Космические и наземные телескопы для наблюдения экзопланет: что лучше?

[AnZr]

Говорю же-телескоп в километр-чуть видим диск Солнца на расстоянии 4.3 св. года.

Как же тогда получено такое изображение Сириуса телескопом Хаббл? Вполне крупное изображение для такого скромного телескопа. Когда смотришь на такие изображения думаешь что не так все уж и плохо.

[Грехов Михаил]

Так это не  изображение физического диска звезды, а изображение дифракционного диска. Это разное. С учетом диаметра Хаббла в 2.5 метра дифракционный диск намного крупнее физического и попросту никаких деталей на самой звезде при этом не видно-все "замулевано" дифракцией и дифракционными лучами. Равно как и при наблюдении с Земли.

Ну и надо понимать, что это звезда (диск которой мы не видим). Планета-раз в 100 будет меньше. А крупный искусственный объект еще в 100 раз меньше планеты.

Да и мягко говоря тут мощная передержка.... мы даже дифракционного диска не видим из-за того, что все залито рассеянным светом на оптике, зеркале и др. Вот там спутник сбоку - белый карлик Сириус-Б. Там как раз видно дифракционный диск с первым кольцом (и тоже на нем все детали самой звезды замулеваны дифракцией). Сириус-А (собственно сам Сириус) будет точно такой-же.... только тут он много ярче. Сам же угловой диаметр физического диска Сириуса всего 0.007'' дуги. Это очень и очень мало. Недостижимо для любого телескопа.

Если найти по формуле, какой телескоп должен быть что бы дифракционный диск хотя бы сравнялся с физическим то находим в мм - 140/0.007= 20 000мм=20м. Но при этом никаких деталей на самом таком дифракционном диске мы не увидим. Нужен размер еще раз в 10-20 больше. А таких телескопов размером в 200-400метров нет и не планируется. И они то даже будут бессильны перед объектами значительно меньших размеров, чем звезды.

[Грехов Михаил]

Гибкий управляемый углепластик (каркас гигантского зонтика) + алюминизириванный майлар (нейлон, дакрон...)
и всё это под управлением компьютеров, включая обработку изображений (коррекция оптических искажений, дрейфы,...)
"Повесив" в космосе несколько сотен таких "зонтиков" можно на порядки перекрыть проблемы "светосилы" при гигантских эффективных диаметрах -
в несколько диаметров Земли...
Чего зря кричать о сферах Дайсона, а тут  -хорошая и достойная задача...,и, главное, реально осуществимая ! ! !

В том то и дело, что нереальная и неосуществимая. Вы не сможете контролировать пленку и точность её поверхности с  л/10. То есть в 55нм. Просто даже по кинематики оттяжки-будут создавать ямы, бугры...Сама пленка и конструкция будет вестись от температуры и проч.  Вывести конструкцию под километр диаметром малореально. Или ряд телескопов с высочайшим контролем точности их размещения для интерферометрии. Контроль осуществлять и др. Все это шибко фантастично. А вы предлагаете еще и сотни.

Сейчас мы дай боже запустим сегментный "Джеймс Вебб" диаметром где-то 6,5 метров. И то сложно и специалисты карпят не один год. Потом может будет ATLAST по прикидкам 8-16 метров диаметром, который пока не финансируется совсем и существуют лишь концепции. И дожить надо. Вот он может начнет устанавливать характеристики планет в ближайших окрестностях Солнца (150 св. лет). Но опять без возможности увидеть что-то мелкое и искусственное.

Все остальное-болтология и беспочвенное фантазирование....   

[Грехов Михаил]

Каждое зеркало должно иметь свою систему адаптивной оптики + систему калибровки и коррекции полученного изображения
по реально известным участкам звездного "неба".

Да за ради бога. Только такое зеркало должно быть огромным. С километр-чтобы уверенно видеть диск соседней звезды. 100 километров-чтобы видеть диск землеподобной планеты. 10 000 -100 000 километров-чтобы уверенно разглядеть на этом диске какие-то искусственные весьма циклопические сооружения типа карьеров, городов, квадратных полей, каналов и др. Как видим-даже для километрового размера придется много-много карпеть. Такую массу вывести в космос малореально. Да и на Земле даже построить.

Далее-сама система адаптивки будет совершенно дикой. Много толкателей и проч. И весь вычислительный комплекс должен быть на орбите.

Пленка в качестве материала ГЗ-не пройдет- между толкателями точность поверхности контролировать не удасться. да и что там с ней будет неизвестно. Вот скажем некое стекло тонкое, которое жестче пленки во много, но податливое-да.... можно. Но такое как и куда запихнуть?  Собирать ГЗ из сегментов скажем метровых - сколько их придется сделать? Сколько сотен тонн будет весить такая конструкция?

МКС всем миром с горем пополам собираем.... а телескоп будет в 10 раз больше по размеру и в 10^3=1000 раз больше по массе. Постройка такого малореальна для цивилизации даже с учетом её мощного напряжения для этого. А для того, чтобы разглядеть искусственные объекты надо ГЗ размером с саму Землю.

От тог -что вы суммируете изображения от зеркал "чистой электронной фотографии"-от этого качество и резкость изображения не растет как там не пыжься. И каким-либо образом вы не сможете получить значительно более резкое изображение, чем дифракционный предел. Да и суммирование непонятно.... зачем? