Голмдельська рупорна антена (Holmdel Horn Antenna) — велика мікрохвильова рупорна антена Лабораторій Белла, визнана національною історичною пам'яткою США за її роль у відкритті реліктового випромінювання Арно Пензіасом і Робертом Вільсоном. Розташована в містечку Голмдел у штаті Нью-Джерсі.
У 1965 році, використовуючи цю антену, Пензіас і Вілсон виявили реліктове випромінювання, яке пронизує Всесвіт. Це було одне з найважливіших відкриттів у фізичній космології відтоді, як Едвін Габбл у 1920-х роках довів розширення Всесвіту. Спостереження реліктового випромінювання підтвердило теорію Великого вибуху Георгія Гамова та Жоржа Леметра. Це допомогло перетворити фізичну космологію з суто теоретичної науки на науку, яка міцно спирається на спостережні дані. У 1978 році Пензіас і Вільсон отримали за своє відкриття Нобелівську премію з фізики.
Опис
Рупорна антена в Лабораторій Белла у Голмделі, штат Нью-Джерсі, була побудована на пагорбі [en] у 1959 році для підтримки проєкту Ехо, пасивних супутників зв'язку НАСА, які використовували великі пластикові кулі з алюмінієвим покриттям як відбивачі для передачі радіосигналів з однієї точки Землі в іншу.
Антена має довжину 15 м і ефективну апертуру 6 на 6 м, вона виготовлена з алюмінію. Підйомне колесо для зміни висоти антени над горизонтом, яке оточує середню частину рупора, становить має діаметр 9 м і витримує вагу конструкції за допомогою роликів, встановлених на рамі основи. Усі осьові навантаження приймає велика кулькова вальниця у вузькому верхньому кінці рупора. Рупор продовжується за цю вальницю, заходячи всередину технічної кабіни. Здатність розташування приймального обладнання безпосередньо на вершині рупора усуває шум від з'єднувальної лінії і є важливою особливістю антени. В кабіні розташований радіометр для вимірювання інтенсивності енергії випромінювання.
Трикутна основа антени виготовлена з конструкційної сталі. Вона обертається на колесах навколо центрального кріплення на поворотній платформі діаметром 9 м. Доріжка складається зі сталевих пластин, підігнаних для отримання плоскої доріжки з точністю приблизно до 0,4 мм. Поверхні коліс мають конусоподібну форму для мінімізації контактного тертя. Дотичної сили в 400 Н достатньо, щоб повернути антену на поворотній платформі. Промінь антени можна направити в будь-яку частину неба, повертаючи основу для зміни азимута, а підйомне колесо для зміни кута піднесення над горизонтом.
За винятком сталевої базової рами, яку виготовила місцева металургійна компанія, решта антени була виготовлена та зібрана в цехах Голмдельської лабораторії під керівництвом Г. В. Андерсона, який також брав участь у проєктуванні. Допомогу в проєктуванні також надали пани Р. О'Ріган і С. А. Дарбі. Будівництво антени було завершено під керівництвом Артура Кроуфорда.
Коли не антена не використовувалась, азимутальний привід поворотної платформи вимикається, дозволяючи конструкції вільно повертатись під дією вітру, як флюгер. Антена була розроблена, щоб витримувати вітер швидкістю до 160 км/год. Уся конструкція важить 16 тонн.
Пластикове приміщення 3 на 6 метрів з двома вікнами, подвійними дверима та дахом з листового металу розташоване на землі поруч з антеною. Ця споруда вміщує обладнання та елементи керування для антени та також вважається частиною національної історичної пам'ятки.
