El Observatorio Naval de los Estados Unidos ( USNO ) es una instalación científica y militar que produce datos de geoposicionamiento , navegación y cronometraje para la Armada de los Estados Unidos y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos . [2] Establecido en 1830 como el Depósito de Cartas e Instrumentos , es una de las agencias científicas más antiguas de los Estados Unidos , [3] y sigue siendo la instalación líder del país para datos astronómicos y de cronometraje. [4]
El observatorio está ubicado en el noroeste de Washington, DC, en el extremo noroeste de Embassy Row . Es uno de los pocos observatorios astronómicos anteriores al siglo XX ubicados en una zona urbana. En 1893, en un esfuerzo por escapar de la contaminación lumínica , fue trasladado de Foggy Bottom , cerca del centro de la ciudad, a su ubicación en el noroeste de Washington, DC.
El USNO ha llevado a cabo importantes estudios científicos a lo largo de su historia, incluyendo la medición de la velocidad de la luz, la observación de eclipses solares y el descubrimiento de las lunas de Marte. [5] Sus logros incluyen proporcionar datos para las primeras señales de tiempo de radio, construir algunos de los primeros y más precisos telescopios de su tipo y ayudar a desarrollar el tiempo universal . [4] El Observatorio Naval realiza posiciones de cuásares basadas en radio VLBI para astrometría y geodesia con numerosos colaboradores globales ( IERS ), con el fin de producir parámetros de orientación de la Tierra y realizar el sistema de referencia celestial ( ICRF ).
Además de su misión científica, desde la década de 1970 el campus del Observatorio Naval alberga la residencia oficial del vicepresidente de los Estados Unidos .
El presidente John Quincy Adams , quien en 1825 firmó el proyecto de ley para la creación de un observatorio nacional justo antes de dejar el cargo presidencial, tenía la intención de que se llamara Observatorio Nacional. [6]
Los nombres "Observatorio Nacional" y "Observatorio Naval" se utilizaron durante 10 años, hasta que el Secretario de la Marina adoptó oficialmente este último. [7]
Adams había realizado prolongados esfuerzos para llevar la astronomía a un nivel nacional. [8] [9] Pasó muchas noches en el observatorio, observando y cartografiando las estrellas, lo que siempre había sido uno de sus intereses.
Fundado por orden del Secretario de Marina de los Estados Unidos, John Branch, el 6 de diciembre de 1830 como Depósito de Cartas e Instrumentos, [10] el Observatorio surgió a partir de orígenes humildes: puesto bajo el mando del teniente Louis M. Goldsborough , con un presupuesto anual de $330; su función principal era la restauración, reparación y calificación de instrumentos de navegación.
Fue establecido como observatorio nacional en 1842 por ley federal y una asignación del Congreso de 25.000 dólares. El teniente J. M. Gilliss fue puesto a cargo de "obtener los instrumentos y libros necesarios". [11] El teniente Gilliss visitó los principales observatorios de Europa con la misión de comprar telescopios y otros dispositivos científicos, así como libros. [12]
La misión principal del observatorio era cuidar los cronómetros marinos , los mapas y otros equipos de navegación de la Armada de los Estados Unidos . Calibraba los cronómetros de los barcos cronometrando el tránsito de las estrellas a través del meridiano . Se inauguró en 1844 en Foggy Bottom , al norte del sitio del Monumento a Lincoln y al oeste de la Casa Blanca .
En 1893, el observatorio se trasladó a su ubicación actual en el noroeste de Washington, DC [13], ubicado en un círculo de tierra de 2000 pies en la cima de "Observatory Hill", con vista a Massachusetts Avenue .
En 2017, las instalaciones fueron incluidas en el Registro Nacional de Lugares Históricos . [14]
El primer superintendente fue el comandante de la Armada MF Maury . Maury tenía la primera esfera vulcanizada del mundo , creada según sus especificaciones por Charles Goodyear para el Observatorio de los Estados Unidos. Puesta en servicio en 1845, fue la primera esfera horaria de los Estados Unidos y la duodécima del mundo. Maury mantenía la hora exacta gracias a las estrellas y los planetas.
La bola del tiempo se dejaba caer todos los días, excepto los domingos, exactamente en el momento astronómicamente definido del mediodía solar ; esto permitía que todos los barcos y civiles a la vista supieran la hora exacta. Al final de la Guerra Civil estadounidense, los relojes del observatorio estaban conectados por telégrafo para hacer sonar las campanas de alarma en todos los parques de bomberos de Washington, DC tres veces al día.
La USNO realizó una recreación única del juego de pelota para la celebración del año 2000. [15]
En 1849 se fundó la Oficina del Almanaque Náutico (NAO) en Cambridge, Massachusetts , como una organización independiente. En 1866 se trasladó a Washington, DC , y comenzó a funcionar cerca de Fort Myer. En 1893 se trasladó a las instalaciones del Observatorio Naval de los EE. UU. [16]
El 20 de septiembre de 1894, la NAO se convirtió en una "rama" de la USNO; sin embargo, permaneció autónoma durante varios años. [16]
El sitio alberga la biblioteca de astronomía más grande de los Estados Unidos (y la colección de publicaciones periódicas astrofísicas más grande del mundo). [17] La biblioteca incluye una gran colección de libros raros de física y astronomía del último milenio.
Una de las primeras tareas científicas asignadas al Observatorio fue la contribución de los Estados Unidos a la definición de la Unidad Astronómica , o UA , que define una distancia media estándar entre el Sol y la Tierra. Esta tarea se llevó a cabo bajo los auspicios de la Comisión del Tránsito de Venus de los Estados Unidos, financiada por el Congreso. Las mediciones astronómicas del tránsito de Venus realizadas por varios países desde 1639 dieron como resultado una definición cada vez más precisa de la UA .
Basándose en gran medida en métodos fotográficos, los observadores navales devolvieron 350 placas fotográficas en 1874 y 1.380 placas mensurables en 1882. Los resultados de las encuestas realizadas simultáneamente desde varias ubicaciones alrededor del mundo (para cada uno de los dos tránsitos) produjeron un valor final de la paralaje solar , después de los ajustes, de 8,809″, con un error probable de 0,0059″, lo que arroja una distancia Tierra-Sol determinada por los EE. UU. de 92.797.000 mi (149.342.000 km), con un error probable de 59.700 mi (96.100 km). La distancia calculada fue una mejora significativa con respecto a varias estimaciones anteriores. [18]
El telescopio utilizado para el descubrimiento de las lunas de Marte fue el telescopio refractor de 26 pulgadas (66 cm) , entonces ubicado en Foggy Bottom , Washington, DC. [19] En 1893 se trasladó a su ubicación en el noroeste de DC. [20]
En 1934, el mayor telescopio óptico instalado en el USNO vio su "primera luz". Este instrumento de 40 pulgadas de apertura [21] fue también el segundo (y último) telescopio fabricado por el famoso óptico George Willis Ritchey . El diseño del telescopio Ritchey-Chrétien se ha convertido desde entonces en el diseño óptico de facto de casi todos los telescopios principales, incluidos los famosos telescopios Keck y el telescopio espacial Hubble .
Debido a la contaminación lumínica en el área metropolitana de Washington , la USNO trasladó el telescopio de 40 pulgadas a Flagstaff, Arizona . Allí se estableció un nuevo comando de la Armada, ahora llamado USNO Flagstaff Station (NOFS). Esas operaciones comenzaron en 1955. [22] En una década, se construyó el telescopio más grande de la Armada, el " Kaj Strand Astrometric Reflector" de 61 pulgadas ; vio la luz en Flagstaff en 1964. [23]
La USNO sigue manteniendo su observatorio de cielo oscuro , NOFS , cerca de Flagstaff . Esta instalación supervisa ahora el interferómetro óptico de precisión de la Armada . [24]
A principios de la década de 1870, la señal horaria diaria de la USNO se distribuía eléctricamente por todo el país a través de la Western Union Telegraph Company. La hora también se "vendía" a los ferrocarriles [25] y se utilizaba junto con los cronómetros ferroviarios para programar el transporte ferroviario estadounidense. A principios del siglo XX, el servicio se transmitía por radio y la señal horaria de Arlington estaba disponible para quienes tuvieran receptores inalámbricos .
En noviembre de 1913, el Observatorio de París , utilizando la Torre Eiffel como antena , intercambió señales inalámbricas (de radio) sostenidas con el Observatorio Naval de los Estados Unidos para determinar la diferencia exacta de longitud entre las dos instituciones, a través de una antena en Arlington, Virginia . [26]
El Observatorio Naval de los Estados Unidos en Washington sigue siendo una autoridad importante en las áreas de tiempo preciso e intervalo de tiempo , orientación terrestre , astrometría y observación celestial. En colaboración con muchos establecimientos científicos nacionales e internacionales, determina los datos astronómicos y de tiempo necesarios para una navegación precisa , astrometría y astronomía fundamental , y métodos de cálculo , y distribuye esta información (como catálogos de estrellas ) [27] en línea y en las publicaciones anuales The Astronomical Almanac y The Nautical Almanac . [28]
El ex director de la USNO, Gernot MR Winkler, inició el servicio de " reloj maestro " que la USNO aún opera, [29] [30] y que proporciona la hora precisa a la constelación de satélites GPS operada por la Fuerza Espacial de los Estados Unidos . El servicio de hora del reloj maestro alternativo continúa operando en la base de la Fuerza Espacial Schriever en Colorado .
