Ak chcete naj panenskejšie, najčistejšie obrázky nášho vesmíru, najlepšie je opustiť Zem. Tu na našej planéte nájdete veľa rôznych efektov, ktoré narúšajú naše možnosti vykresľovania. Znečistenie svetlom obmedzuje náš rozsah výhľadu; atmosféra bolí naše rozhodnutie a našu schopnosť jasne vidieť; mraky a počasie nám bránia v zhromažďovaní svetla; Slnko a zem samotné blokujú obrovskú časť nášho zorného poľa odkiaľkoľvek na Zemi.
Observatóriá, ako sú Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer a ďalšie, však ukázali, ako efektívne môžu byť vesmírne teleskopy. Názory a dáta, ktoré sa vrátili na Zem, nás naučili oveľa viac, ako by podobné učenia zo Zeme dokázali naučiť. Prečo teda umiestniť ďalekohľad na Mesiac? Verte tomu alebo nie, je to hrozný nápad. Má iba jeden pozitívny bod. A to je dôvod, prečo.
Telescope on the Moon: Je to zlé?
Mesiac sa na prvý pohľad môže javiť ako ideálne miesto na umiestnenie ďalekohľadu. Nemá prakticky žiadnu atmosféru, čo vylučuje akýkoľvek strach zo znečistenia svetlom. Nachádza sa ďaleko od Zeme, čo by malo výrazne znížiť rušenie zo všetkých signálov, ktoré produkujú ľudia. Mimoriadne dlhé noci tiež znamenajú, že môžete rovnaký cieľ pozorovať nepretržite 14 dní bez prerušenia. A keďže máte pevnú zem, nepotrebujete gyroskopy ani vznášajúce sa kolesá. Zdá sa, že všetko je v pohode.
Ale keď začnete premýšľať o tom, ako sa Mesiac točí okolo Zeme, celého systému Mesiac-Zem, ktorý sa točí okolo Slnka, začnete chápať niektoré problémy, ktorým táto myšlienka nevyhnutelne čelí.
Najprv, ak umiestnite svoj ďalekohľad na mesiac, ktorú stranu si vyberiete: blízko alebo ďaleko? Každá z nich má svoje nevýhody.
Propagačné video:
Ak dáte svoj ďalekohľad na blízku (Zemu orientovanú) stranu Mesiaca, vždy uvidíte Zem. To znamená, že môžete vysielať a prijímať signály, ovládať svoj ďalekohľad a sťahovať údaje prakticky bez oneskorenia, pričom jediným obmedzením je rýchlosť svetla. Z toho však tiež vyplýva, že rušenie zo Zeme, ako napríklad vysielané signály, bude vždy problémom, s ktorým sa musíte vysporiadať.
Na druhej strane, ak ste na druhej strane Mesiaca, pomerne efektívne sa chránite pred všetkým, čo pochádza zo zeme, ale nemáte žiadnu priamu dátovú cestu ani udržiavate komunikačný signál. Aby sme mohli ovládať ďalekohľad, budeme musieť nainštalovať ďalší mechanizmus, obežnú dráhu alebo viesť komunikáciu na blízku stranu.
V každom prípade budete mať veľa problémov, s ktorými budete musieť bojovať a ktoré sa zvyčajne nenachádzajú v priepasti medziplanetárneho priestoru. Dva najväčšie:
Mesačných zemetrasenie. Myslíte si, že príliv na Zemi vládne na Mesiaci? Prílivové sily, ktoré Zem vyvíja na Mesiac, sú 20-krát silnejšie ako prílivové sily, ktoré Mesiac vyvíja na Zemi. Je ich dosť na to, aby na satelite vyprovokovali skôr choré mesačné trasenia.
Teplotný rozdiel. Kvôli prílivu a blokáde Mesiaca Zemou a jej extrémne pomalej rotácii sa kúpa na slnku takmer nepretržite 14 dní a potom sa vrhá do úplnej tmy na 14 dní. Denné teploty môžu dosiahnuť viac ako 100 stupňov Celzia av noci sa mesiac ochladí na -173 stupňov.
Zatiaľ čo vesmírny teleskop môže regulovať svoju teplotu aktívnym alebo pasívnym chladením (alebo kombináciou oboch), teleskop musí ochladiť pod teplotu vlnových dĺžok, ktoré sa snaží pozorovať, alebo hluk zakryje zamýšľaný signál. To by bola obrovská nevýhoda pre ultrafialovú, optickú alebo infračervenú astronómiu, ak by sa niekto z nich pokúsil vyvinúť na Mesiaci.
