Автоматический длинноволновый радиотелескоп на Луне

[Rattus]

Известно, что сегодня одной из очень немногих рациональных целей полётов к Луне в плане фундаментальной науки, но не касаясь изучения собственно Луны, является развертывание на её обратной стороне длинноволнового радиотелескопа, антенна которого, как говорят, может представлять собой всего "несколько сотен метров проволоки". Если весь телескоп действительно может иметь очень небольшие габариты в свернутом состоянии и достаточно простую схему развертывания - то с учётом возможностей современной электроники и автоматики - возможно ли развертывание такого полностью автономного радиотелескопа на обратной стороне Луны без пилотируемых полётов?
И насколько это в действительности дорого/сложно?

Если именно этот вопрос уже ранее был отвечен где-то на Форуме - можно просто дать ссылку, поскольку поиск по нему ничего не дал.

[ziggyStardust]

...является развертывание на её обратной стороне длинноволнового радиотелескопа, антенна которого, как говорят, может представлять собой всего "несколько сотен метров проволоки"...

Пару сот метров - это один элементарный диполь. Посмотрите на серию радиотелескопов УТР, их устройство. Диполей нужно минимум 5(для примитивного "креста Милса"). Плюс еще высота подвеса - соизмерима с четвертью длинны волны. Хотя, если обратная сторона Луны непроводяща, диполи могут лежать на грунте.

Тут есть вариант для компактных спутников - плазменные антенны. Недостаток - такая антенна - передний край радиофизики, технологии плохо отработаны, антенна высокотехнологична(диполь же - простой как лом) и имеет свой ресурс работы, не особо-то и большой.

[Грехов Михаил]

Такой телескоп нафиг не нужен.... нерационален по сумме расходов на возведение.... надо много антенн, а не "кусок проволоки". То есть типа БСА в Пущино. Помимо этого приемник с низкими шумами.... потом передатчик на землю или система обработки.... и проч. Куча монтажных работ, то-се.... кабелей съема сигнала.... 

Вообще часто людей и форумчан посещает мысль о том, что якобы Луна -это обетованное место для размещения каких-то телескопов, научных проектов и проч. Но на самом деле это не так. Абсолютно бесполезно и ничего такого там нет.

На длинных волнах ничего интересного нет.... и размеры установки увеличиваются с увеличением длины волны -растут габариты антенн. И что там еще ловить -еще вопрос.... ибо в основном на коротких волнах и процессы интереснее и разрешение выше и все проще.... 

[Rattus]

Хотелось бы всё же по-детальнее и по-аргументированнее...

[ziggyStardust]

Но на самом деле это не так. Абсолютно бесполезно и ничего такого там нет.

Там нет атмосферы, а промышленные шумы экранируются телом Луны. Все это делает наш спутник(вернее обратную его сторону) уникальным "плацдармом" для радиоастрономии. И далеко не только длинноволновой. Для обычной радиоастро это тоже в своем роде Мекка. То и дело приходят сообщения что радиоастрономы то поймали переходной процесс от СВЧ печки, то электроимпульсы от колонии насекомых (в 60-х годах еще) и т.д. Луна позволяет это 99.999% исключить

[ziggyStardust]

по-аргументированнее

...что именно? Какой тезис.

[дерево]

Сотни метров проволоки не хватит (разве что она будет толщиной 10 м). Усреднённая толщина антенны по эффективной площади антенны должна быть соизмеримой с толщиной скин-слоя используемого материала на рабочей частоте. На нижней границе длинных волн при частоте 30 кГц его толщина в алюминии составляет ~0,5 мм, то есть >1 кг/м².

Кстати, а что эта, извиняюсь, потенциальная флудилка про технику (а не законы природы), делает в горизонатх, а не ВЖР?

[Грехов Михаил]

Там нет атмосферы, а промышленные шумы экранируются телом Луны. Все это делает наш спутник(вернее обратную его сторону) уникальным "плацдармом" для радиоастрономии. И далеко не только длинноволновой. Для обычной радиоастро это тоже в своем роде Мекка. То и дело приходят сообщения что радиоастрономы то поймали переходной процесс от СВЧ печки, то электроимпульсы от колонии насекомых (в 60-х годах еще) и т.д. Луна позволяет это 99.999% исключить

На длинных волнах (килогерцы) на Земле почти ничего не работает уже... СВЧ-печка - это несколько гигагерц. Заняты диапазоны КВ, УКВ, СВЧ и проч.... и никакого смысла экрана в Луне нет. другое дело - что длинные волны могут не проходить сквозь ионосферу.... надо смотреть окно радиопрозрачности. Нет там никаких промышленных шумов на этих частотах...

Далее-что изучать на этих диапазонах? Какие небесные объекты светят на этих диапазонах и "о чем"? Наоборот чем явление интереснее -тем оно больше излучает на Коротких и Ультракоротких волнах. Строят миллимитровые телескопы и планируется запуск "Миллиметрона". Чтобы что-то изучать со сверхвысоким разрешением. На длинных волнах чего и как изучать, если пространственное сканирование обеспечить сложно? Понять откуда пришел сигнал? Чтобы его отфильтровать требуется мегаустановка. Например БСА в Пущино (около 100МГц) имеет размеры 370х180метров. Если потребуется такое же сделать для 100КГц -то это в 1000 раз больше - вместо метров будут километры. Телескоп, сравнимый с размером с Московской областью.

Огромные затраты.... С обратной стороны Луны еще как-то надо передать сигнал на Землю.... потом еще там питание делать, все сооружать.... обеспечивать термостабилизацию и охлаждение. При этом сложно заменить блок, вышедший из строя.... или обеспечить обновление оборудования на более прогрессивное -как с Хабблом -дорогостоящие миссии. Здесь будет еще дороже.... в разы....десятки раз.

Не летаем на Луну давно.... а туда надо затаскивать десятки-сотни-тысячи тонн материалов и проч.... мегапрограмма для всего человечества.

[bob]

Такой телескоп нафиг не нужен.... То есть типа БСА в Пущино. Помимо этого приемник с низкими шумами.... потом передатчик на землю или система обработки.... и проч. Куча монтажных работ, то-се.... кабелей съема сигнала.... 

Он хочет, скорее, что-то вроде Пущинского БКТ - поле столбов с натянутой проволокой с фазированием. Некоторый смысл в этом мог бы быть - чтобы РТ всегда находился в тени от земного радиошума, а половину времени и от солнечного тоже. Та сторона Луны - это зона радиотишины. Но всё равно проще было бы запустить телескоп на орбиту Луны: никаких проблем с монтажом, гравитацией, лунной пылью и прочими гадостями. Запустил, автоматически развернул сетку в полной невесомости и готово (если убрать столбы и опоры, нужные только из-за силы тяжести, весь БКТ мог бы уместиться под обтекателем одного "Протона" в сложенном виде). Правда, в зону радиомолчания он будет заходить реже - только когда затеняется Луной от нас. И проблемы связи не будет. После сеанса наблюдений, накопив материал, за остальную часть орбитального маршрута, выйдя из радиотени, он будет передавать на Землю собранные на той стороне данные. Это действительно интересно и периодически рассматривается. Но посадка на Луну, монтаж опор - это уму непостижимо (несопоставимо по затратам и сложности со всеми лунными программами, вместе взятыми). Лучше даже об этом не заикаться, имхо.

Если именно этот вопрос уже ранее был отвечен где-то на Форуме - можно просто дать ссылку, поскольку поиск по нему ничего не дал.

Наберите в поиске по форуму "Телескоп на обратной стороне Луны". Правда, предупреждаю - чуши по ссылкам будет заметно больше, чем чего-то серьёзного.

[ziggyStardust]

На длинных волнах (килогерцы) на Земле почти ничего не работает уже...

Работают... Банальные атмосферные грозы - мощные широкополосные импульсы. И ИБП для бытовых компьютеров - квазигармонические помехи на множестве частот. "Радиосмог" стоит ужасный где-то с 30 kHz аж до 4 MHz. Именно потому диапазоны покидают профессиональные службы.

СВЧ-печка - это несколько гигагерц...

Стационарно работающая печка - да, но ее переходной процесс широкополосен.

Какие небесные объекты светят на этих диапазонах и "о чем"?

суперюпитеры своим магнитным полем...

...и Ультракоротких волнах...

Кстати о них, УКВ могут преломляться и отражаться в слоях атмосферы от областей с разной температурой или ионизированных участков. Т.е. по-сути направив антенну в небо мы ловим наземный сигнал. Поскольку такие явления очень труднопрогнозируемые, то очень много редких радиоастрофизических данных отметается как шумы. В расчет берутся только мощные стационарные источники - а-ля пульсары...

С обратной стороны Луны еще как-то надо передать сигнал на Землю...

Ну передавали же в 60-х как-то...

[Грехов Михаил]

Работают... Банальные грозы.

