Obserwatorium Astrogeodynamiczne w Borówcu

    Podobne obiekty, wydarzenia

    Kaplica trzech osób w Zagaciu

    Czas powstania: 1895 Opis cech fizycznych: Kaplica zadaszona w barwach...

    Kościół śś. Piotra i Pawła w Bolechowicach

    Czas powstania: pierwotny kościół istniał już w latach 1325-1327 Opis...

    Pałac Radziwiłłów w Balicach

    Czas powstania: obecny pałac jest wynikiem przebudowy w latach...

    Figura św. Jana Nepomucena w Aleksandrowicach

    Czas powstania: 1755 Opis cech fizycznych: Figura przydrożna św. Jana...

    Kaplica Jerozolimska w Przegini Narodowej

    Czas powstania: 1990-1991 Opis cech fizycznych: W pięknej, leśnej scenerii...

    Udostępnij

    Data powstania 1957 r.

    W położonym obok Kórnika Borówcu, niedaleko leśniczówki „Drapałka”, znajduje się instytucja naukowa, która ma swój niebagatelny wkład w rozwój i upowszechnienie działalności kosmicznej w Polsce.

    Obserwatorium Astrogeodynamiczne CBK PAN w Borówcu jest unikatowym ośrodkiem naukowym. Unikatowość Obserwatorium polega na tym, że jako jedyna placówka w Polsce prowadzi jednocześnie lokalne i globalne badania geodynamiczne oraz metrologiczne w zakresie czasu. W tym celu wykonuje regularne pomiary przy użyciu techniki laserowej (Satellite Laser Ranging – SLR) i Globalnych Systemów Nawigacji Satelitarnych (Global Navigation Satellite System – GNSS), takich jak GPS, GLONASS czy Galileo.

    Jak poinformował mnie dr Paweł Lejba, wyniki obserwacji laserowych uzyskiwane impulsowymi (pikosekundowym oraz nanosekundowym) laserami typu Nd:YAG wykorzystywane są m.in. do wyznaczania orbit różnych satelitów oraz obiektów typu śmieć kosmiczny, pozycji i prędkości stacji naziemnych, współczynników pola grawitacyjnego Ziemi i ich zmian w czasie (modeli pola grawitacyjnego Ziemi) oraz wyznaczania parametrów ruchu obrotowego Ziemi. Obserwatorium jako jedyna polska placówka wspiera światowe badania w dziedzinie wyznaczania rotacji satelitów oraz śmieci kosmicznych, które mają istotne znaczenie dla poprawy teorii wyznaczania orbit sztucznych obiektów na orbitach okołoziemskich. Wyniki obserwacji laserowych pozwoliły CBK PAN na aktywne włączenie się w budowę krajowego oraz europejskiego programu Space Surveillance and Tracking (SST), stanowiącego jeden z filarów programu Space Situational Awareness (SSA), flagowego programu Komisji Europejskiej oraz Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA, a także na wejście w nowe kampanie i programy obserwacyjne (ochrona satelitów SENTINEL, obserwacje śmieci kosmicznych) agencji ESA, oraz działającej przy International Laser Ranging Service Space Debris Study Group (ILRS-SDSG).

    Permanentna stacja GNSS BOR1 w Obserwatorium w Borówcu jest jedną z fundamentalnych stacji krajowej Aktywnej Sieci Geodezyjnej — EUropean POsition determination System (ASG-EUPOS) oraz międzynarodowych sieci Regional Reference Frame Sub-Commission for Europe Permanent Network (EPN) oraz International GNSS Service (IGS). Prowadzi się w Borówcu regularne pomiary przy użyciu globalnych satelitarnych systemów nawigacyjnych GNSS, pozwalające na monitoring deformacji skorupy ziemskiej, wyznaczanie poziomu mórz i oceanów, monitoring pogody kosmicznej, a także tworzenie numerycznych prognoz pogody.

