselle ratkaisulle VLBI:n pohjalta.

Tulevaisuudessa (1960-65) ensimmäisten avaruusrakettien koordinaattien määrittämiseen liittyvä tutkimuskokemus auttoi luotaessa Center for Deep Space Communications (CDKS ) -mittauskompleksia. FIAN-asiantuntijoiden kehittämästä radiointerferometristä tuli CDKS-mittauskompleksin perusta. Tarvittiin menetelmä erittäin tarkkaan koordinaattien mittaamiseen - 0,1 kaaresta. Lyhyimmässä mahdollisessa ajassa luodaan ADU-1000 antenneja, jotka koostuvat kahdeksasta 16 metrin parabolisesta antennista, jotka on asennettu yhteiselle levysoittimelle. Taistelulaivan tykkitorneja käytettiin kääntöpöydänä, instrumentointihytti tehtiin korkeapainekaasupitimistä (kaasusäiliöt). L. I. Matveenko kehitti mittaustekniikan ja määritti suurten antennien ominaisuudet. Työ oli onnistunut, ja M. V. Keldysh ja S. P. Korolev arvostivat sitä suuresti . Tämä näkyi dokumentaation kansioon jätettyjen asiantuntijoiden päätöslauselmassa: ”Tieteellinen ja historiallinen arvo. Älä tuhoa. Säilytä arkistossa" [8] .

Menetelmänäkymä

Vuonna 1962 L. I. Matveenko ehdotti radiointerferometriamenetelmää ilman johtoja. SAI :ssa käydyn keskustelun jälkeen menetelmä ehdotettiin patentoitavaksi. Mutta L. I. Matveenko uskoi, että menetelmää ei pitäisi patentoida, sen pitäisi kuulua kaikille. Joulukuussa 1963 patenttivirastolta saatiin lupa menetelmän julkaisemiseen. Vuonna 1965 L. I. Matveenkon, N. S. Kardaševin ja G. B. Sholomitskyn artikkeli "Radiointerferometristä suurella pohjalla" julkaistiin Izvestija VUZov -lehdessä. Radiofysiikka". Samanaikaisesti kehitetään menetelmiä antenniparametrien mittaamiseen. Nykyiset tekniikat eivät olleet sopivia, koska signaalin lähde oli sijaittava kymmenien kilometrien etäisyydellä antennista. Vielä vaikeampaa oli kehittää interferometrin säätötekniikkaa. Meidän piti löytää kirkkaita kosmisen radiosäteilyn lähteitä. Yksi näistä ehdokkaista voisi olla radiolähde Rapusumussa, ainoa menetelmä sen kulmamittojen arvioimiseksi on Kuun peittomenetelmä. Suuri ongelma olivat myös aaltoputket, joihin kerääntyi vesitiivistettä, mikä vähensi järjestelmän herkkyyttä. Ehdotettiin aaltoputkien irrottamista ja koherenssin säilyttämistä pilottisignaalien samanaikainen tallennus atomitaajuusstandardeista. Saadut kuvat rapu-sumusta aallonpituuksilla 3 cm:stä metriin mukaan lukien mahdollistivat yksittäisten rakenteiden tunnistamisen, niiden spektrien ja radiosäteilyn luonteen määrittämisen.

Menetelmän ensimmäiset käytännön tulokset

Rapusumun havainnot, jotka järjestettiin ja toteutettiin vuonna 1964 menetelmällä peittää Kuu useilla radioaallonpituuksilla, korjasivat merkittävästi käsitystämme tästä kohteesta, kuori ja sen sisällä oleva amorfinen massa löydettiin, lähde Relativistisista hiukkasista on neutronitähti, radiosäteilyn vaihtelu määräytyi fyysisen luonteen perusteella. Kompaktin radiolähteen, pulsarin , kulmamitat on mitattu ja sironnan vaikutus on todettu. Nämä tulokset muodostivat perustan L.I. Matveenko "Rapusumun radiokirkkauden jakauman tutkimukset", joka puolustettiin vuonna 1966 Moskovan valtionyliopiston SAI:ssa.

