Ja vēlaties visjaunākās un tīrākās mūsu Visuma bildes, vislabāk to darīt ir pamest Zemi. Šeit, uz mūsu planētas, jūs varat atrast veselu virkni visu veidu efektu, kas traucē mūsu renderēšanas iespējām. Gaismas piesārņojums ierobežo mūsu redzes diapazonu; atmosfēra kaitē mūsu izšķirtspējai un spējai skaidri redzēt; mākoņi un laika apstākļi neļauj mums savākt gaismu; Pati saule un zeme bloķē milzīgu mūsu redzes lauka daļu no jebkuras vietas uz zemes.
Tomēr tādas observatorijas kā Habla, Čandra, Fermi, Špicers un citas ir parādījušas, cik efektīvi var būt kosmosa teleskopi. Viedokļi un dati, ko viņi atgriezās uz Zemes, mums iemācīja daudz vairāk, nekā varētu iemācīt līdzīgi novērojumi no Zemes. Kāpēc tad nenovietot teleskopu uz Mēness? Ticiet vai nē, šī ir briesmīga ideja. Viņai ir tikai viens pozitīvs punkts. Un tāpēc.
Teleskops uz Mēness: vai tas ir slikti?
Mēness, no pirmā acu uzmetiena, var šķist ideāla vieta, kur novietot teleskopu. Tam praktiski nav atmosfēras, novēršot bailes no gaismas piesārņojuma. Tas atrodas tālu no Zemes, kam vajadzētu ievērojami samazināt traucējumus, ko rada visi cilvēku radītie signāli. Īpaši garas naktis nozīmē arī to, ka jūs varat nepārtraukti novērot to pašu mērķi 14 dienas bez pārtraukuma. Un, tā kā jums ir ciets pamats, jums nav nepieciešami žiroskopi vai pacelšanas riteņi. Liekas, ka viss ir forši.
Bet, kad jūs sākat domāt par to, kā Mēness griežas ap Zemi, visu Mēness-Zemes sistēmu, kas griežas ap Sauli, jūs sākat saprast dažas problēmas, ar kurām šī ideja neizbēgami saskaras.
Pirmkārt, ja jūs novietosit savu teleskopu uz mēness, kuru pusi izvēlēsities: tuvu vai tālu? Katram no viņiem ir savi trūkumi.
Reklāmas video:
Ja jūs novietosit savu teleskopu Mēness tuvajā (pret zemi vērstajā) pusē, jūs vienmēr redzēsit Zemi. Tas nozīmē, ka jūs varat sūtīt un saņemt signālus, kontrolēt savu teleskopu un lejupielādēt datus praktiski bez kavēšanās, vienīgais ierobežojums ir gaismas ātrums. Bet no tā arī izriet, ka Zemes radītie traucējumi, piemēram, apraides signāli, vienmēr būs problēma, kas jums jārisina.
No otras puses, ja atrodaties tālu mēness pusē, jūs diezgan efektīvi aizsargājat sevi no visa, kas nāk no zemes, bet arī jums nav tieša datu ceļa vai komunikācijas signāla uzturēšanas. Lai darbinātu teleskopu, mums būs jāuzstāda papildu mehānisms, orbīts vai jāveic sakari ar tuvo pusi.
Jebkurā gadījumā jums būs daudz problēmu, ar kurām jums būs jācīnās, un kuras parasti nav atrodamas starpplanētu telpas bezdibenī. Divas lielākās:
Mēness drebējumi. Vai jūs domājat, ka plūdmaiņas uz Zemes nosaka Mēness? Paisuma un bēguma spēki, ko Zeme ietekmē uz Mēness, ir 20 reizes spēcīgāki nekā paisuma un paisuma spēki, kurus Mēness iedarbojas uz Zemi. Viņu ir pietiekami daudz, lai satelītā provocētu diezgan slimīgas mēneša zemestrīces.
Temperatūras starpība. Sakarā ar to, ka Zeme bloķē Mēness un tā ārkārtīgi lēni griežas, tas gandrīz nepārtraukti peld saules gaismā 14 dienas un pēc tam 14 dienas ieslīgst pilnīgā tumsā. Dienas temperatūra var sasniegt vairāk nekā 100 grādus pēc Celsija, un naktī mēness atdziest līdz -173 grādiem.
Kamēr kosmiskais teleskops var kontrolēt tā temperatūru ar aktīvu vai pasīvu dzesēšanu (vai ar abu kombināciju), teleskopam ir jāatdziest zem temperatūras viļņu garumā, kuru mēģina novērot, pretējā gadījumā troksnis aizsedz paredzēto signālu. Tas būtu milzīgs trūkums ultravioletās, optiskās vai infrasarkanās astronomijas gadījumā, ja kādu no tiem mēģinātu attīstīt uz Mēness.
