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米国海軍天文台（USNO）は、米国海軍および米国国防総省向けに地理測位、航法、時刻データを作成する科学および軍事施設です。[ 2 ] 1830年に海図および計器保管所として設立されたUSNOは、米国で最も古い科学機関の1つであり、[ 3 ]天文および時刻データの主要施設であり続けています。[ 4 ]
この天文台はワシントンD.C.北西部、大使館街の北西端に位置しています。20世紀以前に建設された天文台としては、都市部に位置する数少ない天文台の一つです。1893年、光害を避けるため、市の中心部近くのフォギー・ボトムから現在のワシントンD.C.北西部に移転しました。
USNO は、その歴史を通じて、光速の測定、日食の観測、火星の衛星の発見など、重要な科学的研究を行ってきました。[ 5 ]その業績には、最初の電波時刻信号のためのデータの提供、この種の望遠鏡としては最も初期かつ最も正確な望遠鏡のいくつかの構築、および世界時の開発への貢献が含まれます。[ 4 ]海軍天文台は、地球の向きのパラメータを作成し、天体基準系( ICRF )を実現するために、多数の国際的な協力者 ( IERS ) とともに、天体測量と測地学のために、電波 VLBIに基づくクエーサーの位置を実行します。
科学的な使命に加え、1970年代以降、海軍天文台の敷地内にはアメリカ合衆国副大統領の公邸が置かれている。
1825年に大統領職を退任する直前に国立天文台設立法案に署名したジョン・クインシー・アダムズ大統領は、それを国立天文台と呼ぶつもりだった。 [ 6 ]
「国立天文台」と「海軍天文台」という名称は、 海軍長官が後者を正式に採用するまでの10年間、両方とも使用されていた。[ 7 ]
アダムズは天文学を国家レベルに引き上げるために長年努力してきた。[ 8 ] [ 9 ]彼は天文台で多くの夜を過ごし、星を観察し、記録した。これは彼の長年の関心事の一つだった。
1830年12月6日、米国海軍長官ジョン・ブランチの命令により 海図および計器保管所として設立された[ 10 ]天文台は、ささやかな始まりから発展した。ルイス・M・ゴールドスボロー中尉の指揮下に置かれ、年間予算は330ドルであった。その主な機能は、航海計器の修復、修理、評価であった。
1842年に連邦法と議会の2万5000ドルの予算により国立天文台として設立された。JMギリス中尉は「必要な機器と書籍を入手する」責任者に任命された。[ 11 ]ギリス中尉は望遠鏡やその他の科学機器、書籍を購入する任務を帯びてヨーロッパの主要な天文台を訪れた。[ 12 ]
この天文台の主な任務は、アメリカ海軍の航海用クロノメーター、海図、その他の航海機器の保守管理を行うことでした。天文台は、星が子午線を通過する時刻を計測することで、船舶のクロノメーターの校正を行いました。天文台は1844年にフォギーボトムに開設され、リンカーン記念館の北、ホワイトハウスの西に位置していました。
1893年、天文台はワシントンDC北西部の現在の場所に移転しました[ 13 ]。天文台は「オブザーバトリー・ヒル」の頂上にある直径2000 フィートの円形の土地にあり、マサチューセッツ通りを見下ろしています。
初代所長は海軍司令官MFモーリーであった。モーリーは、チャールズ・グッドイヤーが米国天文台のために彼の仕様に基づいて製作した、世界初の加硫ゴム製時球を所有していた。1845年に運用開始されたこの時球は、米国初の時球であり、世界では12番目であった。モーリーは星や惑星を利用して正確な時刻を記録していた。
時刻球は日曜日を除く毎日、天文学的に定められた平均太陽正午の瞬間に正確に落とされた。これにより、視界に入るすべての船舶と民間人が正確な時刻を知ることができた。南北戦争終結の頃には、天文台の時計は電信で接続され、ワシントンD.C.のすべての消防署の警報ベルを1日3回鳴らすようになっていた。
USNOは2000年の記念として、一度限りのタイムボールの再現イベントを開催した。[ 15 ]
