Pokud chcete nejvíce panenské, nejčistší obrázky našeho vesmíru, nejlepší věcí, které musíte udělat, je opustit Zemi. Zde na naší planetě najdete spoustu různých efektů, které narušují naše možnosti vykreslování. Světelné znečištění omezuje náš rozsah vidění; atmosféra bolí naše rozhodnutí a naše schopnost jasně vidět; mraky a počasí nám brání shromažďovat světlo; Slunce a Země samy blokují obrovskou část našeho zorného pole odkudkoli na Zemi.
Přesto observatoře jako Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer a další ukázaly, jak efektivní mohou být vesmírné dalekohledy. Názory a data, která se vrátili na Zemi, nás naučily mnohem víc, než by mohla podobná pozorování ze Země učit. Proč tedy na měsíc umístit dalekohled? Věřte tomu nebo ne, je to hrozný nápad. Má pouze jeden pozitivní bod. A proto.
Telescope on the Moon: Je to špatné?
Měsíc se na první pohled může zdát jako ideální místo pro umístění dalekohledu. Nemá prakticky žádnou atmosféru, což eliminuje strach ze znečištění světlem. Je umístěn daleko od Země, což by mělo výrazně omezit rušení od jakýchkoli signálů produkovaných lidmi. Mimořádně dlouhé noci také znamenají, že můžete stejný cíl sledovat nepřetržitě po dobu 14 dní bez přerušení. A protože máte pevnou půdu, nepotřebujete gyroskopy ani vznášející se kola. Zdálo by se, že je vše v pohodě.
Ale když začnete přemýšlet o tom, jak se Měsíc točí kolem Země, celého systému Měsíc-Země, který se točí kolem Slunce, začnete chápat některé problémy, kterým tato myšlenka nevyhnutelně čelí.
Nejprve, pokud umístíte dalekohled na Měsíc, kterou stranu si vyberete: blízko nebo daleko? Každá z nich má své nevýhody.
Propagační video:
Pokud umístíte svůj dalekohled na blízkou (Zem směřující) stranu Měsíce, vždy uvidíte Zemi. To znamená, že můžete odesílat a přijímat signály, ovládat svůj dalekohled a stahovat data prakticky bez zpoždění, přičemž jediným omezením je rychlost světla. Z toho však také vyplývá, že rušení ze Země, jako jsou vysílací signály, bude vždy problémem, se kterým se musíte vypořádat.
Na druhou stranu, pokud jste na druhé straně Měsíce, jste docela efektivní v tom, jak se chránit před vším, co pochází ze Země, ale také nemáte žádnou přímou datovou cestu nebo udržujete komunikační signál. Abychom mohli ovládat dalekohled, budeme muset nainstalovat další mechanismus, orbiter nebo vést komunikaci k blízké straně.
V každém případě budete mít mnoho problémů, se kterými budete muset bojovat a které se obvykle nenacházejí v propasti meziplanetárního prostoru. Dva největší:
Moonquakes. Myslíte si, že příliv na Zemi vládne na Měsíci? Přílivové síly, které Země vyvíjí na Měsíc, jsou 20krát silnější než přílivové síly, které Měsíc vyvíjí na Zemi. Je jich dost, aby na satelitu vyprovokovaly poněkud špatně měsíční zemětřesení.
Teplotní rozdíl. Díky přílivovému blokování Měsíce Zemí a jeho extrémně pomalé rotaci se koupe na slunci téměř nepřetržitě po dobu 14 dní a poté se vrhá do úplné tmy na 14 dní. Denní teploty mohou dosáhnout více než 100 stupňů Celsia a v noci se měsíc ochladí na -173 stupňů.
Zatímco kosmický dalekohled může regulovat svou teplotu aktivním nebo pasivním chlazením (nebo kombinací obou), musí dalekohled vychladnout pod teplotu vlnových délek, které se snaží pozorovat, nebo šum zamlčí zamýšlený signál. To by byla obrovská nevýhoda pro ultrafialovou, optickou nebo infračervenou astronomii, pokud by se někdo z nich pokusil vyvinout na Měsíci.
