बहुत लंबी-बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री

वेरी-लॉन्ग-बेसरेखा व्यतिकरणमिति (वीएलबीआई) एक प्रकार का खगोलीय व्यतिकरणमिति है जिसका उपयोग रेडियो खगोल विज्ञान में किया जाता है। वीएलबीआई में खगोलीय रेडियो स्रोत से एक संकेत, जैसे क्वासर, पृथ्वी या अंतरिक्ष में कई रेडियो दूरबीनों पर एकत्र किया जाता है। फिर रेडियो दूरबीन के बीच की दूरी की गणना विभिन्न दूरबीन पर रेडियो संकेत के आगमन के बीच के समय के अंतर का उपयोग करके की जाती है। यह एक वस्तु के अवलोकन की अनुमति देता है जो एक साथ कई रेडियो दूरबीनों द्वारा संयुक्त किया जाता है, दूरबीनों के बीच अधिकतम अलगाव के सामान आकार के साथ दूरबीन का अनुकरण करता है।

सरणी में प्रत्येक एंटीना पर प्राप्त डेटा में स्थानीय परमाणु घड़ी, जैसे हाइड्रोजन मेसर से आगमन का समय सम्मिलित होता है। बाद के समय में, परिणामी छवि बनाने के लिए डेटा को अन्य एंटेना के डेटा के साथ सहसंबद्ध किया जाता है जो उसी रेडियो संकेत को रिकॉर्ड करता है। व्यतिकरणमिति का उपयोग करके प्राप्त किया जाने वाला संकल्प प्रेक्षण आवृत्ति के समानुपाती होता है। वीएलबीआई विधि दूरबीन के बीच की दूरी को पारंपरिक व्यतिकरणमिति की तुलना में बहुत अधिक संभव बनाती है, जिसके लिए एंटेना को समाक्षीय केबल, वेवगाइड, प्रकाशित तंतु या अन्य प्रकार की संचरण रेखा से शारीरिक रूप से जुड़ा होना आवश्यक है। 1950 के दशक में रोजर क्लिफ्टन जेनिसन द्वारा बंद करने का चरण इमेजिंग विधि के विकास के कारण वीएलबीआई में अधिक दूरबीन अलगाव संभव है, जिससे वीएलबीआई को उत्तम प्रस्ताव वाली छवियां बनाने की अनुमति मिली थी।

वीएलबीआई दूरस्थ ब्रह्मांडीय रेडियो स्रोतों की इमेजिंग, अंतरिक्ष यान ट्रैकिंग और खगोलमिति में अनुप्रयोगों के लिए सबसे अच्छी तरह से जाना जाता है। किन्तु, चूंकि वीएलबीआई विधि अलग-अलग एंटेना पर रेडियो तरंगों के आगमन के बीच के समय के अंतर को मापती है, इसलिए इसका उपयोग पृथ्वी के घूमने के अध्ययन, विवर्तनिक प्लेट के मानचित्र आंदोलनों को बहुत स्पष्ट (मिलीमीटर के अन्दर) करने के लिए प्रतिलोम में भी किया जा सकता है, और अन्य प्रकार के प्रदर्शन भी कर सकते हैं। भूमंडल. इस विधि से वीएलबीआई का उपयोग करने के लिए समय की अवधि में एंटेना के वैश्विक नेटवर्क के साथ दूर के स्रोतों (जैसे क्वासर) से बड़ी संख्या में समय अंतर माप की आवश्यकता होती है।