Технічні деталі
Така антена називається рупорною рефлекторною антеною. Вона була винайдена Альфредом Беком і [en] у 1941 році, а побудована Девідом Гоггом. Вона складається з розширеного металевого рупора з вигнутою відбивною поверхнею, встановленої на виході з рупора під кутом 45° його до довгої осі. Рефлектор є сегментом параболи, тому антена є параболічною антеною, яка відбиває під кутом до своєї осі. Рупор Гогга поєднує в собі кілька характеристик, корисних для радіоастрономії. Він надзвичайно широкосмуговий, має обчислювану ефективну площу антени, а стінки рупора захищають його від випромінювання, що надходить з напрямків поза віссю головного променя. Тому задня і бічна пелюстки настільки слабкі, що теплова енергія майже не надходить від землі. Отже, це ідеальний радіотелескоп для точного вимірювання низьких рівнів слабкого фонового випромінювання. Антена має посилення близько 43,3 децибела та ширину променя приблизно 1,5° на частоті 2,39 ГГц і ефективність апертури 76 %.
Захист
У 2021 році ділянку Кроуфорд-Гілл було продано забудовнику, який хотів створити тут житловий комплекс. Це викликало петицію «Врятуйте Голмдельську рупорну антену» з проханням зберегти цю ділянку як парк.
Станом на жовтень 2023 року, планується зберегти цю ділянку. Після того, як громадськість підтримала збереження рупорної антени, зокрема зібравши понад 8000 підписів під петицією, розповсюдженою громадськими групами, комітет міста Голмдел погодився заплатити 5,5 мільйонів доларів за 14 га землі, включаючи ту, на якій розташована антена. Місто планує перетворити землю на громадський парк.
Примітки
- Crawford, A. B.; Hogg, D. C.; Hunt, L. E (July 1961). Project Echo: A Horn-Reflector Antenna for Space Communication. Bell System Technical Journal. USA: Bell Telephone Laboratories. 40 (4): 1095—1099. doi:10.1002/j.1538-7305.1961.tb01639.x.
- Penzias, A. A.; Wilson, R. W. (July 1965). A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal. American Astronomical Society. 142: 419—421. Bibcode:1965ApJ...142..419P. doi:10.1086/148307.
- Chown, Marcus (29 вересня 1988). A Cosmic Relic in Three Degrees. New Scientist. с. 51—52.
- Hey, J.S. (1973). The Evolution of Radio Astronomy. New York: Neale Watson Academic Publications, Inc. с. 98—99.
- Echo 1, 1A, 2. Mission and Spacecraft Library. NASA. Архів оригіналу за 27 травня 2010. Процитовано 6 лютого 2010.
- Peebles, P. James E.; Jr, Lyman A. Page; Partridge, R. Bruce (26 березня 2009). Finding the Big Bang (англ.). Cambridge University Press. с. 159—160. ISBN .
- U. S. patent no. 2416675 Horn antenna system, filed November 26, 1941, granted Mar 4, 1947, Alfred C. Beck, Harold T. Friis on Google Patents
- Faltz, Lawrence (9 грудня 2022). Holmdel Horn — Which Heard Evidence of the Big Bang — Is at Risk. Sky & Telescope. Процитовано 14 грудня 2022.
- Overbye, Dennis; Masuike, Hiroko (4 вересня 2023). Back to New Jersey, Where the Universe Began. The New York Times.
- Overbye, Dennis (20 жовтня 2023). The Holmdel Horn, a Cosmic Shrine in New Jersey, Stays Put. The New York Times. Архів оригіналу за 22 жовтня 2023. Процитовано 22 жовтня 2023.
- Wall, Jeanne. Horn Antenna and Adjacent Open Space Purchased by Holmdel for $5.5 million, Nokia Building Stays with Developer. TAPinto Holmdel and Colts Neck. Процитовано 15 жовтня 2023.
Література
- Learner, Richard (1981). Astronomy Through the Telescope. New York: Van Nostrand Reinhold Company. с. 154.
- Aaronson, Steve. «The Light of Creation: An Interview with Arno A. Penzias and Robert W. Wilson.» Bell Laboratories Record. January 1979, pp. 12–18.
- Abell, George O. Exploration of the Universe. 4th ed., Philadelphia: Saunders College Publishing, 1982.
- Asimov, Isaac. Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology. 2nd ed., New York: Doubleday & Company, Inc., 1982.
