这个问题是后续问题。更大的望远镜等于更好的结果吗?
地基反射镜必须比空基反射镜大多少倍?我想我主要是在请求可见光,但我也对总体感兴趣。
我想在地面上,您可以安全地免受微陨石的侵害,因此它的使用寿命可能更长。在什么时候在月球或其他物体上建造望远镜会变得更便宜?
这个问题是后续问题。更大的望远镜等于更好的结果吗?
地基反射镜必须比空基反射镜大多少倍?我想我主要是在请求可见光,但我也对总体感兴趣。
我想在地面上,您可以安全地免受微陨石的侵害,因此它的使用寿命可能更长。在什么时候在月球或其他物体上建造望远镜会变得更便宜?
Answers:
这个更便宜。
(1)使用自适应光学元件,您可以在地面上获得0.1角秒的分辨率(公认的是,仅在空气流动特别良好的山顶上,但仍然如此!)。这消除了空间的主要优势之一,直到您获得超过几米的镜面直径为止。
(2)火箭整流罩是在发射期间达到超音速大气速度时保护有效载荷的罩。5米的整流罩大约是可以飞行的最大整流罩,它限制了可以发射的一体式镜子的尺寸。(可怕的韦伯望远镜的镜子是碎片,它们会在太空中组装在一起-这是一件非常可怕而且非常昂贵的设计。)
(3)在莫纳克亚山顶或智利安第斯山脉高处维修望远镜是一个困难而昂贵的过程。在轨道上维修望远镜会使这看起来像是零钱。(其成本可与在地球上建造一个新的巨型望远镜的成本相提并论。)除低地球轨道外,利用现有技术甚至无法完成在轨服务。
(4)高分辨率是天文学的一个前沿领域,而深入则是另一领域,而深入则需要大镜子。与太空中的5米镜子相比,地球上的30米镜子收集的光线要多得多。巨大的地面望远镜在做光谱用的光桶方面比在太空中所能完成的任何事情都做得更好。
最重要的是,随着自适应光学技术的发展,目前可建造和可发射尺寸的天基望远镜失去了其与地面望远镜相比的主要优势。而且由于它们的成本是其10到100倍,因此根本不值得为许多目的而建造它们。
天文望远镜在被大气层阻挡的部分光谱(例如紫外线和红外线(Webb))中,以及在某些涉及长期高精度光度法(Kepler)和天文测量(Gaia)的任务中,仍占有重要的优势。但是对于一般用途,天平似乎牢固地位于大型望远镜的地面上。
如果太空飞行变得更便宜,这种情况将会改变。例如,SpaceX BFR具有9米的整流罩和大大降低的发射成本,这为太空望远镜带来了巨大希望。
除了马克的好答案...
为什么我们要建造更大的陆基望远镜,而不是将更大的陆基望远镜发射到太空?
如果您有钱买两所房子,其中一间在工作附近,另一处在树林里的“夏日别墅”中,您将如何分配预算?
这个问题是后续问题。更大的望远镜等于更好的结果吗?
是的,我也不喜欢这些答案,也许@MarkOlson也没有留下深刻的印象。
这些答案都错过了自适应光学系统(认为它昂贵而并不特别有效),并且无法轻松升级除建筑物和主镜尺寸以外的所有物体。
地基反射镜必须比空基反射镜大多少倍?我想我主要是在请求可见光,但我也对总体感兴趣。
它不是“更大”,而是“有效地推销您的想法,获得尽可能多的资金,并使用最大的主镜建造最大的建筑物”。深入挖掘并构建您可能拥有的东西,而不是尽可能大地升级-传感器和超级计算机可以修复其余部分。
我想在地面上,您可以安全地免受微陨石的侵害,因此它可能会持续更长的时间。在什么时候在月球或其他物体上建造望远镜会变得更便宜?