विधि
वीएलबीआई में, डिजीटल ऐन्टेना डेटा सामान्यतः प्रत्येक दूरबीन पर दर्ज किया जाता है (अतीत में यह बड़े चुंबकीय टेपों पर किया जाता था, किन्तु आजकल यह सामान्यतः कंप्यूटर डिस्क ड्राइव के बड़े सरणियों पर किया जाता है)। ऐन्टेना संकेत को अत्यंत स्पष्ट और स्थिर परमाणु घड़ी (सामान्यतः हाइड्रोजन मेसर) के साथ नमूना किया जाता है जो अतिरिक्त रूप से जीपीएस समय मानक पर बंद होता है। खगोलीय डेटा के नमूने के साथ, इस घड़ी का आउटपुट रिकॉर्ड किया जाता है। रिकॉर्ड किए गए मीडिया को फिर केंद्रीय स्थान पर ले जाया जाता है। अभी वर्तमान में इलेक्ट्रॉनिक वीएलबीआई (ई-वीएलबीआई) के साथ प्रयोग किए गए हैं जहां डेटा फाइबर-प्रकाशिकी द्वारा भेजा जाता है (उदाहरण के लिए, यूरोपीय जीईएनटी2 अनुसंधान नेटवर्क में 10 जीबीटी/एस फाइबर-ऑप्टिक पथ) और दूरबीन पर रिकॉर्ड नहीं किया जाता है, तीव्रता से और अवलोकन प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से सरल बनाना था। भले ही डेटा दरें बहुत अधिक हैं, डेटा को सामान्य इंटरनेट संपर्क पर इस तथ्य का लाभ उठाते हुए भेजा जा सकता है कि वर्तमान में कई अंतरराष्ट्रीय हाई स्पीड नेटवर्क में महत्वपूर्ण अतिरिक्त क्षमता है।

सहसंबंधक के स्थान पर, डेटा को वापस चलाया जाता है। प्लेबैक का समय परमाणु घड़ी संकेतों के अनुसार समायोजित किया जाता है, और प्रत्येक दूरबीन पर रेडियो संकेत के आने का अनुमानित समय होता है। नैनोसेकंड की सीमा पर प्लेबैक समय की श्रृंखला का सामान्यतः तब तक परीक्षण किया जाता है जब तक कि सही समय नहीं मिल जाता है।

प्रत्येक एंटीना रेडियो स्रोत से एक अलग दूरी होगी, और शॉर्ट बेसरेखा रेडियो व्यतिकरणमिति के साथ एंटीना के लिए अतिरिक्त दूरी से होने वाली देरी को प्रत्येक अन्य एंटेना पर प्राप्त संकेतों में कृत्रिम रूप से जोड़ा जाना चाहिए। आवश्यक अनुमानित विलंब की गणना समस्या की ज्यामिति से की जा सकती है। टेप प्लेबैक समय संदर्भ के रूप में परमाणु घड़ियों से रिकॉर्ड किए गए संकेतों का उपयोग करके समकालिक किया जाता है, जैसा कि दाईं ओर के चित्र में दिखाया गया है। यदि एंटेना की स्थिति पर्याप्त स्पष्टता के लिए ज्ञात नहीं है या वायुमंडलीय प्रभाव महत्वपूर्ण हैं, तो देरी के लिए ठीक समायोजन तब तक किया जाना चाहिए जब तक कि हस्तक्षेप फ्रिंज का पता न चल जाए। यदि ऐन्टेना ए से संकेत को संदर्भ के रूप में लिया जाता है, तो देरी में गलतियाँ त्रुटियों को जन्म देंगी $$\epsilon_{B}$$ और $$\epsilon_{C}$$ क्रमशः टेप बी और सी से संकेतों के चरणों में (दाईं ओर आरेखण देखें)। इन त्रुटियों के परिणामस्वरूप जटिल दृश्यता के चरण को बहुत लंबे-बेसरेखा व्यतिकरणमिति से नहीं मापा जा सकता है।

वीएलबीआई साइटों पर तापमान भिन्नताएं एंटेना की संरचना को विकृत कर सकती हैं और आधारभूत माप को प्रभावित कर सकती हैं। अवलोकन स्तर पर वायुमंडलीय दबाव और जल विज्ञान भार सुधारों की उपेक्षा करना भी वैश्विक मार्गदर्शन उपग्रह प्रणाली समय सारणी की तरह वार्षिक और मौसमी संकेतों को शुरू करके वीएलबीआई माप को दूषित कर सकता है।