Riippumattomat kokeet ja vahvistus mahdollisuudesta toteuttaa VLBI lyhyillä aallonpituuksilla

Avoimessa lehdistössä julkaistun VLBI-menetelmän otettiin käyttöön vuonna 1967 radioastronomien toimesta Kanadassa [9] ja itsenäisesti Yhdysvalloissa. Kokeiden päätyttyä Yhdysvalloissa M. H. Cowan (California Institute of Technology, USA) ja K. I. Kellerman (National Radio Astronomy Observatory, USA) kääntyivät FIANin puoleen V. V. Vitkevichin puoleen kokeen suorittamisesta Pushchinon radioteleskoopin ja Green Bankin välillä ( USA). L. I. Matveenko kutsuttiin ottamaan tätä suuntaa, pihalla käytiin "kylmä sota" ja kilpailtiin ylivoimasta avaruudessa. FIANin johtaja N. G. Basov kuitenkin "avasi" vihreän valon ja kokeilut alkoivat. Crimean Astrophysical Observatory ( CrAO, johtaja A. B. Severny ) ja National National Radio Astronomy Observatory (NRAO, USA) olivat mukana työhön. Kokeiden lopussa Neuvostoliiton edustajat (I. G. Moiseev ja L. I. Matveenko) saivat mahdollisuuden tutustua useisiin radioastronomian observatorioihin Yhdysvalloissa: Berkeleyn yliopistoon, Massachusetts Institute of Technologyyn , Highstackiin. Observatorio. Hänen palattuaan luotiin mahdollisimman lyhyessä ajassa laitteistot radioteleskoopin säätämiseksi CrAO :ssa ja suoritettiin tutkimuksia Loran-S-navigointijärjestelmän signaalien vastaanottopaikan valitsemiseksi Itämerellä. Vuonna 1969 Neuvostoliiton tiedeakatemia tekee sopimuksen NRAO:n (USA) kanssa heidän laitteidensa käytöstä Neuvostoliiton alueella palautusehdoin. Tämän sopimuksen mukaan rubidium-taajuusstandardi tuodaan Green Bankista havainnointia varten. Useista teknisistä syistä sen käyttäminen osoittautui mahdottomaksi, ja kokeilussa käytettiin rubidiumkelloa , joka toimitettiin mahdollisimman lyhyessä ajassa Ruotsin avaruusobservatoriosta . Matkapuhelimien ja muiden nykyaikaisten viestintävälineiden puuttuessa tämä ei ollut helppoa. Kokeen nauhoitteet siirrettiin Kalifornian teknologiainstituuttiin käsittelyä varten. Luotettavuuden vuoksi tiedot käsiteltiin Goddard Space Flight Centerin ( NASA ) tietokoneilla. Kokeessa varmistettiin kulmaresoluutio, joka oli lähellä raja-arvoa Maan mittakaavassa, määritettiin koordinaatit ja määritettiin aikakorjaukset muun muassa Espanjassa ja Turkissa sijaitsevilla Loran-S-navigointijärjestelmän asemilla. Mahdollisuus toteuttaa interferometria lyhyillä senttiaalloilla todistettiin, kvasaarien rakennetta tutkittiin ja troposfäärin teoreettisiin malleihin tehtiin korjauksia . Lisätutkimusta varten oli tarpeen houkutella lisähavaintoja ja lisää radioteleskooppeja.

Menetelmän laajentaminen koko maailmaan

Vuonna 1969 M.V. Keldyshin aloitteesta perustettiin avaruustutkimuslaitos (nykyisin IKI RAS ) , ja sen pohjalta tehdään jo lisäkokeita I.S. I. Matveenkon astrofysiikan osaston RSDB-laboratoriossa. VLBI-avaruusprojekti saa tukea S.A.:n nimeltä Scientific and Production Associationilta. Lavochkin (nyt JSC "Scientific and Production Association nimetty S.A. Lavochkinin mukaan). IKI RAS loi prototyypin radioteleskoopista käytettäväksi avaruusolosuhteissa suurilla lämpötilaeroilla, peilin halkaisija (3,1 m) määritettiin raketin suojuksen mukaan. Optimaalinen kiertorataparametrit: apogee - 20 000 km, perigee - 800 000 km arvioitavaksi heijastui japanilaisessa VSOP-1-projektissa (VLBI Space Observatory Program), joka kehittyi myöhemmin tiiviiksi kansainväliseksi yhteistyöksi ja loi teknisen ja metodologisen perustan maa-avaruusinterferometreille.

