离开城市灯光
1952年,图尔库大学的图尔拉天文台在皮基厄的图尔拉庄园建立。推动者于尔约·韦伊塞莱(Yrjö Väisälä)此前在邻近图尔库港的伊索海基莱从事天文研究。战后城市扩展,灯光逐渐妨碍观测;大学掌握的图尔拉庄园提供了新地点,他在那里取得约两公顷用地。
新机构以天文与光学研究站的形式设立,与大学天文学教学机构并列。韦伊塞莱于1951年从教授职位退休,此后以芬兰科学院院士身份继续研究。大学校史与Jokela的研究记建台为1952年,欧洲航天局的回顾进一步记为4月29日;Mattila等2004年的回顾则记1951年。几份材料未完整说明其间的行政步骤,本文采用大学校史的1952年定位,并保留这一年份分歧。
山丘下面的实验室
图尔拉的选址同时服务于观天和仪器研究。劳卡山的花岗岩内设有地下实验室,用于比较石英长度标准。韦伊塞莱在1957年提交米定义咨询委员会的报告中,具体说明了这里的新装置及测量经过。
装置以混凝土柱承托,利用两块平凸透镜的平面作为参考面,把石英标准放在其间。氦灯照明后,研究者拍摄标准两端出现的干涉条纹或牛顿环。报告所述曝光通常为十至二十秒,多个光谱线的记录帮助判断端部空气间隙,从而比较标准长度。
建台之后的比较测量
这些石英标准有一段更早的历史:韦伊塞莱从1927年开始制造,在图尔库大学原有场所完成过多轮比较。新地下实验室的改良比较仪于1953至1954年进行首批测量,1957年又继续工作。机构建立与这套装置的测量由此形成相继的阶段。
稳定的装置使各根标准可以轮流放到中央位置,定期加入已知标准检查参考面间距。但1957年的结果仍属初步整理,温度、气压和倾斜等修正尚待完整加入。研究者不仅关心读数是否相近,也追踪多年保存后石英标准本身是否缓慢改变。
把实验室的一米传到野外
石英标准承担着实验室与大地测量之间的衔接。芬兰测地研究所的努梅拉标准基线用于传递测量尺度;经过校准的长度标准可服务于因瓦线、量尺以及野外基线的比较。图尔拉保存和反复测量石英标准,为这条校准链提供实验依据,努梅拉基线本身则位于另一处场地。
1953年,部分芬兰石英标准在国际计量局接受与光波长相联系的绝对校准。后来不同机构所得结果出现不一致,促使韦伊塞莱与丽丝·奥特玛(Liisi Oterma)改进图尔拉的绝对测量设备。1966年所得新结果提高了标准长度的可靠性。这是一项逐步改良、需要跨机构比对的工作。
参考:[1]
留下可以重新计算的星空记录
图尔拉也参与以恒星观测研究地球极移的工作。2000年发表的一项重新分析,列入图尔拉—图尔库目视天顶筒从1963.7年至1989.1年的观测序列。天顶筒指向天顶,通过接近天顶的恒星及垂线参照确定瞬时纬度;它与地下实验室的长度比较仪承担不同任务。
这项联合分析汇集了三十三处天文台、四十七台仪器的资料。计算需要顾及台站地壳运动、潮汐以及各仪器的系统差异;同类观测并不能未经处理便直接相加。图尔拉的长期纬度记录,是这套多台站资料的一部分。
这批记录后来与其他台站资料一起,采用依巴谷星表和更新的天文常数重新计算地球定向参数。长期保存的观测因此可以在新的参考框架下继续使用。从1952年的研究站建制出发,图尔拉逐渐形成两类相互补充的工作:制作与校准精密光学装置,以及积累可供国际合作使用的天文测量。