- Bernstein, Jeremy. Three Degrees Above Zero: Bell Labs in the Information Age. New York: Charles Scribner's Sons, 1984.
- Chown, Marcus. "A Cosmic Relic in Three Degrees, " New Scientist, September 29, 1988, pp. 51–55.
- Crawford, A.B., D.C. Hogg and L.E. Hunt. "Project Echo: A Horn-Reflector Antenna for Space Communication, " The Bell System Technical Journal, July 1961, pp. 1095–1099.
- Disney, Michael. The Hidden Universe. New York: Macmillan Publishing Company, 1984.
- Ferris, Timothy. The Red Limit: The Search for the Edge of the Universe. 2nd ed., New York: Quill Press, 1978.
- Friedman, Herbert. The Amazing Universe. Washington, DC: National Geographic Society, 1975.
- Hey, J.S. The Evolution of Radio Astronomy. New York: Neale Watson Academic Publications, Inc., 1973.
- Jastrow, Robert. God and the Astronomers. New York: W. W. Norton & Company, Inc., 1978.
- H.T. Kirby-Smith U.S. Observatories: A Directory and Travel Guide. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1976.
- Penzias, A.A., and R. W. Wilson. "A Measurement of the Flux Density of CAS A At 4080 Mc/s, " Astrophysical Journal Letters, May 1965, pp. 1149–1154.
Посилання
- Astronomy and Astrophysics: Horn Antenna. National Park Service. Архів оригіналу за 16 серпня 2004.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Golmdelska ruporna antena Holmdel Horn Antenna velika mikrohvilova ruporna antena Laboratorij Bella viznana nacionalnoyu istorichnoyu pam yatkoyu SShA za yiyi rol u vidkritti reliktovogo viprominyuvannya Arno Penziasom i Robertom Vilsonom Roztashovana v mistechku Golmdel u shtati Nyu Dzhersi U 1965 roci vikoristovuyuchi cyu antenu Penzias i Vilson viyavili reliktove viprominyuvannya yake pronizuye Vsesvit Ce bulo odne z najvazhlivishih vidkrittiv u fizichnij kosmologiyi vidtodi yak Edvin Gabbl u 1920 h rokah doviv rozshirennya Vsesvitu Sposterezhennya reliktovogo viprominyuvannya pidtverdilo teoriyu Velikogo vibuhu Georgiya Gamova ta Zhorzha Lemetra Ce dopomoglo peretvoriti fizichnu kosmologiyu z suto teoretichnoyi nauki na nauku yaka micno spirayetsya na sposterezhni dani U 1978 roci Penzias i Vilson otrimali za svoye vidkrittya Nobelivsku premiyu z fiziki OpisRuporna antena Laboratorij Bella kviten 2007 Ruporna antena v Laboratorij Bella u Golmdeli shtat Nyu Dzhersi bula pobudovana na pagorbi en u 1959 roci dlya pidtrimki proyektu Eho pasivnih suputnikiv zv yazku NASA yaki vikoristovuvali veliki plastikovi kuli z alyuminiyevim pokrittyam yak vidbivachi dlya peredachi radiosignaliv z odniyeyi tochki Zemli v inshu Antena maye dovzhinu 15 m i efektivnu aperturu 6 na 6 m vona vigotovlena z alyuminiyu Pidjomne koleso dlya zmini visoti anteni nad gorizontom yake otochuye serednyu chastinu rupora stanovit maye diametr 9 m i vitrimuye vagu konstrukciyi za dopomogoyu rolikiv vstanovlenih na rami osnovi Usi osovi navantazhennya prijmaye velika kulkova valnicya u vuzkomu verhnomu kinci rupora Rupor prodovzhuyetsya za cyu valnicyu zahodyachi vseredinu tehnichnoyi kabini Zdatnist roztashuvannya prijmalnogo obladnannya bezposeredno na vershini rupora usuvaye shum vid z yednuvalnoyi liniyi i ye vazhlivoyu osoblivistyu anteni V kabini roztashovanij radiometr dlya vimiryuvannya intensivnosti energiyi