1849年、航海暦局（NAO）はマサチューセッツ州ケンブリッジに独立した組織として設立された。1866年にはワシントンDCに移転し、フォート・マイヤーの近くで活動した。1893年には米国海軍天文台の敷地内に移転した。[ 16 ]
1894年9月20日 、NAOはUSNOの「支部」となったが、数年間は自治権を維持した。[ 16 ]
この施設には、米国最大の天文学図書館（そして世界最大の天体物理学定期刊行物コレクション）があります。[ 17 ]この図書館には、過去千年間の貴重な物理学と天文学の書籍が多数収蔵されています。
天文台に初期に割り当てられた科学的任務の一つは、太陽と地球間の標準的な平均距離を定義する天文単位（AU）の定義に米国が貢献することであった。これは、議会の資金援助を受けた米国金星日面通過委員会の監督下で行われた。 1639年以降、多くの国が行った金星日面通過の天文学的測定により、 AUの定義は次第に正確になっていった。
写真法に大きく依存した海軍の観測員は、1874年に350枚の写真乾板を、1882年に1,380枚の測定可能な乾板を返送した。世界中の複数の場所から同時に実施された調査の結果（2回の太陽面通過それぞれについて） 、調整後の太陽視差の最終値は8.809秒となり、推定誤差は0.0059秒であった。これにより、米国が決定した地球と太陽の距離は92,797,000マイル（149,342,000 km）となり、推定誤差は59,700マイル（96,100 km）であった。計算された距離は、以前のいくつかの推定値よりも大幅に改善されていた。[ 18 ]
火星の衛星の発見に使用された望遠鏡は、当時ワシントンDCのフォギーボトムにあった26 インチ（66cm ）屈折望遠鏡でした。 [ 19 ] 1893年にDC北西部の現在の場所に移設されました。[ 20 ]
1934年、USNOに設置された最大の光学望遠鏡が「初光」を迎えた。この口径40 インチの望遠鏡[ 21 ]は、著名な光学技師ジョージ・ウィリス・リッチーが製作した2番目（そして最後）の望遠鏡でもあった。リッチー・クレチアン望遠鏡の設計は、その後、有名なケック望遠鏡や宇宙望遠鏡ハッブル宇宙望遠鏡を含む、ほぼすべての主要な望遠鏡の事実 上の光学設計となった。
ワシントン首都圏の光害のため、USNOは40インチ望遠鏡をアリゾナ州フラッグスタッフに移設した。そこに新しい海軍司令部が設立され、現在はUSNOフラッグスタッフ基地（NOFS）と呼ばれている。これらの運用は1955年に開始された。 [ 22 ] 10年以内に、海軍最大の望遠鏡である61インチ「カジ・ストランド天体反射望遠鏡」が建造され、1964年にフラッグスタッフで観測を開始した。[ 23 ]
USNOはフラッグスタッフ近郊にある暗空観測所NOFSの維持を続けている。この施設は現在、海軍精密光学干渉計を管理している。[ 24 ]
1870年代初頭までに、USNOの毎日の正午の信号は、ウェスタンユニオン電信会社を通じて全国に電気的に配信されるようになった。時刻は鉄道会社にも「販売」され[ 25 ] 、鉄道クロノメーターと組み合わせてアメリカの鉄道輸送のスケジュールに使用された。20 世紀初頭には、このサービスはラジオで放送され、無線受信機を持つ人はアーリントンの時刻信号を聞くことができた。
1913年11月、パリ天文台はエッフェル塔をアンテナとして使用し、バージニア州アーリントンのアンテナを介して米国 海軍天文台と持続的な無線（ラジオ）信号を交換して、両機関間の正確な経度差を決定した。[ 26 ]
ワシントンにある米国海軍天文台は、精密時刻と時刻間隔、地球方位、天体位置測定、天体観測の分野における主要な権威であり続けています。多くの国内外の科学機関と協力して、正確な航行、天体位置測定、基礎天文学、計算方法に必要な時刻と天文データを決定し、この情報（星表など）[ 27 ]をオンラインおよび年刊誌「天文暦」と「航海暦」[ 28 ]で配布しています。