जटिल दृश्यता का चरण स्रोत चमक वितरण की समरूपता पर निर्भर करता है। किसी भी चमक वितरण को सममित घटक और एक विरोधी सममित घटक के योग के रूप में लिखा जा सकता है। चमक वितरण का सममित घटक केवल जटिल दृश्यता के वास्तविक भाग में योगदान देता है, जबकि विरोधी सममित घटक केवल काल्पनिक भाग में योगदान देता है। जैसा कि प्रत्येक जटिल दृश्यता माप के चरण को बहुत लंबे-बेसरेखा व्यतिकरणमिति के साथ निर्धारित नहीं किया जा सकता है, स्रोत चमक वितरण में संबंधित योगदान की समरूपता ज्ञात नहीं है।

रोजर क्लिफ्टन जेनिसन ने दृश्यता चरणों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए एक नई विधि विकसित की, जब देरी की त्रुटियां उपस्थित होती हैं, अवलोकन योग्य जिसे समापन चरण कहा जाता है। यद्यपि समापन चरण की उनकी प्रारंभिक प्रयोगशाला माप प्रकाशीय तरंग दैर्ध्य पर की गई थी, उन्होंने रेडियो व्यतिकरणमिति में अपनी विधि के लिए अधिक संभावनाएं देखीं। 1958 में उन्होंने एक रेडियो व्यतिकरणमिति के साथ इसकी प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया, किन्तु यह केवल 1974 में लंबी-बेसरेखा रेडियो व्यतिकरणमिति के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा। कम से कम तीन एंटेना की आवश्यकता होती है। इस पद्धति का उपयोग पहले वीएलबीआई मापन के लिए किया गया था, और इस दृष्टिकोण का एक संशोधित रूप (स्व-अंशांकन) आज भी उपयोग किया जाता है।

वैज्ञानिक परिणाम
वीएलबीआई से प्राप्त कुछ वैज्ञानिक परिणामों में सम्मिलित हैं:


 * ब्रह्मांडीय रेडियो स्रोतों की उच्च विभेदन रेडियो इमेजिंग है।
 * रेडियो वेवलेंथ पर आस-पास के तारों की सतहों का इमेजिंग (खगोलीय व्यतिकरणमिति भी देखें) - इसी तरह की विधियों का उपयोग तारकीय सतहों की अवरक्त और प्रकाशीय छवियों को बनाने के लिए भी किया गया है।
 * अंतर्राष्ट्रीय आकाशीय संदर्भ रचना की परिभाषा।
 * आकाशगंगा के केंद्र की ओर सौर मंडल के त्वरण का मापन।
 * पृथ्वी की टेक्टोनिक प्लेटों की गति।
 * क्षेत्रीय विकृति और स्थानीय उत्थान या घटाव।
 * पृथ्वी के अभिविन्यास मापदण्ड और दिन की लंबाई में उतार-चढ़ाव।
 * स्थलीय संदर्भ रचना का रखरखाव।
 * पृथ्वी पर सूर्य और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण बल और पृथ्वी की गहरी संरचना का मापन।
 * वायुमंडलीय मॉडल में सुधार।
 * गुरुत्वाकर्षण की मौलिक गति का मापन।
 * टाइटन (चंद्रमा)|टाइटन के वातावरण से निकलते हुए ह्यूजेन्स प्रोब की ट्रैकिंग, हवा के वेग को मापने की अनुमति देता है।
 * एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की पहली इमेजिंग।

