可以在飞机上安装望远镜吗?有好处吗?


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我想知道是否有飞机为了观察星空而安装了望远镜。我知道,大气本身会扭曲和阻碍入射光,甚至在阴天时也会使视线完全模糊。可以使用望远镜来说明飞机的速度并消除运动模糊吗?鉴于镜头的尺寸也会受到限制,这是否值得?我们会发现有什么有趣的东西会错过同样大小的地面望远镜吗?

霍布斯提到SOFIA是完成此工作的一个很好的例子。有没有人有更多关于平面望远镜在地面上进行非红外观测的好处的信息?


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据我所记得,飞机上有一架望远镜。无论如何,与地球在赤道的旋转速度相比,飞机的速度很小。补偿地球自转是大型望远镜允许长时间曝光的最新技术。

@uwe关于速度的好地方。
魔术章鱼缸

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@Uwe“与地球的旋转速度相比,飞机的速度很小”-我不会第二。常规的喷气式飞机通常会以赤道处地球速度的约50%的速度行进。
JimmyB

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不知道它是否可以算作“望远镜”,但它用于天文观测-在1999年英国发生全月食期间,我记得从装有陀螺仪稳定器的摄像机上看到的镜头,该摄像机装有日食观察滤镜。大力士飞机在云层之上飞行,以便人们无论天气如何都能看到它。
anaximander 18/09/13

在60年代,有许多间谍飞机的望远镜都指向地面,并且它们拍摄的照片非常清晰。这与将望远镜指向天空真的有什么不同吗?也许放大倍数更少?
JPhi1618

Answers:


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已经完成了。

  1. SOFIA是内置在波音747 SP中的红外天文台

在此处输入图片说明

SOFIA利用了这样的事实,即某些红外波段在海拔高度可见,这些波段被大气中的水衰减,因此在地面上不那么可见。

SOFIA之前有红外观测站:

1965年,杰拉德·P·柯伊伯(Gerard P. Kuiper)使用NASA Convair 990研究金星时,首次使用飞机进行红外观测。三年后,弗兰克·洛特(Frank Low)使用艾姆斯里尔喷气机(Ames Learjet)观测了木星和星云。[20] 1969年,开始计划在机载平台上安装910毫米(36英寸)望远镜。目的是从平流层进行天文学研究,在平流层中吸收水蒸气的红外辐射的光学深度要低得多。1975年5月21日,这个名为Kuiper机载天文台的项目投入使用。该望远镜在众多科学研究中都发挥了作用,包括发现天王星周围的环形系统。[21]

更大的机载望远镜的提议于1984年正式提出,并呼吁波音747携带三米望远镜。初步的系统概念于1987年在《红皮书》上发表。双方商定,德国将支付总费用的20%并提供望远镜。

其他机载天文学更为偶然。在日食附近,您经常会看到一些天文学的飞行。其中一些是旅游业,另一些是科学。这些通常是经过临时修改的客机(安装了可通过现有窗户查看的望远镜)。这些利用了这样的事实,您可以通过沿日食路径飞行来延长日食,并且可以在本来无法到达的地方到达日食。


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凉!我对SOFIA一无所知,现在我等着登机时开始阅读整洁的天文学飞机。谢谢霍布斯。
魔术章鱼缸

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有一个前身叫柯伊伯空降天文台(en.wikipedia.org/wiki/Kuiper_Airborne_Observatory),它在C141 StarLifter中使用了一个较小的望远镜。它是最早通过观察恒星掩星显示冥王星稀薄大气的仪器之一。
astrosnapper

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确实,用于运送航天飞机轨道器的两架747现在被用作SOFIA的备件。
DrSheldon

“其他空降天文学更容易发生 ”……如果您不去数气球,那就不是这样:asd.gsfc.nasa.gov/balloon。它们往往用于需要较长时间的调查(因此无法通过探测火箭来完成)。在某些情况下,他们正在测试可能在航天器上飞行的仪器的设计。

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正如其他人指出的那样,SOFIA正是这样做的。美国空军已经对机载望远镜做了一些工作。我相信美国海军也是如此。我只能假设俄国人在苏联时期曾这样做过,也许将来会继续这样做。不确定其他人。

为什么是军人?用于成像卫星等。

在大多数情况下,机载望远镜是不值得的成本或麻烦。这并不是说他们从来没有,但是有一些大的障碍需要克服。您必须提供一个超稳定的平台,以补偿所有运动和振动(我想他们为此使用了坚固的陀螺仪),并在飞机顶盖上切了一个孔以使其伸出(因为使用了窗户)会影响您的图像质量)。然后,您必须拥有一架可以飞得足够长的飞机,以使其物有所值。然后,您只能从中得到有限的使用。加上建造和维护望远镜的成本,改装和维护喷气式飞机的成本,不平凡的成本,然后考虑到您无法以这种方式实际携带所有大望远镜的事实……它'