元USNO所長のゲルノット・MR・ウィンクラーは、 USNOが現在も運用している「マスタークロック」サービスを開始し、 [ 29 ] [ 30 ]これは米国宇宙軍が運用するGPS衛星コンステレーションに正確な時刻を提供している。代替のマスタークロック時刻サービスは、コロラド州のシュリーバー宇宙軍基地で引き続き運用されている。
1990年に軌道力学と天文学応用という2つの部門が設立され、航海暦室は天文学応用部門の一部門となった。[ 16 ] [ 31 ]軌道力学部門は1994年に廃止され、その機能が天文学応用部門内のグループに移管されるまで、 P.ケネス・ザイデルマンの下で運営されていた。[ 16 ]
2010年、米国海軍天文台（USNO）の天文部門であるフラッグスタッフ海軍天文台（NOFS）は、正式に第5階層の司令部として独立し 、ワシントンにあるUSNOとは別個の組織となったものの、引き続きUSNOに報告する体制となった。アリゾナ州フラッグスタッフ 郊外の標高7,000フィート（約2,100メートル）を超える高山林地帯に位置するNOFSは、その地域の暗い夜空の下で、国家的な天体基準座標系（CRF）の観測任務を遂行している。
天文台の敷地内、ナンバーワン・オブザーバトリー・サークルに位置する邸宅は、1974年以来、アメリカ合衆国副大統領の公邸となっている。この邸宅は、シークレットサービスによる厳重な警備体制によって守られている。邸宅は海軍天文台とは離れた場所に建っている。
米国海軍天文台は、ワシントンD.C.とコロラド州コロラドスプリングス近郊のシュリーバーSFBに、2つの「マスタークロック」施設を運営している。
この天文台では、安定性が7 × 10に達する4台のルビジウム原子噴水時計も運用している[ 34 ]。−16 . [ 35 ]天文台は、2 つの施設で使用するために、このタイプのものをさらにいくつか建設する予定です。 [ 33 ]
USNO タイムスケールに使用される時計は 、温度が 0.1 °C 以内で一定に保たれた 19 の環境チャンバーに保管されています。相対湿度は、すべてのメーザーおよびほとんどのセシウムのエンクロージャーで 1% 以内で一定に保たれています。タイムスケールの管理にはワシントン DC の時計のみが使用され、その中でも、現在大多数の時刻報告に確実に適合する時計が優先的に使用されます。アンサンブルの合算「投票」が、そうでなければ架空の「マスター クロック」を構成します。2007 年 6 月 7 日に行われたタイムスケールの計算では、70 個の時計が標準に重み付けされました。[ 33 ]
米国海軍天文台は、公共インターネット上の 26 台のNTP [ 33 ]サーバー[ 36 ]と電話音声アナウンス[ 37 ]を介して公共の時刻サービスを提供しています。
俳優のフレッド・コビントン（1928年～1993年） [ 38 ]の声は、1978年からUSNOの時刻をアナウンスしている。[ 39 ]
音声アナウンスは常に現地時間（夏時間または標準時間）から始まり、1 秒ごとのティック音がバックグラウンドで流れます。現地時間のアナウンスは毎分、および 毎分から15秒、30秒、45秒後に行われます。協定世界時 （UTC）は現地時間の5秒後にアナウンスされます。 [ 40 ]接続時には、次の予定されている現地時間のアナウンスまでの数秒間は、秒を示すティック音のみが聞こえます。
USNOはモデム時刻サービスも運営しており[ 41 ]、全地球測位システムに時刻を提供している。
米国海軍天文台の計器工場は、1900年代初頭から精密計器の設計と製造を行ってきた。[ 42 ]
天文学と天文台
技術および技術リソース
USNO職員
この観測所のさまざまな名称と「水路局」という用語は、1854 年 12 月に海軍長官が正式に「米国海軍観測所および水路局」が適切な名称であると裁定するまで、互換的に使用されていまし
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