वीएलबीआई सरणी
यूरोप, कनाडा, संयुक्त राज्य अमेरिका, चिली, रूस, चीन, दक्षिण कोरिया, जापान, मेक्सिको, ऑस्ट्रेलिया और थाईलैंड में कई वीएलबीआई सरणियाँ स्थित हैं। संसार में सबसे संवेदनशील वीएलबीआई सरणी यूरोपीय वीएलबीआई नेटवर्क (ईवीएन) है। यह अंशकालिक सरणी है जो यूरोप में वीएलबीआई के संयुक्त संस्थान (जेआईवीई) में संसाधित होने वाले डेटा के साथ सामान्यतः सप्ताह भर के सत्रों के लिए यूरोप के बाहर सबसे बड़े यूरोपीय रेडियो दूरबीन और कुछ अन्य लोगों को एक साथ लाता है। द बहुत लंबा बेसरेखा ऐरे (वीएलबीए), जो संयुक्त राज्य भर में 5351 मील तक फैले दस समर्पित, 25-मीटर दूरबीन का उपयोग करता है, सबसे बड़ा वीएलबीआई सरणी है जो एक खगोलीय और जियोडेसी उपकरण दोनों के रूप में पूरे वर्ष संचालित होता है। ईवीएन और वीएलबीए के संयोजन को ग्लोबल वीएलबीआई के रूप में जाना जाता है। जब इनमें से एक या दोनों सरणियों को अंतरिक्ष-आधारित वीएलबीआई एंटेना जैसे एचएलसीए या स्पेक्ट्रम-R के साथ जोड़ा जाता है, तो प्राप्त प्रस्ताव किसी भी अन्य खगोलीय उपकरण की तुलना में अधिक होता है, जो माइक्रोएरसेकेंड में मापे गए विस्तार के स्तर के साथ आकाश की इमेजिंग करने में सक्षम होता है। 1976 में उल्लेखनीय प्रारंभिक उदाहरण के साथ, जब संयुक्त राज्य अमेरिका, यूएसएसआर और ऑस्ट्रेलिया में रेडियो दूरबीनों को हाइड्रॉक्सिल-मेसर स्रोतों का निरीक्षण करने के लिए जोड़ा गया था, वैश्विक वीएलबीआई को सामान्यतः अंतर्राष्ट्रीय सहयोग द्वारा वहन की जाने वाली लंबी आधार रेखाओं से लाभ होता है। इस विधि का उपयोग वर्तमान में इवेंट क्षितिज दूरबीन द्वारा किया जा रहा है, जिसका लक्ष्य मिल्की वे आकाश गंगा और मेसियर 87 के केंद्रों में सुपरमैसिव ब्लैक होल का निरीक्षण करना है।

ई-वीएलबीआई
वीएलबीआई ने परंपरागत रूप से चुंबकीय टेप डेटा स्टोरेज या हार्ड डिस्क ड्राइव पर प्रत्येक दूरबीन पर संकेत रिकॉर्ड करके और रीप्ले के लिए सहसंबंध केंद्र को भेजकर संचालित किया है। 2004 में वीएलबीआई रेडियो दूरबीन को वास्तविक समय के करीब मिलान करना संभव हो गया, जबकि अभी भी वीएलबीआई विधि के स्थानीय समय के संदर्भों को ई-वीएलबीआई के रूप में जाना जाता है। यूरोप में, यूरोपीय वीएलबीआई नेटवर्क के छह रेडियो दूरबीन यूरोपीय वीएलबीआई नेटवर्क (ईवीएन) अपने राष्ट्रीय अनुसंधान नेटवर्क और पैन-यूरोपीय अनुसंधान नेटवर्क GEANT2 के माध्यम से गिगाबिट प्रति सेकंड लिंक से जुड़े थे, और इस नई विधि का उपयोग करने वाले पहले खगोलीय प्रयोग सफलतापूर्वक आयोजित किए गए थे। दाईं ओर की छवि ई-वीएलबीआई का उपयोग करके यूरोपीय वीएलबीआई नेटवर्क द्वारा निर्मित पहला विज्ञान दिखाती है। प्रत्येक दूरबीन से डेटा जीईएनटी2 नेटवर्क के माध्यम से और यूरोप में वीएलबीआई के संयुक्त संस्थान में यूरोपीय डेटा प्रोसेसिंग सेंटर में वास्तविक समय में संसाधित होने के लिए सर्फ़नेट के माध्यम से भेजा गया था।