En 1990 se establecieron dos departamentos: Mecánica Orbital y Aplicaciones Astronómicas, con la Oficina del Almanaque Náutico como una división en Aplicaciones Astronómicas. [16] [31] El Departamento de Mecánica Orbital operó bajo P. Kenneth Seidelmann hasta 1994, cuando el departamento fue abolido y sus funciones transferidas a un grupo dentro del Departamento de Aplicaciones Astronómicas. [16]
En 2010, el "departamento" astronómico del USNO, conocido como la Estación Naval de Flagstaff (NOFS, por sus siglas en inglés), se convirtió oficialmente en un comando autónomo de Echelon 5, separado de la USNO en Washington, pero aún bajo la supervisión de esta. En los bosques alpinos a más de 7000 pies de altitud en las afueras de Flagstaff, Arizona , la NOFS lleva a cabo su misión nacional de Marco de Referencia Celestial (CRF, por sus siglas en inglés) bajo los cielos oscuros de esa región.
Una casa situada en el terreno del observatorio, en el número uno de Observatory Circle, ha sido la residencia oficial del vicepresidente de los Estados Unidos desde 1974. Está protegida por un estricto control de seguridad impuesto por el Servicio Secreto . La casa está separada del Observatorio Naval.
Antes de servir como residencia del vicepresidente, fue la del superintendente del observatorio, y más tarde la del jefe de operaciones navales . [32]
El Observatorio Naval de EE. UU. opera dos instalaciones de “Reloj Maestro”, una en Washington, DC, y la otra en la Base de la Fuerza Aérea Schriever, cerca de Colorado Springs, Colorado .
El observatorio también opera cuatro relojes de fuente atómica de rubidio [34] , que tienen una estabilidad que alcanza 7 × 10 −16 . [35] El observatorio planea construir varios más de este tipo para utilizarlos en sus dos instalaciones. [33]
Los relojes utilizados para la escala de tiempo de la USNO se guardan en 19 cámaras ambientales, cuyas temperaturas se mantienen constantes con una precisión de 0,1 °C. Las humedades relativas se mantienen constantes en todos los máseres y en la mayoría de los recintos de cesio con una precisión del 1%. La gestión de la escala de tiempo sólo utiliza los relojes de Washington, DC, y de ellos, utiliza preferentemente los relojes que actualmente se ajustan de forma fiable a los informes de tiempo de la mayoría. Es el "voto" combinado del conjunto lo que constituye el "Reloj Maestro" por lo demás ficticio. Los cálculos de la escala de tiempo del 7 de junio de 2007 ponderaron 70 de los relojes en el estándar. [33]
El Observatorio Naval de los EE. UU. proporciona un servicio de tiempo público a través de 26 servidores NTP [33] en Internet público , [36] y a través de anuncios de voz telefónicos: [37]
La voz del actor Fred Covington (1928–1993) [38] ha estado anunciando la hora del USNO desde 1978. [39]
Los anuncios de voz siempre comienzan con la hora local (hora diurna o estándar) e incluyen un fondo de tics de 1 segundo. Los anuncios de hora local se hacen en el minuto y 15, 30 y 45 segundos después del minuto. El Tiempo Universal Coordinado (UTC) se anuncia 5 segundos después de la hora local. [40] Al conectarse, solo se escuchan los tics que marcan los segundos durante los pocos segundos antes del próximo anuncio de hora local programado.
El USNO también opera un servicio de tiempo moderno, [41] y proporciona tiempo al Sistema de Posicionamiento Global.
El taller de instrumentos del Observatorio Naval de los Estados Unidos ha estado diseñando y fabricando instrumentación precisa desde principios del siglo XX. [42]
Astronomía y observatorios
Tecnología y recursos técnicos
Personal de la USNO
Estos diferentes nombres para el observatorio y el término "Oficina Hidrográfica" se usaron indistintamente hasta diciembre de 1854, cuando el Secretario de la Marina dictaminó oficialmente que la designación adecuada era "El Observatorio Naval y Oficina Hidrográfica de los Estados Unidos".
