Co je VLBI? - Stručný průvodce. Interferometrie s velmi dlouhou základnou (VLBI) je pozorovací technika, která má uplatnění v geodézii, astrometrii a astronomii. Pozorovacími přístroji jsou radioteleskopy, které přijímají elektromagnetické záření vyzařované kompaktními objekty ve vesmíru, a to buď vzdálenými, jako jsou např. kvazary, nebo v současné době také blíže k Zemi, jako jsou kosmické lodě a družice. Protože tyto objekty vysílají záření v oblasti rádiových frekvencí, nazývají se rádiové zdroje, ať už přírodní nebo umělé. Přírodní zdroje jsou ve skutečnosti téměř nekonečně daleko od Země (několik miliard světelných let) a jejich záření přichází na Zemi jako rovinná vlnoplocha. Charakteristickým rysem VLBI je, že dvojice radioteleskopů pracují společně, přičemž pozorování musí probíhat současně. To také platí i v případě, že je použito více teleskopů. Cílem geodetického VLBI je určení (a) souřadnic teleskopů a jejich kinematických pohybů pro stanovení a udržování pozemských referenčních rámců, (b) (úhlových) parametrů proměnné rotace Země, (c) úhlových poloh galaktických a mimogalaktických objektů, pro stanovení a udržování nebeských vztažných souřadnic a (d) poloh umělých vysílačů ve vesmíru v blízkosti Země. Položka odpovídající bodu (c) se nazývá astrometrie. Kromě geodézie a astrometrie je VLBI také významným přispěvatelem k oboru radioastronomie; ve skutečnosti původ prvních vynálezů VLBI spočívá v astronomických aplikacích.

Geodetické a astrometrické VLBI využívá skutečnosti, že každé dva teleskopy, které pozorují stejný objekt, by měly přijímat stejný vyzařovací diagram, protože pochází z jediného zdroje. Podobně jako u Michelsonova interferometrického experimentu, vznikají interferometrické obrazce, tzv. fringes (střídání tmavých a světlých proužků) když se signály překrývají, zatímco se na sebe Země otáčí. To lze samozřejmě provést pouze v případě, že analogové signály jsou digitalizovány a uloženy na nějaké záznamové médium a následně přenášeny na centrální místo buď na magnetických discích, nebo prostřednictvím internetu. Tam se v procesu zvaném korelace jsou vyzařovací záznamy vůči sobě posouvány v čase, až je nalezeno korelační maximum, které indikuje, že identita je nalezena. To by samo o sobě nevedlo k výsledku. Při záznamu v řídících střediscích obou radioteleskopů se však záznamy záření označí přesnými časovými značkami. Pro korelační maximum rozdíl těchto časových razítek dává rozdíl časů příchodu vyzařovacího diagramu na oba teleskopy, což je časové zpoždění, primární pozorovaná veličina geodetického a astrometrického VLBI. Vzhledem k rotaci Země a neustále se měnící geometrii rádiového zdroje a obou teleskopů se zpoždění neustále mění, a proto potřebuje přesné časové přiřazení.

Provádění série až minutových simultánních pozorování 50–100 rádiových zdrojů ze sítě několika teleskopů v průběhu několika hodin (většinou 1 h nebo 24 h) představuje rámec jednoho měření VLBI, které se často nazývá pozorovací relace. V rámci těchto relací se proces, kdy více teleskopů sleduje stejný zdroj, nazývá skenování, zatímco každé dva teleskopy tvořící základnu vytvářejí jedno pozorování. Protože radioteleskopy, které jsou často od sebe vzdáleny několik tisíc kilometrů, operují nezávisle a někdy dokonce automaticky, je zapotřebí sestavit podrobný plán pozorování, a předem jej rozeslat. Přípravě těchto plánů je věnována velká pozornost, protože změny geometrie pozorování v různých oblastech oblohy jsou optimalizovány pro dosažení nejlepších výsledků.

Po korelaci a procesu zvaném fringe fitting, při kterém se určí výsledné zpoždění pozorování, se provede geodetická analýza dat pomocí programů pro vyrovnání. Zde se zjišťují geodetické a astrometrické parametry, které jsou předmětem zájmu (souřadnice dalekohledu, parametry orientace Země a polohy rádiových zdrojů) výpočtem z velkého počtu pozorování. K tomuto účelu jsou všechny známé geofyzikální efekty působící na teleskopy a na záření na jejich cestě k Zemi modelovány co nejpřesněji. Funkční model geodetického a astrometrického VLBI využívá skutečnosti, že extragalaktické rádiové zdroje jsou téměř nekonečně daleko, takže jejich záření přichází na Zemi jako rovinná vlnoplocha. To zjednodušuje mnoho potřebných výpočtů a předpokladů. Získání souřadnic radioteleskopů na současné úrovni přesnosti v rozmezí několika milimetrů bylo možné pouze díky desítky let trvajícímu hledání zdokonalení technologie VLBI (díky Jan Vondrak za překlad).