viprominyuvannya Trikutna osnova anteni vigotovlena z konstrukcijnoyi stali Vona obertayetsya na kolesah navkolo centralnogo kriplennya na povorotnij platformi diametrom 9 m Dorizhka skladayetsya zi stalevih plastin pidignanih dlya otrimannya ploskoyi dorizhki z tochnistyu priblizno do 0 4 mm Poverhni kolis mayut konusopodibnu formu dlya minimizaciyi kontaktnogo tertya Dotichnoyi sili v 400 N dostatno shob povernuti antenu na povorotnij platformi Promin anteni mozhna napraviti v bud yaku chastinu neba povertayuchi osnovu dlya zmini azimuta a pidjomne koleso dlya zmini kuta pidnesennya nad gorizontom Za vinyatkom stalevoyi bazovoyi rami yaku vigotovila misceva metalurgijna kompaniya reshta anteni bula vigotovlena ta zibrana v cehah Golmdelskoyi laboratoriyi pid kerivnictvom G V Andersona yakij takozh brav uchast u proyektuvanni Dopomogu v proyektuvanni takozh nadali pani R O Rigan i S A Darbi Budivnictvo anteni bulo zaversheno pid kerivnictvom Artura Krouforda Koli ne antena ne vikoristovuvalas azimutalnij privid povorotnoyi platformi vimikayetsya dozvolyayuchi konstrukciyi vilno povertatis pid diyeyu vitru yak flyuger Antena bula rozroblena shob vitrimuvati viter shvidkistyu do 160 km god Usya konstrukciya vazhit 16 tonn Plastikove primishennya 3 na 6 metriv z dvoma viknami podvijnimi dverima ta dahom z listovogo metalu roztashovane na zemli poruch z antenoyu Cya sporuda vmishuye obladnannya ta elementi keruvannya dlya anteni ta takozh vvazhayetsya chastinoyu nacionalnoyi istorichnoyi pam yatki Tehnichni detaliTaka antena nazivayetsya rupornoyu reflektornoyu antenoyu Vona bula vinajdena Alfredom Bekom i en u 1941 roci a pobudovana Devidom Goggom Vona skladayetsya z rozshirenogo metalevogo rupora z vignutoyu vidbivnoyu poverhneyu vstanovlenoyi na vihodi z rupora pid kutom 45 jogo do dovgoyi osi Reflektor ye segmentom paraboli tomu antena ye parabolichnoyu antenoyu yaka vidbivaye pid kutom do svoyeyi osi Rupor Gogga poyednuye v sobi kilka harakteristik korisnih dlya radioastronomiyi Vin nadzvichajno shirokosmugovij maye obchislyuvanu efektivnu ploshu anteni a stinki rupora zahishayut jogo vid viprominyuvannya sho nadhodit z napryamkiv poza vissyu golovnogo promenya Tomu zadnya i bichna pelyustki nastilki slabki sho teplova energiya majzhe ne nadhodit vid zemli Otzhe ce idealnij radioteleskop dlya tochnogo vimiryuvannya nizkih rivniv slabkogo fonovogo viprominyuvannya Antena maye posilennya blizko 43 3 decibela ta shirinu promenya priblizno 1 5 na chastoti 2 39 GGc i efektivnist aperturi 76 ZahistZnak na Golmdelskij dorozi iz zaklikom vryatuvati rupornu antenu ta navkolishnyu teritoriyu Memorialna doshka na vshanuvannya roboti Artura Krouforda U 2021 roci dilyanku Krouford Gill bulo prodano zabudovniku yakij hotiv stvoriti tut zhitlovij kompleks Ce viklikalo peticiyu Vryatujte Golmdelsku rupornu antenu z prohannyam zberegti cyu dilyanku yak park Stanom na zhovten 2023 roku planuyetsya zberegti cyu dilyanku Pislya togo yak gromadskist pidtrimala zberezhennya rupornoyi anteni zokrema zibravshi ponad 8000 pidpisiv pid peticiyeyu rozpovsyudzhenoyu gromadskimi grupami komitet mista Golmdel pogodivsya zaplatiti 5 5 miljoniv dolariv za 14 ga zemli vklyuchayuchi tu na yakij roztashovana antena Misto planuye