1820年获准建立的南天台站

1820年10月20日,英国枢密院批准海军部在好望角建立永久天文台。经度委员会此前已讨论建设方案、仪器费用和人员编制,目的包括改进实用天文学与航海,并使南半球观测能够与英国格林尼治天文台相互比较。这一决定成立的是好望角皇家天文台,后来成为南非天文台的重要前身。

法令把一名天文学家、一名助手和一名工人的薪俸列入海军经费。10月26日,剑桥大学数学家、牧师费伦·法洛斯获任好望角皇家天文学家。他在赴任前考察英国天文台与仪器作坊,1821年抵达开普敦,随后着手选址和临时观测。

参考:[1] [2]

在扬沙、云雾和港湾视线之间选址

经度委员会要求尽量避开风沙,并考虑天顶附近是否有适合观测的亮星。法洛斯考察市内旧观测地点及周围高地,一度倾向泰格山,后来因当地常有云层而放弃。1822年3月,他报告改选利斯贝克河与黑河附近的一处低丘,天文台最终建于这里。

新址须兼顾仪器环境与航海服务。从台址可以望见桌湾停泊的船只,日后便于传送时号;北、南、东面的视野较开阔,但西南方受到桌山遮挡。周围沼泽、冬季通行和供水问题,则使居住与日常工作并不便利。选址因此包含港口联系、地形和行政用地条件的折衷。

参考:[1] [2]

从木屋里编出南天星表

永久建筑尚未建成时,法洛斯获准使用一座木屋,把它改造成临时观测所,安置便携中星仪、时钟和地平经纬仪。他没有等待大仪器到齐才开始工作,而是先测定开普敦天顶至南天极之间一批恒星的位置,供今后的精密观测使用。

1824年发表的星表列出273颗恒星。这批观测在临时台舍中完成,所用设备包括多伦德制造的小型中星仪和拉姆斯登制造的地平经纬仪。规模有限的仪器,使法洛斯能够在永久台舍建成前积累南天恒星位置资料。

观测数据还需要计算与校核,才能成为可比较的星位。天文学家须考虑仪器误差、大气折射和地球运动等因素,把不同日期取得的观测归算到共同基准。这类计算后来成为好望角天文台日常工作的重要部分。

参考:[1] [2]

建筑完工之后仍须调校

约翰·雷尼参与制定的建筑方案呈H形:中央安排子午观测室,两翼供天文学家和助手居住。海军方面在1825年接受承包商的投标,法洛斯监督放线和挖基,工程人员约翰·斯凯罗协助推进施工。建筑主体先行成形,但经费削减、道路不足和运输困难拖延了仪器支墩及附属设施。

到1828年末,主楼和支墩才完成,主要仪器于随后投入观测。中星仪记录天体越过子午线的时刻,壁面圆环仪测量角度,两者配合提供恒星位置。大型石块必须用专门车辆运送,沉重仪器的安装也需谨慎组织;房屋建好只是台站开始稳定工作的一个环节。

参考:[1] [2]

仪器、人员与跨海记录

1829年11月,法洛斯向海军部寄出约两千次中星仪观测及摆实验记录;1830年又报告月球过中天观测,用以确定好望角经度。经度委员会早已要求记录尽量采用格林尼治的格式,并每半年寄送可供出版的副本。这套制度把南天台站接入跨海的测量与出版网络。

人员短缺和仪器缺陷始终影响工作。壁面圆环仪的读数并不一致,法洛斯需要比较多个显微镜的结果;助手罗纳德因病离任时,他的妻子玛丽·安妮也参加子午观测。法洛斯1831年去世后,托马斯·亨德森和助手威廉·梅多斯继续测量。亨德森在1832至1833年取得半人马座α的资料,后来用于推算恒星视差,结果到1839年才发表。

参考:[1] [2]

从皇家天文台到南非天文台

早期台站把南天星位、港口时间服务和长期观测记录结合起来,工作既需要夜间观测,也需要白天的大量计算与校核。1830年代发展的时号服务,让精密测量进一步进入船舶校时和航海实践。

南非天文台这一现代机构于1972年1月1日正式成立,由好望角皇家天文台与约翰内斯堡的共和国天文台合并而成。设于卡鲁地区的萨瑟兰观测站同年开始观测,1973年举行正式开放仪式。因此,1820年的建台决定、1820年代的开普敦早期观测,以及1970年代的新机构与新台站,构成相连而不同的历史阶段。

参考:[2]