    Wyniki pomiarów laserowych oraz GNSS znacząco wspierają badania w dziedzinie geodezji i geofizyki, a ich przetwarzanie umożliwia definiowanie Międzynarodowego Ziemskiego Systemu Odniesienia (International Terrestrial Reference System – ITRS), stanowiącego podstawę dla współczesnej geodezji, a którego fizyczną realizacją jest Międzynarodowy Ziemski Układ Odniesienia (International Terrestrial Reference Frame – ITRF), tworzony i utrzymywany przez International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS).

    Unikatowe badania w zakresie metrologii czasu dotyczą realizacji polskich skal czasu atomowego TA-PL oraz UTC(PL), oraz porównywanie własnych zegarów atomowych (masery wodorowe oraz wzorce cezowe) za pomocą różnych technik satelitarnych i światłowodowych z innymi laboratoriami w Polsce i na świecie. Laboratorium czasu i częstotliwości w Obserwatorium CBK PAN w Borówcu (AOS) jest wiodącym tego typu laboratorium w Polsce i jednym z najlepszych na świecie. Pod koniec roku 2016 i w połowie roku 2017 Obserwatorium pozyskało dwie fontanny cezowe, zapewniające obecnie najdokładniejsze realizacje sekundy SI definicji jednostki czasu w Polsce. Zegary te biorą udział w ogólnoświatowej realizacji atomowej skali czasu TAI, jak również stanowią źródło odniesienia dla lokalnej (polskiej) realizacji koordynowanej skali czasu UTC(AOS). W skali światowej takich dokładnych wzorców częstotliwości jest zaledwie kilkanaście. Co ciekawe, sterowanie lokalnej (krajowej) skali czasu UTC w oparciu o fontanny atomowe realizuje zaledwie kilka najlepszych laboratoriów czasu na świecie. Pozwala to i zwiększa szanse na uczestnictwo CBK PAN i innych jednostek badawczych i uczelni wyższych, z którymi współpracuje Obserwatorium w kampaniach kalibracyjnych i w porównaniach z najlepszymi technikami transferu czasu i częstotliwości. Fontanny cezowe stanowią jeden z niezbędnych elementów w badaniach nad kolejną generacją wzorców optycznych, a w przyszłości do redefinicji jednostki czasu w oparciu o częstotliwości optyczne. Jednak aby taka redefinicja mogła mieć miejsce, potrzebne jest odniesienie częstotliwości przejść optycznych do obecnej definicji opartej o cezowy wzorzec mikrofalowy. W tym zakresie realizowana jest współpraca z Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej (KLFAMO) w Toruniu, gdzie trwają zaawansowane prace nad dwoma prototypami wzorców optycznych.

    Wszystkie laboratoria Obserwatorium CBK PAN w Borówcu, laboratorium laserowe, laboratorium GNSS oraz laboratorium czasu i częstotliwości, są stale rozwijane i rozszerzają zakres swoich prac. Otrzymuje się tu wyniki wysokiej jakości, realizuje liczne krajowe i międzynarodowe projekty naukowe i badawczo-rozwojowe. To oraz szeroka współpraca krajowa i międzynarodowa, pozwalają zaliczyć Obserwatorium Astrogeodynamiczne Centrum Badań Kosmicznych PAN do grona najlepszych ośrodków naukowych w Polsce, w Europie i na świecie.

    Ciekawym instrumentem uruchomionym na terenie Obserwatorium w 2015 roku jest radioteleskopowa stacja systemu LOFAR. LOFAR, czyli LOw Frequency ARray, to interferometr radiowy, obserwujący w zakresie bardzo niskich częstotliwości. Pojedyncza stacja składa się z dwóch pól antenowych – łącznie 192 anteny. Połowa dedykowana jest na prace w niskich częstotliwościach (LBA, Low Band Antenna), a dokładnie od 10 MHz do 90 MHz. Drugie pole antenowe (HBA, High Band Antenna) dedykowane jest wyższym zakresom częstotliwości: 110-250 MHz. Stacja LOFAR bada zarówno jonosferę, Słońce, jak i odległe obszary wszechświata, dobrze widoczne w zakresie fal radiowych.

