OBSERWATORIUM - informacje ogólne

Obserwatorium Astrogeodynamiczne Centrum Badań Kosmicznych PAN w Borówcu jest unikatowym ośrodkiem naukowym w Polsce i na świecie.

Unikatowość Obserwatorium polega na tym, że jako jedyna placówka naukowa 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. Unikatowość Obserwatorium podkreśla fakt, że wyniki obserwacji laserowych uzyskiwane pikosekundowym oraz nanosekundowym impulsowymi 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 na rzecz budowy 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 oraz 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, która 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 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 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 kontrybuują do 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. A sterowanie lokalnej (krajowej) skali czasu UTC w oparciu o fontanny atomowe realizuje zaledwie kilka najlepszych laboratoriów czasu na świecie. Pozwola 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 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 już jest realizowana współpraca z KL FAMO w Toruniu, gdzie trwają zaawansowane prace nad dwoma prototypami wzorców optycznych.