Suoritetut kokeet osoittivat VLBI:n mahdollisuuden ja tarpeellisuuden astrofysikaalisten ja sovellettavien ongelmien ratkaisemiseen. Laitteiden herkkyys on saavuttanut raja-arvot. Käytännössä kaikki maailman radioteleskoopit alkoivat yhdistyä yhdeksi verkkoksi. Tätä helpotti professori D. L. Yenin kehittämä yksinkertainen ja luotettava tallennusjärjestelmä Mark II, joka perustuu sarjavideonauhuriin. Havaintoja tehtiin laajalla radioaaltoalueella millimetristä metriin mukaan lukien. Havainto sisältää NASAn radioteleskoopit Tidbinbillassa, Australiassa, Madridissa, Goldstonessa, Maryland Pointissa, Bangaloressa, Onsalassa, Owens Valleyssa, Jodrell Bankissa, Pushchinossa, Effelsbergissä, Italiassa.

Vuonna 1985 Neuvostoliitossa Vega-projektin (Venus-Halley [10] ) puitteissa otettiin käyttöön ainutlaatuiset CDKS:n 70 metrin antennit Ussuriiskissa ja Evpatoriassa, siihen liitettiin 64 metrin antenni Bear Lakesissa, 25 metrin antenni Ulan Udessa ja kaksi RT-22:ta. Verkko on varustettu Mark II -tallennusjärjestelmillä, vetytaajuusstandardeilla ja hiljaisilla tulovahvistimilla. Akateemikot E. P. Velikhov , A. M. Prokhorov ja R. Z. Sagdeev tarjoavat suuren avun verkoston luomisessa .

Luotu verkko on merkittävästi laajentanut maailmanlaajuisen verkon mahdollisuuksia mittaustarkkuuteen. VLBI-menetelmällä mitattiin Venuksen ilmakehässä olevien ilmapalloluotainten liikeradat 100 metrin tarkkuudella. Ilmakehän jättimäisten pyörteiden turbulenssiparametrit ja mitat määritettiin. Näitä tutkimuksia varten L.I. Matveenko sai tieteen ja teknologian valtionpalkinnon vuonna 1986.

VLBI:n kehityksen määräsi signaalintallennusjärjestelmien tekniikan kehitys. NRAO ja Highstack Observatory (USA) ovat kehittäneet Mark III -laajakaistasignaaleja ja VLBA-ohjelmiston (Very Large Baseline Array). Antennien sijainti tarjoaa optimaalisen avaruudellisten taajuuksien peiton. Verkko toimii kellon ympäri automaattisessa tilassa. Tällä hetkellä on otettu käyttöön vakiolevyasemiin perustuva Mark V -rekisteröintijärjestelmä ja käytössä on järjestelmä signaalien välittämiseksi kuituoptisten kanavien kautta. Tämä järjestelmä käytännössä poistaa vastaanotetun signaalin kaistanleveyden rajoituksen. Tietojen käsittely tapahtuu erikoistuneissa laskentakeskuksissa Yhdysvalloissa, Saksassa, Hollannissa.