    Powstanie placówki badawczej w Borówcu było owocem bliskiej współpracy naukowców polskich z radzieckimi. W grudniu 1950 roku prof. Józef Witkowski, ówczesny dyrektor Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Poznańskiego, oraz prof. Eugeniusz Rybka, dyrektor Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Wrocławskiego, spotkali się w Moskwie z członkami Komisji Astrometrycznej Rady Astronomicznej Akademii Nauk ZSRR.

    W celu zintensyfikowania i unowocześnienia obserwacji i analiz zmian szerokości geograficznej oraz ruchu biegunów Ziemi, zaproponowano prowadzenie zsynchronizowanych obserwacji z dwóch punktów na tym samym równoleżniku, różniących się o 90° długością geograficzną.

    Ponieważ na uniwersytecie w Irkucku obserwowano szerokość geograficzną już od 1947 roku oraz planowano uruchomienie tam nowego teleskopu zenitalnego, natomiast Uniwersytet Poznański posiadał duże tradycje astrometryczne, a dodatkowo oba miasta leżały na zbliżonej szerokości geograficznej, zaproponowano powstanie stacji szerokościowej około 12 km od Poznania.

    Prof. Witkowski z zaangażowaniem podjął starania o stworzenie nowej placówki. Początkowo wnioskował o potrzebne zgody oraz środki do Ministerstwa Szkolnictwa. Najprawdopodobniej dla wzmocnienia swojej argumentacji przesłaną przez naukowców radzieckich „rekomendację” w sprawie utworzenia placówki szerokościowej przetłumaczył jako „zlecenie” jej utworzenia. Który z ministrów w tamtych czasach odmówiłby zleceniu z Moskwy?

    W połowie 1952 roku sprawą zajęła się utworzona właśnie Polska Akademia Nauk. Powołano trzyosobową komisję organizacji budowy Astronomicznej Stacji Szerokościowej (ASS), której przewodniczącym został oczywiście prof. Witkowski, a członkami prof. S. Piotrowski i prof. E. Rybka.

    Uchwałą z dnia 9 grudnia 1952 roku Sekretariat Naukowy Prezesa Polskiej Akademii Nauk zatwierdził wniosek tejże komisji w sprawie budowy Astronomicznej Stacji Szerokościowej w Borówcu.

    Wybrany teren spełniał niezbędne kryteria dla lokalizacji Stacji. Od bliskiego Poznania odgradzał go spory las (co pozwalało zniwelować wpływ oświetlenia miejskiego), a brak zabudowań w najbliższej okolicy stwarzał możliwość dalszego rozwoju. Atutem było położenie w pobliżu szlaków komunikacyjnych, dostępność mediów i niedalekie zaplecze zaopatrzeniowe.

    Wytypowano teren o powierzchni 11,7 ha składający się z ośmiu działek. Trzy działki (35/26, 36/26, 42/26) o łącznej powierzchni 6,3 ha należały do Państwowego Funduszu Ziemi i ich pozyskanie było tylko formalnością. Pozostałe działki (o numerach 36/26, 37/26, 38/26, 41/26, 43/26) stanowiły własność prywatną. W marcu 1954 roku dokonano wywłaszczenia ich na rzecz PAN. W przypadku dwóch z nich właściciele zgodzili się na wymianę gruntów na inne, pozostające dotychczas we władaniu gminy Kórnik. Trzy pozostałe wyceniono na podstawie urzędowych stawek, które były bardzo niskie w stosunku do realnej wartości. Właściciele kwestionowali wysokości odszkodowań proponowanych podczas rozprawy w sierpniu 1955 roku. Sprawa trwała jeszcze dwa lata, a przepisania własności w księgach wieczystych dokonano dopiero w 1960 roku.

    W kwietniu 1956 roku prof. Witkowski wystąpił do Wojewódzkiej Rady Narodowej w sprawie ustanowienia strefy ochronnej wokół Stacji. Zgodnie z postanowieniem Wojewódzkiego Zarządu Architektoniczno-Budowlanego ustalono zakaz wszelkiej zabudowy w promieniu 1 km oraz zakaz zabudowy przemysłowej w promieniu 4 km od Stacji.