SOFIA做一些令人惊奇的事情,但是对于那些事情它也非常有限并且专门化。即使那样,它也无法避免避免在大气中过滤所有IR能量。

对于仅进行大气处理的非红外观测而言,在空气稀薄且稳定得多的山顶上建造大型望远镜,然后使用有源光学器件来提高图像质量,更具成本效益。然后,由于这些望远镜用于摄影观察而不是主动视觉,因此您可以进一步使用散斑干涉仪来进一步增强捕获的细节。

因此,是的,将望远镜安装在飞机上是有可能的,只是效果不佳。


感谢您的出色回答,包括为什么解决方案不太有效。最高海拔固定望远镜与SOFIA能够飞行多高?
魔术章

@MagicOctopusUrn提出一个新问题!“最高高度的固定望远镜与SOFIA能够飞行多高?是一个完美的标题。
uhoh

根据Wikipedia(en.wikipedia.org/wiki/…)的说法,最高的是智利的Cerro Chajnantor,海拔18,500英尺。SOFIA的飞行高度约为45,000英尺(en.wikipedia.org/wiki/…)。即便如此,仍然有足够的气氛来阻挡大量的红外能量。它比地面天文台可以提供更多的信息,但仍然很有限。这是James Web Telescope擅长的事情之一。
JM Haynes

“可以补偿所有运动和振动的超稳定平台”不能。您可以使用数字图像稳定技术。
山姆

“强大的陀螺仪”不能。您可以使用其他望远镜来执行此操作。查找“星级追踪器”。“在飞机的屋顶上切一个孔以使其伸出(因为使用窗户会影响您的图像质量)”不。可以使用光学级的玻璃。可以忽略不计相比,构建,测试和发射望远镜,你不能保持(空基)的费用“修改和维护喷气式飞机的成本”
山姆

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其他答案似乎并没有强调蛇形望远镜在飞机上的优势。那的快速移动和便携!

这是例子

  1. 用望远镜在除SOFIA以外的平面上观看的IR,以及
  2. 使用SOFIA的飞机进行观测,但不是大型红外望远镜!

问题为什么对水星表面进行热成像,需要望远镜射过日食?以及链接的NASA页面(从NASA的WB-57F喷气式飞机追逐日全食)描述了两种配备望远镜的喷气式飞机:

科罗拉多州博尔德市西南研究所的阿米尔·卡斯皮(Amir Caspi)和他的团队将在8月21日使用两架NASA WB-57F研究喷气机在全美追逐黑暗,从安装在飞机机头上的双筒望远镜观察,卡斯皮它将捕获迄今为止最清晰的太阳外大气层图像(电晕)和水星的第一个热图像,从而揭示整个行星表面的温度变化。

尽管涉及IR,但由于日食本影相对于地球表面的移动速度(或在这种情况下,由于摩擦而相对于大气的速度大多随地球自转而移动)是必需的,所以喷流是必需的。

因此,SOFIA并不是飞机上唯一的望远镜!

观看视频NASA飞机追逐日全食!这是屏幕截图:

NASA飞机追逐日全食的屏幕截图



时间问题从柯伊伯带出现!任何新闻?奏效了吗?描述了SOFIA天文台的用途,但不是用来观察恒星掩星的主要红外望远镜

2017年6月24日更新: SOFIA到达新西兰观察南部天空有计划在7月17日通过另一条预计的掩星飞行SOFIA。SOFIA是一台巨大的(直径2.5米)红外望远镜(1〜250 um),具有各种低温焦平面阵列,它们流过地球大气层中的大部分水(YouTube)。听起来像他们将只使用可见光指南相机(后面内史密斯镜?),而不是红外线能力强,但便携性肯定是得心应手。该任务可能是“从柯伊伯带寻找阴影的飞机”。

因此,似乎在这种情况下,他们使用SOFIA来具有便携性,但不一定具有红外功能,甚至对于大型望远镜也是如此!

参见NASA页面SOFIA抵达新西兰观察南部天空

在此处输入图片说明

上图:来自AsteroidOccultations.com的 2014 MU69 新闻与公告


这个答案(这个特殊的图像序列来自地面望远镜):

7月20日更新

7月17日的观测运动(动画GIF)中,至少有5架望远镜捕获了掩星:
眨


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SOFIA(如@Hobbes答案所述)是目前唯一安装在飞机上的天文望远镜。它确实克服了地球大气层的某些问题,并规避了太空望远镜的巨额成本和极端环境条件,但是它还带来了许多其他困难!

飞机只能在某些地方起飞和降落,最好将其降落在飞机上,这样观察结果(仅来自飞机的一侧)会在出站和返航时看着不同的地方。再加上飞机的燃油量有限,这意味着您不会获得很长的整合时间(望远镜注视一片天空需要多长时间),因此您看不到太多细节或非常微弱的物体。

飞机会摇晃,移动并改变温度,所有这些都会影响望远镜并降低观测质量。

而且,虽然这可能比太空任务便宜,并且为升级和维护提供了更多机会,但它并不便宜。

基本上,SOFIA很酷,但是可能没有其他人会建立SOFIA,而且我不确定SOFIA将获得多长时间的资助。在某些方面它是一个很好的选择,但不足以使其可行。


“……目前是唯一安装在飞机上的天文望远镜” 并不完全正确
uhoh

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