Projektēt teleskopu, kas izturētu šīs galējās temperatūras un joprojām darbotos, ir biedējošs uzdevums. Nav pārsteidzoši, ka vienīgais teleskops uz Mēness, kas mums ir, ir ceļotāja tuvās puses ultravioletais teleskops, kas darbojas viļņu garumā, pie kura Zemes atmosfēra absorbē gandrīz visu gaismu.
Lielākajai daļai lietojumprogrammu došanās kosmosā būtu labāks risinājums nekā Mēness. Mēness virsma, spriežot pēc ārkārtējām temperatūrām un grūtībām komunikācijā ar Zemi, piedāvā vairāk trūkumu nekā tāda, kurai ir virsma, uz kuras veidot vai darīt kaut ko citu.
Bet ir viens ļoti specifisks lietojums, ko Mēness piedāvā: radioteleskopi. Zeme ir neticami "radio skaļš" avots dabisku un cilvēku iemeslu dēļ. Pat kosmosā signāli, kas nāk no Zemes, caurstrāvo visu Saules sistēmu. Bet Mēness nodrošina milzīgu imunitāti pret Zemes radiosignāliem: satelīta tālākā puse burtiski izmanto visu Mēness ķermeni kā vairogu.
Kosmologs Džo Silks šā gada sākumā rakstīja:
Mēs varētu noteikt inflācijas signālus, Lielā sprādziena pirmos posmus un Visuma pirmo zvaigžņu veidošanos ar Mēness radioteleskopu. Kaut arī ir cerība to izdarīt uz Zemes vai kosmosā, Mēness tālu virsma piedāvā lielāku jutību, jo to no Zemes pasargā vairogs nekā jebkuru citu iespēju.
Mūsdienās, kad jebkurš kosmosa kuģis pārsniedz Mēnesi, skatoties no Zemes, tas nonāk radio aptumšojumā. Fakts, ka radioviļņi nevar iziet caur Mēnesi, nozīmē, ka šajā laika posmā signālus nevar tur nosūtīt vai saņemt. Orbītā esošie satelīti, jebkuras attālas stacijas vai maršruti un pat Apollo astronauti zaudē spēju sazināties ar Zemi.
Bet tas arī nozīmē, ka tie ir aizsargāti no visa veida piesārņojošiem radio signāliem, kas tiek ģenerēti uz Zemes. Starp daudzajiem virszemes avotiem, kas piesārņo radio observatorijas, ir GPS sakari, mikroviļņi, radari, mobilie un Wi-Fi signāli un pat digitālās fotokameras. Bet tālu mēness pusē visi traucējumu avoti ir 100% bloķēti. Šī ir tīrākā radioastronomijas vide, kādu vien iespējams iedomāties.
Dr Gillion Scudder arī atzīmē, ka šai idejai ir savi trūkumi. Datu pārsūtīšanai nepieciešams kaut kas līdzīgs orbitālai ierīcei, kas var sazināties gan ar Zemi, gan ar teleskopu. Uz Mēness ir jābūvē un jāizvieto teleskops vai radioteleskopu bloks, un tie jāsavieno, ja tas runā par masīvu (un šī iespēja ir vēlama). Alternatīvi, kabeļus var palaist uz tuvo pusi, lai pārsūtītu datus uz Zemi.
Un lielākais jautājums būs izmaksas. Materiālu pārvadāšana uz Mēnesi, nosēšanās uz Mēness virsmas, izvietošana un daudz kas cits ir kolosāls darbs. Pat pieticīgākais priekšlikums - Lunar Array for Radiocosmology (LARC) - sastāv no vairāk nekā simts vienkārša dizaina antenām, kas atrodas divu kilometru diapazonā. Projekts maksās 1 miljardu USD un būs dārgākais radio masīvs Zemes vēsturē, ja to uzbūvēs.
Praktiski jebkurš saprātīgs astronomiskais priekšlikums nozīmē, ka telpa teleskopa izvietošanai ir daudz labāka nekā Mēness virsma. Temperatūras pazemināšanās notiek visos mēness punktos. Tikai radioastronomi varētu iegūt priekšrocību, novietojot teleskopu tālu mēness pusē, taču šī iespēja izmaksātu diezgan santīmu.
Kamēr mēs neatradīsim veidu, kā samazināt izmaksas vai nākt klajā ar kaut ko labāku, ir maz ticams, ka mēs kādreiz redzēsim Mēness teleskopu, kas pārspēj citas iespējas. Visums nekur nedodas, tas gaida, kad mēs atklāsim tā noslēpumus.
Iļja Khel