    Założenia dotyczące zakresu badań, jakimi zająć się miała nowa placówka, ewaluowały. Początkowo brano pod uwagę stworzenie filii poznańskiego obserwatorium, w którym działałyby tylko dwa teleskopy zenitalne. Po analizie potrzeb i możliwości ustalono, że Stacja zajmować się będzie kompleksową analizą ruchu obrotowego Ziemi, będą prowadzone badania nie tylko szerokości, ale także długości geograficznej oraz obserwacje pływów skorupy ziemskiej. Zaplanowano wyposażenie naukowców w nowoczesną bazę zegarową. Spory wkład pracy w opracowanie koncepcji działania nowej placówki miał ówczesny adiunkt poznańskiego obserwatorium, dr Fryderyk Köbcke. Jako bazę dla Stacji i jej obsługi zaprojektowano trzy pawilony obserwacyjne, piwnicę sejsmiczną oraz budynek zakładowy, budynek mieszkalny i budynek gospodarczy. Wstępny projekt wykonał inż. Waldemar Preis z „Miastoprojektu” Poznań.Na wykonawcę wybrano Zjednoczenie nr 1 Budownictwa Miejskiego w Poznaniu. Prace budowlane ruszyły w połowie 1954 roku. Jako pierwszy, w roku 1955, powstał budynek mieszkalny. Kolejne budynki powstały rok później, a piwnica sejsmiczna w 1957 roku.

    Stacja rozpoczęła regularną działalność obserwacyjną w drugiej połowie 1957 roku. Zatrudnionych w niej było wtedy 12 osób: sześciu pracowników naukowych, trzech laborantów, dwóch palaczy i sprzątaczka. Administracja Stacji mieściła się w Poznaniu i tworzyły ją trzy osoby zatrudnione na pół etatu. Pierwszych regularnych pomiarów szerokości geograficznej dokonano 24 sierpnia 1957 roku. Obserwacje długości geograficznej rozpoczęto 23 września tego samego roku. Na podstawie określonej w ten sposób dla Stacji dokładnej długości, w styczniu 1958 roku rozpoczęto regularne obserwacje czasu. Pływy skorupy ziemskiej badano od połowy 1958 roku, ale z powodu trudności technicznych zaniechano tych badań w połowie lat 60. Niemal od początku działania Stacji obserwowano także sztuczne satelity Ziemi, w tym pierwsze sputniki. Początkowo robiono to za pomocą dużych lornetek.

    Z czasem unowocześniano sposoby obserwacji. W 1975 roku zamontowano dalmierz laserowy programu „Interkosmos”, a w roku 1983 zastąpiono go nowym, polskim dalmierzem drugiej generacji, dla którego wybudowano nowy pawilon. W roku 1989 zamontowano kolejny dalmierz laserowy. W drugiej połowie lat 70. rozpoczęto badania metodą dopplerowską, które trwały do 1993 roku. W 1982 roku rozpoczęto prace przygotowujące do uruchomienia obserwacji interferometrycznych (za pomocą odbicia fal) satelitów systemu GPS. W 1990 roku uruchomiono na terenie Stacji odbiornik tego systemu.

    Dla celów komunikacji z zagranicznymi placówkami badawczymi używa się najczęściej nazwy „Borowiec”. W 1966 roku obserwatorium stało się częścią Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk. W 1972 roku zmieniono nazwę placówki na Astronomiczne Obserwatorium Szerokościowe. Pięć lat później Obserwatorium wraz z Zakładem Geodezji Planetarnej zostało włączone do Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk założonego w tym samym roku.

    Po prof. Witkowskim funkcję kierownika Stacji objął dr Ireneusz Domiński. Kolejnym kierownikiem był dr Janusz Moczko, po nim doc. Waldemar Jakś, a następnie prof. Stanisław Schillak.

    Od 2014 roku placówka kierowana jest przez dr. Pawła Lejbę, nosi nazwę Obserwatorium Astrogeodynamiczne w Borówcu, jest częścią Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN) i zatrudnia obecnie 13 osób.

    Źródła:

    1. Kronika Astronomicznego Obserwatorium Szerokościowego w Borowcu 1957-1990 opracowana przez Janusza Moczkę.

    2. http://www.cbk.poznan.pl.

    Poprzedni artykuł
    Następny artykuł