Они работают широкополосно. Ну и таки не так уж повсеместно.... далекие грозы не шумят.

Стационарно работающая печка - да, но ее переходной процесс широкополосен.

там все экранировано весьма хорошо. Металлический корпус и все прочее. Переходный процесс вряд ли будет на килогерцах.

суперюпитеры своим магнитным полем...

Это слабый сигнал, если речь об экзопланетах.... ничего там не уловишь. Ловят пульсары или что-то такое.... весьма глобальное. А тут -затерянная планетка. Все утонет в других сигналах.

Ну передавали же в 60-х как-то...

Нет, не передавали.... был облет Луны и её фотографирование в 60е годы. То есть позже процесса фото, когда станция уже вышла из-за Луны.... не было пока что ни единого факта передачи сигнала непосредственно с обратной стороны Луны с поверхности. И непрерывно.

Он хочет, скорее, что-то вроде Пущинского БКТ - поле столбов с натянутой проволокой с фазированием.

ну и я о том-же.... но на килогерцах размеры такого телескопа возрастут на 3 порядка. 

[bob]

пока что ни единого факта передачи сигнала непосредственно с обратной стороны Луны с поверхности. И непрерывно.

Китайцы обещают... У них будет посадочная АМС, луноход-2 и орбитальный ретранслятор для них. Но это так, к слову.

[Грехов Михаил]

Это где это такое писано, что все означенное выше будет садиться именно на обратную сторону Луны? Никакого смысла в этом нет! Поскольку там даже в плане геологии хуже и в плане характеристик поверхности. Кучерявая она там и сесть сложно.... ибо много гор и проч.

[ROVIAN]

Поверхность сложнее, но помех от Земли намного меньше.

[Грехов Михаил]

Какие помехи от Земли для совершения миссий к  луне Луноходам и посадочной АМС? Наоборот лучше -всегда на связи, если видно Луну. В теории сегодня можно быть на связи круглосуточно с использованием антенн раскиданных по всей Земле.

[ROVIAN]

Радиотелескоп для связи с Землёй ?   

[ziggyStardust]

Но всё равно проще было бы запустить телескоп на орбиту Луны: никаких проблем с монтажом, гравитацией, лунной пылью и прочими гадостями.

Для длинноволнового в виде примитивного "креста Милса" на пять элементов самое оно. Нет трения об атмосферу, проволоку можно просто размотать а модули скрепить синтетическим канатиком. Но если делать сотни? Как их так филигранно расставить то? Жестко скрепив? Подгоняя орбиты? А если другая страна захочет свою группировку тысяч на 10 элементов вывести?

 Еще такой вариант:


Выводим на орбиту кассету с 10 000 роботов с малой магнитной рамкой. И разбрасываем по поверхности. Не беда что роботы не разбросаны точно на лямбда/4. Они самоходные - где могут стараются подъехать к своей ближайшей узловой точке, где нет - корректируют фазу приемника вот таким устройством. Вуаля...

[Грехов Михаил]

Радиотелескоп для связи с Землёй ?   

Говоря о "кучерявости поверхности" я имел ввиду сложность посадки на неё будущих Китайских лунных исследовательских миссий из сообщения Боба, которые будут связываться с Землей. Ну и сложность поездки лунохода на оной.

Вы упомянули про "сложность поверхности" скорее всего из этого сообщения и видимо с какого-то перепугу вдруг ассоциировали это с радиотелескопом (речь то совсем о другом шла). Как-то это не совсем правильно с вашей стороны цитировать сообщение в одном русле, а иметь ввиду другое. 

И кстати, если уже речь о диапазоне в 100КГц, то такой телескоп должен иметь разброс по высоте установки антенн не более 300-500 метров (длина волны /8..10). То есть горные районы с перепадом высот 2-3 км тоже являются неподходящим местом для оного. Придется делать весьма разновысотные опоры для выравнивания синфазной решетки.  Напротив-на более плоской поверхности это много легче и опоры короче или вообще без них. А ровные места -это лунные моря.   

[Скеп-тик]

Длинноволновые телескопы бессмыслены - пробег километровых радиоволн в плазме (солнечном ветре) не превышает размер Солнечной системы. Только грозы Юпитера и Сатурна ловить?

[Forest]

Ратусс,плюсанул вам за скоп на Луне. Ставлю более серьезную задачу Вам:
 Гравиметр в точке Лагранжа системы Земля,Луна,Солнце.
 Это более перспективно с т ч зрения фундаментальных наук