Centrum Astronomii
Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika

Początki VLBI na UMK

Radioteleskop 15-metrowy (RT3 bądź RT15) został zbudowany w 1976 r. – prace konstrukcyjne rozpoczęto wiosną, a zakończono w październiku tego roku. Dwa lata później, po zbudowaniu jednostki sterującej i opanowaniu sterowania anteną za pomocą minikomputera, przeprowadzono pierwsze obserwacje testowe. Był to okres intensywnych prac przygotowawczych do wykorzystania tej anteny do różnych celów, ale od początku priorytetem była technika interferometrii wielkobazowej, VLBI. W międzyczasie, z początkiem 1980 r., decyzją ministra w miejsce Zakładu Radioastronomii przy Instytucie Astronomii powołano do życia Katedrę Radioastronomii jako samodzielną jednostkę Wydziału. Wśród innych zastosowań tej anteny warto wspomnieć prowadzone przez pewnien okres monitorowanie kilku najsilniejszych pulsarów.

Najważniejszymi barierami do pokonania na drodze do włączenia się Torunia (tak naszą stację nazywa się za granicą) do międzynarodowych obserwacji VLBI była budowa terminala Mark II oraz zakup atomowego wzorca częstości. Terminal został skonstruowany całkowicie siłami pracowników Katedry w oparciu o szczegółową dokumentację udostępnioną ś.p. prof. Stanisławowi Gorgolewskiemu, wówczas Kierownikowi Katedry, przez Anglików za zgodą National Radio Astronomy Observatory (Green Bank, USA). Warto wspomnieć, że było to pierwsze wykonanie takiego urządzenia poza Stanami. Na terminal składał się konwerter wideo (głównymi wykonawcami tego urządzenia byli Andrzej Kus i Eugeniusz Pazderski), formater (wykonany przez Andrzeja Kępę) i rejestrator (przysposobiony przez S. Gorgolewskiego magnetowid kasetowy amerykańskiej firmy RCA). Nie obyło się bez kłopotów. Po pierwszych próbach rejestracji sygnału (w maju lub czerwcu 1980 r.) okazało się, że w oryginalnej dokumentacji tkwił błąd odkryty dopiero po drobiazgowej analizie zapisu z naszej stacji.

Na wyposażenie teleskopu 15-metrowego związane z obserwacjami VLBI składały się: rubidowy wzorzec częstości, syntezery częstości (do wytwarzania sygnałów lokalnego oscylatora), zegar cyfrowy (dzieło A. Kępy) i system do synchronizacji czasu metodą telewizyjną (wykonany przez Bogdana Wikierskiego; metodę tę opisuje Borkowski 1993, s. 73-74), terminal Mark II z kasetowym rekorderem wideo oraz zestaw odbiorników na standartowe pasma VLBI: 408, 610, 1420, 1660 i 5000 MHz. Znaczna część tego wyposażenia została zbudowana całkowicie w Katedrze. Sterowanie teleskopem odbywało się za pomocą polskiego minikomputera Mera 302 zwanego Momikiem 8b (Fot. 1; pojemność jego pamięci operacyjnej opartej na rdzeniach ferromagnetycznych wynosiła 8192 bajtów!) poprzez jednostkę sterującą zbudowaną przez Politechnikę Śląską w Gliwicach (Fot. 2). System sterowania, zajmujący lwią część pamięci operacyjnej, napisał (we współpracy z Zygmuntem Turło, PAN) w języku maszynowym Kazimierz Borkowski. Kilka lat później Momika zastąpił radziecki klon komputera PDP-11, maszyna M400, zaś nową jednostkę sterującą wykonano w Katedrze Radioastronomii pod kierunkiem A. Kępy.

Poniższe zdjęcia, Fot. 1. do 19., wykonał w sterowni RT15 Janusz Mazurek w maju lub na początku czerwca 1980 r. w dniu pierwszych testowych obserwacji VLBI (które wówczas jeszcze nie zakończyły się powodzeniem).

Kilkunastoosobowy zespół Katedry dosłownie stawał na głowie (Fot. 3), by włączyć ten mały, nawet jak na owe czasy, teleskop do europejskiej sieci VLBI. Po wstępnych testach i niepowodzeniach, w 1981 r. uzyskano pierwsze listki interferencyjne z obserwacji w dniu 31 maja na fali 6 cm (5 GHz) na bazie do Effelsbergu (RFN) (w tamtym eksperymencie uczestniczyła wtedy też holenderska stacja w Westerborku). Później za skonstruowanie terminala oraz włączenie naszej stacji do elitarnej sieci VLBI zespół Katedry otrzymał nagrodę ministra.

Niedługo potem stacja toruńska brała już regularnie udział w praktycznie wszystkich europejskich obserwacjach VLBI, a także – okazjonalnie – w eksperymentach międzykontynentalnych. Udział ten to typowo cztery 7- – 14-dobowe sesje w ciągu roku.

10 sierpnia 1982 r. w Westerborku, Jodrell Bank (W. Brytania) i w Toruniu wykonano jednoczesne obserwacje źródła 3C286 na dotąd nie używanej (z powodu braku wyposażenia na tej częstości odpowiedniej liczby stacji) w Europie fali 49 cm. Z obserwacji tych, po korelacji w Bonn na wówczas jeszcze tam czynnym korelatorze Mark II, powstała pierwsza mapa opracowana w Toruniu. Spośród wielu innych obserwacji, w których uczestniczyła toruńska stacja VLBI warto wymienić tzw. ,,world radio array" (popularnie zwany Monster array) – globalny eksperyment na fali 18 cm przeprowadzony w kwietniu 1984 r., w którym uczestniczyła największa wówczas liczba stacji: 18 (co się przekłada na 153 bazy!). Baza z Kaliforni do Torunia była jedną z najdłuższych w tej sieci.