Saavutettiin 0,0001 kaarisekuntin kulmaresoluutio, joka mahdollisti protoplanetaaristen renkaiden havaitsemisen Orionin sumussa, 500 parsekin päässä meistä. Nämä havainnot mahdollistivat mittaustekniikan laatimisen ja järjestelmän optimaalisten parametrien määrittämisen koordinaattiaikatuen perusongelmien ratkaisemiseksi. Saadut tulokset ja metodologinen kehitys perustivat tarkkuusmittausten mahdollisuuden ja muodostivat perustan ainutlaatuisen koordinaatti-aikatukikompleksin "Kvazar-KVO" luomiselle. L. I. Matveenkon panos tämän kompleksin luomiseen vuonna 2006 palkittiin Venäjän federaation presidentin kiitoksella. Vuonna 2006 Leonid Ivanovich palkittiin American Biographical Instituten kultamitalilla RSDB:n perustajana.

VLBI-menetelmä tänään ja L. I. Matveenkon panos

Tällä hetkellä VLBI-menetelmästä on tullut päämenetelmä sekä radiolähteiden että muiden sähkömagneettisen spektrin alueiden hienorakenteen tutkimuksessa. Näihin tutkimuksiin osallistuvat käytännössä kaikki maailman radioobservatoriot. Menetelmää kehitetään aktiivisesti ja sitä käytetään yhä enemmän millimetri- ja submillimetrialueilla. VLBI-menetelmällä vuonna 2019 saatu erinomainen tulos oli "mustan aukon varjon" havainnointi galaksissa M87 maapallon eri mantereilla sijaitsevalla millimetri- ja submillimetriteleskooppiverkolla [16]. VLBI-menetelmällä tutkittiin kosmisten lähteiden hienorakennetta: blasaaret 3C 454.3 ja OJ 287, kvasaarit 3C 273 ja 3C 345, radiogalaksin M 87 ydin, galaksien NGC 1275 ja 88NGC 455 aktiiviset ytimet. , jet Cygnus A:ssa, H2O-maser-emissio tähtienmuodostusalueilla Orion KL:ssä ja objekti W3 OH. L. I. Matveenko paransi menetelmää lähteiden rakenteen analysoimiseksi. Hänen tutkimuksensa tulokset on julkaistu yli 50 julkaisussa.

Pääteokset

1. Vitkevich VV, Kuzmin AD, Matveenko LI, Sorochenko RL, Udaltsov VA Radioavaruushavainnot Neuvostoliiton avaruusraketeista. // Radiotekniikka ja elektroniikka, 1961, nro 9, 1420-1431.
2. Matveenko L. I., Kardashev N. S., Sholomitsky G. B. Radiointerferometrillä, jolla on suuri pohja. // Radiophysics, 1965, VIII osa, nro 4, 651.
3. Shklovsky I. S., Matveenko L. I. Haku suuressa tilassa // Izvestia, nro 114 (17042), 17.5.1972.
4. Matveenko L. I. Maapallon kokoinen radioteleskooppi. // Tiede ja elämä, 1973, nro 10, s. 25-32.
5. Matveenko L. I. Radiointerferometrit . Moskova: Tieto, 1974.
6. Batchelor R., Jonesy D. L., Johnston K. D., Efanov V. A., Kogan L. R., Kostenko V. I., Matveenko L. I., Moiseev I. G., Knowles S. Kh., Papatsenko A. Kh., Preston R., Spencer D., Timofejev N. Fourikis N. F., Shilitsi R. W. Ensimmäinen maailmanlaajuinen radioteleskooppi. // Kirjeet AJ:lle, osa 2, nro 10, 1976, 467-472.
7. Matveenko L.I. Ultra-pitkän kantaman radiointerferometria. // Luonto. 1977, 7, s. 56-67.
8. Matveenko L.I. Ultra-pitkän kantaman radiointerferometria. // Tiede ja ihmiskunta, Tieto, 1978, 4-11.
9. Matveenko L.I. Avaruusfysiikka. Artikkelit: Rapusumu, Pulsarit (kirjoittaneet yhdessä V. V. Usovin kanssa), Aperture synteesimenetelmä, Kosminen radiosäteily, Spektriindeksi, Flicker-menetelmä, // Sov. tietosanakirja, Moskova, 1986
10. Matveenko L. I. VLBI:n 40-vuotispäivä // Maa ja maailmankaikkeus, 2003, 4, 55-68.
11. Matveenko L. I. RSDB Lähtölaskenta, IKI 2006 40 vuotta, 57-70.
12. Matveenko L.I. Ultra-pitkän kantaman radiointerferometria Kirjassa. "Venäjän tiedeakatemian avaruustutkimuslaitoksen 50 vuotta", s. 38-69.
13. Matveenko L.I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys. // IAA RAS:n tiedonannot (nro 176). SPb., 2007, 36 s.
14. Matveenko LI Varhainen VLBI Neuvostoliitossa // Astronomische Nachrichten. 2007. V.328. ei. 5. P.411-419.
15. Matveenko L.I. VLBI on ikkuna maailmankaikkeuteen. M.: IKI RAN, Pr-2188, 2018, 28 s.
16. Event Horizon Telescope -yhteistyö. Ensimmäiset M87 Event Horizon -teleskoopin tulokset. I. Supermassiivisen mustan aukon varjo., The Astrophysical Journal Letters, 875:L1 (17 s.), 2019, 10. huhtikuuta.