地面和太空望远镜是有用的,而月球望远镜则少用。
当我们有“ 阿科姆望远镜公司”在月球上开设第一家商店时,要购买的价格就会下降,直到那时地球和天基的价格都会降低。借助天基,它可以在途中遇到您进行维修;而基于地面(甚至在山顶上)的维修设施通常就在附近。
在Paranal,镜子维修大楼位于山顶,靠近镜子。
《科学美国人》文章:詹姆斯·韦伯太空望远镜“太大而不能倒?” 解释:
“假设我们达到了Earth-Sun L2的注入轨迹,当然,下一个最危险的事情就是部署望远镜。而且与哈勃不同,我们不能出去修复它。甚至没有机器人可以出去修复它。因此,我们冒着巨大的风险,但要获得丰厚的回报。”格伦斯菲尔德说。
不过,我们已经做出了一些努力,以使JWST像Hubble一样“可用”,据加利福尼亚州雷东多海滩诺斯罗普·格鲁曼宇航系统公司JWST的项目经理斯科特·威洛比说。威洛比说,这家航空航天公司是NASA开发和整合JWST的主要承包商,并且承担了在望远镜上提供“发射工具接口环”的任务,无论是宇航员还是遥控机器人,它都可以“被某些东西抓住”。如果将航天器送至L2与JWST对接,则可以尝试进行修理-或者,如果天文台运行良好,只需加满油箱即可延长其寿命。但目前尚无预算用于此类英雄事工。如果JWST遭受航天飞机上那些被低估的“糟糕的一天”,无论是由于火箭事故,部署故障还是不可预见的原因,格伦斯菲尔德说,目前存在着一组太空观测站,
交付运载工具接口环(LVIR)锻件(2)
引用“ 詹姆斯·韦伯太空望远镜 ”(JWST)网站:
完整的主镜将比哈勃太空望远镜的主镜直径大2.5倍,后者的直径为2.4米,但重量大约是后者的一半。
考虑到每种设计的相对镜面尺寸,形状和特征的细节,詹姆斯·韦伯太空望远镜的集光速度将比哈勃太空望远镜快9倍。”美国宇航局总部JWST计划科学家埃里克·史密斯(Eric Smith)说,华盛顿:增加的灵敏度将使科学家们可以回顾大爆炸之后的第一个星系何时形成,更大的望远镜将在天文学的各个方面都具有优势,并将彻底改变关于恒星和行星系统如何形成和演化的研究。
另请参阅:“ 韦伯与哈勃望远镜 ”:
...较远的物体会发生更高的红移,并且它们的光会从UV和光学镜中射入近红外光。因此,对这些遥远物体的观测(例如,像在宇宙中形成的第一个星系)需要红外望远镜。
这是Webb不能替代Hubble的另一个原因是Webb的功能不相同。韦伯将主要从红外观察宇宙,而哈勃则主要在光和紫外波长研究宇宙(尽管它具有一定的红外能力)。韦伯的镜子也比哈勃大得多。更大的集光面积意味着,韦伯可以比哈勃所能做的远得多。哈勃望远镜绕地球非常近,而韦伯在第二个拉格朗日(L2)点上则相距150万公里。
...
韦伯会看到多远?
由于行进需要时间,所以物体离我们越远,我们看到的时间就越晚。
此图比较了各种望远镜以及它们能看到多远。本质上,哈勃[HST]可以看到“幼儿星系”,韦伯望远镜[JWST]可以看到“婴儿星系”。韦伯能够看到第一个星系的一个原因是因为它是红外望远镜。宇宙(以及其中的星系)正在扩展。当我们谈论最遥远的物体时,爱因斯坦的《将军相对》实际上开始发挥作用。它告诉我们,宇宙的膨胀意味着实际伸展的是物体之间的空间,从而导致物体(星系)彼此远离。此外,该空间中的任何光也将拉伸,从而将该光的波长转换为更长的波长。这会使远处的物体在可见光波长下非常暗淡(或不可见),因为那束光像红外线一样到达了我们。像韦伯一样的红外望远镜是观察这些早期星系的理想选择。
自适应光学技术的更新正在进行中,请参见:Benjamin L.Gerard,Christian Marois和RaphaëlGalicher撰写的`` 使用自相干相机在地基望远镜上快速相干差分成像 ''(2018年6月7日):
“我们开发了一种基于自相干相机(SCC)的方法的框架,该方法将被应用于地面望远镜,称为快速大气SCC技术(FAST)。我们通过使用专门设计的日冕仪和相干仪证明了这一点。差分成像算法,每几毫秒记录一次图像,可以减去大气和静态斑点,同时保持接近统一的系外行星通量;详细的模拟在30秒后对H波段的1%带通达到了接近光子噪声极限的对比度在第5级和第5级星上,如果我们推断一个小时的观测时间,则在5级情况下,原始对比度比目前从ExAO仪器获得的原始对比度高110倍,说明这种方法的灵敏度提高可以在未来对低质量系外行星的检测和表征中发挥重要作用。”
简而言之,有时它们可以完全消除气氛。改进即将到来。
回答有关在月球上建造的子问题:这要承受与基于太空的“范围”相同的发射成本和发射限制,此外,您还必须处理着陆和重力垂降。因此,您需要的第一件事是可以正常运转的月球底座,该底座可以使用当地原材料制造所有组件。一旦到位(在这里大笑),您仍然需要自适应光学器件(如JWebb等多元素示波器)来进行对准和重力垂度偏移,但是由于它们是静态的,因此您不需要高频地球上应对大气异常所需的响应。您将需要在“黑暗的一面”上进行构建,以使Terran的灯光不会弄脏一切。
回答月球上的望远镜。与从任何行星/月球在太空中自由漂浮相比,处于月球表面会产生问题。重力会扭曲镜子/机械装置,需要额外的工程来支撑重量,半天随时都被月亮挡住,地面的热量散发出来,昼夜循环的温度变化,灰尘...
月球的远端将是进行低频无线电观测的最佳场所。月亮阻挡了地球的所有排放。