Navrhovanie ďalekohľadu, ktorý vydrží tieto extrémne teploty a stále pracuje, je skľučujúcou úlohou. Nie je prekvapením, že jediný jediný ďalekohľad na mesiaci, ktorý máme, je ultrafialový ďalekohľad cestujúceho, ktorý pracuje na vlnových dĺžkach, pri ktorých zemská atmosféra absorbuje takmer celé svetlo.
Pre väčšinu aplikácií by bolo lepšie ísť do vesmíru ako na Mesiac. Lunárny povrch, posudzovaný podľa extrémnych teplôt a ťažkostí pri komunikácii so Zemou, ponúka viac nevýhod, ako mať povrch, na ktorom je možné stavať alebo robiť čokoľvek iné.
Mesiac však ponúka jednu veľmi špecifickú aplikáciu: rádioteleskopy. Zem je neuveriteľne „rádio-hlasným“zdrojom z prírodných a ľudských dôvodov. Dokonca aj vo vesmíre prenikajú signály zo Zeme celú slnečnú sústavu. Mesiac však poskytuje obrovskú imunitu pozemským rádiovým signálom: ďalšia strana satelitu doslova využíva celé lunárne telo ako štít.
Kozmológ Joe Silk napísal na začiatku tohto roka toto:
Mohli sme pomocou lunárneho rádiového ďalekohľadu zistiť signály inflácie, prvé štádiá Veľkého tresku a formovanie prvých hviezd vo vesmíre. Aj keď existuje nádej, že sa to urobí na Zemi alebo vo vesmíre, lunárny vzdialený povrch ponúka väčšiu citlivosť, pretože je chránený pred Zemou štítom ako ktorákoľvek iná možnosť.
V súčasnosti, keď ktorákoľvek kozmická loď presahuje Mesiac, pri pohľade zo Zeme zasiahne výpadok rádia. Skutočnosť, že rádiové vlny nemôžu prechádzať cez mesiac, znamená, že v tomto časovom období nemôžu byť vysielané ani prijímané žiadne signály. Obiehajúce satelity, akékoľvek vzdialené stanice alebo rovery, a dokonca aj astronauti Apolla strácajú schopnosť komunikovať so Zemou.
To však tiež znamená, že sú chránené pred všetkými druhmi znečisťujúcich rádiových signálov generovaných na Zemi. GPS komunikácie, mikrovlnné rúry, radarové, celulárne a Wi-Fi signály a dokonca aj digitálne fotoaparáty patria medzi mnohé pozemské zdroje kontaminujúce rádiové observatóriá. Na druhej strane mesiaca sú všetky zdroje rušenia 100% blokované. Toto je najčistejšie rádio astronomické prostredie, aké si viete predstaviť.
Gillion Scudder tiež poznamenáva, že táto myšlienka má svoje nevýhody. Prenos údajov vyžaduje niečo ako orbitálne zariadenie, ktoré dokáže komunikovať so Zemou aj s ďalekohľadom. Teleskop alebo skupina rádiových ďalekohľadov musí byť postavená a nasadená na Mesiaci a prepojená, ak hovorí o poli (a táto možnosť je uprednostňovaná). Alternatívne by sa káble mohli viesť k blízkej strane na prenos údajov na Zem.
A najväčším problémom budú náklady. Preprava materiálu na Mesiac, pristátie na lunárnom povrchu, nasadenie a omnoho viac je obrovská práca. Dokonca aj ten najskromnejší návrh, Lunar Array pre Radio Cosmology (LARC), pozostáva z viac ako stovky antén jednoduchého dizajnu rozmiestnených v dvojkilometrovom dosahu. Projekt bude stáť 1 miliardu dolárov a ak bude postavený, bude to najdrahšie rádiové pole v histórii Zeme.
Prakticky akýkoľvek rozumný astronomický návrh naznačuje, že priestor na umiestnenie ďalekohľadu je oveľa lepší ako mesačný povrch. K poklesu teploty dochádza vo všetkých bodoch mesiaca. Výhoda umiestnenia ďalekohľadu na ďalekú stranu mesiaca mohli získať iba rádioastronómovia, ale táto príležitosť by stála peknú cent.
Kým nenájdeme spôsob, ako znížiť náklady alebo prísť s niečím lepším, je veľmi nepravdepodobné, že by sme niekedy videli lunárny ďalekohľad, ktorý by prekonal iné možnosti. Vesmír nejde nikam, čaká na nás, aby sme odhalili jeho tajomstvá.
Ilja Khel