अन्तरिक्ष वीएलबीआई
अधिक से अधिक कोणीय विभेदन की तलाश में समर्पित वीएलबीआई उपग्रहों को अत्यधिक विस्तारित बेसलाइन प्रदान करने के लिए पृथ्वी की कक्षा में रखा गया है। ऐसे अंतरिक्ष-जनित सरणी तत्वों को सम्मिलित करने वाले प्रयोगों को स्पेस वेरी लॉन्ग बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (एसवीएलबीआई) कहा जाता है। जुलाई 1978 में लॉन्च किए गए 10 मीटर के रेडियो दूरबीन KRT-10 के साथ साल्युत -6 ऑर्बिटल स्टेशन पर पहला एसवीएलबीआई प्रयोग किया गया था।

पहला समर्पित एसवीएलबीआई उपग्रह एचएलसीए था, एक 8-मीटर रेडियो दूरबीन, जिसे फरवरी 1997 में लॉन्च किया गया था और अक्टूबर 2003 तक अवलोकन किया गया था। डिश के छोटे आकार के कारण, एसवीएलबीआई सरणियों के साथ केवल बहुत सक्तिशाली रेडियो स्रोत देखे जा सकते थे।.

एक अन्य एसवीएलबीआई उपग्रह, एक 10-मीटर रेडियो दूरबीन स्पेक्ट्रम-R, जुलाई 2011 में लॉन्च किया गया था और जनवरी 2019 तक अवलोकन किया गया था। इसे अत्यधिक अण्डाकार कक्षा में रखा गया था, जिसमें 10,652 किमी की उपभू से लेकर 338,541 किमी के अपभू तक सम्मिलित था, जिससे रेडियोएस्ट्रॉन, एसवीएलबीआई प्रोग्राम जिसमें उपग्रह और ग्राउंड ऐरे सम्मिलित हैं, आज तक का सबसे बड़ा रेडियो व्यतिकरणमिति। प्रणाली का संकल्प 8 माइक्रोआर्सेकंड तक पहुंच गया।

जियोडेसी और खगोलमिति के लिए अंतर्राष्ट्रीय वीएलबीआई सेवा
जियोडेसी और खगोलमिति (आईवीएस) के लिए अंतर्राष्ट्रीय वीएलबीआई सेवा अंतरराष्ट्रीय सहयोग है जिसका उद्देश्य वीएलबीआई का उपयोग करके खगोलीय रेडियो स्रोतों के अवलोकन का उपयोग करना है जिससे पृथ्वी अभिविन्यास मापदण्ड (ईओपी) और आकाशीय संदर्भ रचना (सीआरएफ) और स्थलीय संदर्भ रचना (टीआरएफ) का स्पष्ट निर्धारण किया जा सके। ). आइविएस अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ (आईएयू) और इंटरनेशनल एसोसिएशन ऑफ जियोडेसी (आईएजी) के अनुसार कार्य करने वाली एक सेवा है।

बाहरी संबंध

 * E-MERLIN fibre-linked radio telescope array used in वीएलबीआई observations
 * EXPReएस Express Production Real-time e-वीएलबीआई एसervice: a three-year project (est. March 2006) funded by the European Commission to develop an intercontinental e-वीएलबीआई instrument available to the scientific community
 * JIVE Joint Institute for वीएलबीआई in Europe
 * The International वीएलबीआई एसervice for Geodesy and Astrometry (IVएस)
 * IVएसOPAR: the वीएलबीआई analysis center at the Paris Observatory
 * "वीएलबीआई - Canada's Role"