peretvoriti zemlyu na gromadskij park PrimitkiCrawford A B Hogg D C Hunt L E July 1961 Project Echo A Horn Reflector Antenna for Space Communication Bell System Technical Journal USA Bell Telephone Laboratories 40 4 1095 1099 doi 10 1002 j 1538 7305 1961 tb01639 x Penzias A A Wilson R W July 1965 A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc s Astrophysical Journal American Astronomical Society 142 419 421 Bibcode 1965ApJ 142 419P doi 10 1086 148307 Chown Marcus 29 veresnya 1988 A Cosmic Relic in Three Degrees New Scientist s 51 52 Hey J S 1973 The Evolution of Radio Astronomy New York Neale Watson Academic Publications Inc s 98 99 Echo 1 1A 2 Mission and Spacecraft Library NASA Arhiv originalu za 27 travnya 2010 Procitovano 6 lyutogo 2010 Peebles P James E Jr Lyman A Page Partridge R Bruce 26 bereznya 2009 Finding the Big Bang angl Cambridge University Press s 159 160 ISBN 978 0 521 51982 3 U S patent no 2416675 Horn antenna system filed November 26 1941 granted Mar 4 1947 Alfred C Beck Harold T Friis on Google Patents Faltz Lawrence 9 grudnya 2022 Holmdel Horn Which Heard Evidence of the Big Bang Is at Risk Sky amp Telescope Procitovano 14 grudnya 2022 Overbye Dennis Masuike Hiroko 4 veresnya 2023 Back to New Jersey Where the Universe Began The New York Times Overbye Dennis 20 zhovtnya 2023 The Holmdel Horn a Cosmic Shrine in New Jersey Stays Put The New York Times Arhiv originalu za 22 zhovtnya 2023 Procitovano 22 zhovtnya 2023 Wall Jeanne Horn Antenna and Adjacent Open Space Purchased by Holmdel for 5 5 million Nokia Building Stays with Developer TAPinto Holmdel and Colts Neck Procitovano 15 zhovtnya 2023 LiteraturaLearner Richard 1981 Astronomy Through the Telescope New York Van Nostrand Reinhold Company s 154 Aaronson Steve The Light of Creation An Interview with Arno A Penzias and Robert W Wilson Bell Laboratories Record January 1979 pp 12 18 Abell George O Exploration of the Universe 4th ed Philadelphia Saunders College Publishing 1982 Asimov Isaac Asimov s Biographical Encyclopedia of Science and Technology 2nd ed New York Doubleday amp Company Inc 1982 Bernstein Jeremy Three Degrees Above Zero Bell Labs in the Information Age New York Charles Scribner s Sons 1984 Chown Marcus A Cosmic Relic in Three Degrees New Scientist September 29 1988 pp 51 55 Crawford A B D C Hogg and L E Hunt Project Echo A Horn Reflector Antenna for Space Communication The Bell System Technical Journal July 1961 pp 1095 1099 Disney Michael The Hidden Universe New York Macmillan Publishing Company 1984 Ferris Timothy The Red Limit The Search for the Edge of the Universe 2nd ed New York Quill Press 1978 Friedman Herbert The Amazing Universe Washington DC National Geographic Society 1975 Hey J S The Evolution of Radio Astronomy New York Neale Watson Academic Publications Inc 1973 Jastrow Robert God and the Astronomers New York W W Norton amp Company Inc 1978 H T Kirby Smith U S Observatories A Directory and Travel Guide New York Van Nostrand Reinhold Company 1976 Penzias A A and R W Wilson A Measurement of the Flux Density of CAS A At 4080 Mc s Astrophysical Journal Letters May 1965 pp 1149 1154 PosilannyaAstronomy and Astrophysics Horn Antenna National Park Service Arhiv originalu za 16 serpnya 2004