Muita tärkeitä teoksia

1. R. Thompson, J. Moran, J. Swenson. Interferometria ja synteesi radioastronomiassa. - Moskova: Mir, 1989 - S. s. 278. — 568 s. — ISBN 5-03-001054-8.
2. Matveenko L. I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys. - Pietari: Applied Astronomy -instituutti, 2007 - s.5. – 35 s.
3. Matveenko LI Varhainen VLBI Neuvostoliitossa // Astronomische Nachrichten. - 2007 - V.328., nro 5 - P.411-419.
4. Matveenko L. I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys. // IAA RAS:n viestintä. — 2007 — № 176 — S. 10
5. Matveenko L. I., Kardashev N. S., Sholomitsky G. B. Radiointerferometrissä suurella pohjalla // Izvestiya VUZov. Radiofysiikka. - 1965 - V. 8, No. 4 - S. 651-654.
6. Matveenko LI Varhainen VLBI Neuvostoliitossa // Astronomische Nachrichten. - 2007 - V.328., nro 5 - P.411-419.
7. Matveenko L. I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys. // IAA RAS:n viestintä. - 2007 - nro 176
8. Matveenko L.I. VLBI on ikkuna maailmankaikkeuteen. — — Moskova: IKI RAS , 2018

Muistiinpanot

1. ↑ Kansainvälinen tähtitieteellinen  liitto . Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto . Haettu 22. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 23. syyskuuta 2015.
2. ↑ R. Thompson, J. Moran, J. Swenson. Interferometria ja synteesi radioastronomiassa. - Moskova: Mir, 1989. - S. s. 278. - 568 s. — ISBN 5-03-001054-8 .
3. ↑ L.I. Matveenko. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys. - St. Petersburg: Institute of Applied Astronomy, 2007. - S. 5. - 35 s.
4. ↑ 1 2 Matveenko LI Varhainen VLBI Neuvostoliitossa  (englanti)  // Astronomische Nachrichten. - Wiley-VCH , 2007. - Voi. V.328. , ei. ei. 5 . - s. 411-419. .
5. ↑ Matveenko L.I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys // IAA RAS:n viestintä. - 2007. - Nro 176 . - S. 10 .
6. ↑ Matveenko L.I., Kardashev N.S., Sholomitsky G.B. Radiointerferometrillä suurella pohjalla // Izvestiya VUZov. Radiofysiikka. - 1965. - T. 8 , nro 4 . - S. s. 651-654 .
7. ↑ Matveenko L.I. VLBI:n historia - muodostuminen ja kehitys // IAA RAS:n viestintä. - 2007. - Nro 176 .
8. ↑ Matveenko L.I. VLBI on ikkuna maailmankaikkeuteen. — IKI RAS. - Moskova, 2018.
9. ↑ Resursseja radioastronomian historiasta . Haettu 29. huhtikuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 12. toukokuuta 2021. (määrätön)
10. ↑ Projekti Vega-Halley . Haettu 7. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. tammikuuta 2020. (määrätön)