Navrhnout dalekohled, který vydrží tyto extrémní teploty a stále pracuje, je skličující úkol. Není divu, že jediným dalekohledem na Měsíci, který máme, je blízký ultrafialový dalekohled cestovatele, který pracuje na vlnových délkách, při nichž zemská atmosféra pohlcuje téměř veškeré světlo.
Pro většinu aplikací by jít do vesmíru bylo lepší volbou než Měsíc. Měsíční povrch, soudě podle extrémních teplot a obtíží při komunikaci se Zemí, nabízí více nevýhod, než mít povrch, na kterém lze stavět nebo dělat cokoli jiného.
Měsíc však nabízí jednu velmi specifickou aplikaci: radioteleskopy. Země je neuvěřitelně „radio-hlasitý“zdroj z přírodních a lidských důvodů. I ve vesmíru pronikají signály vycházející ze Země celou sluneční soustavu. Měsíc však poskytuje obrovskou imunitu pozemským rádiovým signálům: vzdálená strana satelitu doslova používá celé lunární tělo jako štít.
Kosmolog Joe Silk napsal tento rok na začátku tohoto roku:
Mohli jsme detekovat signály pro nafouknutí, první fáze Velkého třesku a vytvoření prvních hvězd ve vesmíru pomocí lunárního radioteleskopu. I když existuje naděje na to, že to bude na Zemi nebo ve vesmíru, lunární vzdálený povrch nabízí větší citlivost, protože je chráněn před Zemí štítem než jakákoli jiná možnost.
V dnešní době, kdy jakákoli kosmická loď přesahuje Měsíc, při pohledu ze Země, zasáhne výpadek rádia. Skutečnost, že rádiové vlny nemohou procházet měsícem, znamená, že v tomto časovém období nemohou být vysílány ani přijímány žádné signály. Obíhající satelity, jakékoli vzdálené stanice nebo rovery a dokonce i astronauti Apolla ztrácí schopnost komunikovat se Zemí.
To však také znamená, že jsou chráněny před všemi druhy znečišťujících rádiových signálů generovaných na Zemi. GPS komunikace, mikrovlny, radarové, celulární a Wi-Fi signály, a dokonce i digitální fotoaparáty patří mezi mnoho pozemských zdrojů kontaminujících rádiová observatoře. Ale na druhé straně měsíce jsou všechny zdroje rušení 100% blokovány. Toto je nejčistší radioastronomické prostředí, jaké si lze představit.
Dr. Gillion Scudder také poznamenává, že tento nápad má své nevýhody. Přenos dat vyžaduje něco jako orbitální zařízení, které může komunikovat jak se Zemí, tak s dalekohledem. Dalekohled nebo pole radioteleskopů musí být postaveny a rozmístěny na Měsíci a propojeny, pokud se jedná o pole (a tato možnost je výhodnější). Alternativně by kabely mohly být vedeny k blízké straně pro přenos dat na Zemi.
A největším problémem budou náklady. Přeprava materiálu na Měsíc, přistání na lunárním povrchu, rozmístění a mnoho dalšího je obrovská práce. Dokonce i ten nejskromnější návrh, Lunar Array pro Radio Cosmology (LARC), sestává z více než stovky jednoduchých designových antén rozložených po dvou kilometrech. Projekt bude stát 1 miliardu dolarů a bude nejdražším rádiovým polem v historii Země, pokud bude postaven.
Prakticky jakýkoli rozumný astronomický návrh naznačuje, že prostor je pro umístění dalekohledu mnohem lepší než měsíční povrch. K poklesu teploty dochází ve všech bodech měsíce. Výhodu spočívající v umístění dalekohledu na opačnou stranu měsíce mohli získat pouze radioastronomové, ale tato příležitost by stála docela penny.
Dokud nenajdeme způsob, jak snížit náklady nebo přijít s něčím lepším, je velmi nepravděpodobné, že bychom někdy viděli lunární dalekohled, který překoná jiné možnosti. Vesmír nikam nevede, čeká na nás, abychom odhalili jeho tajemství.
Ilya Khel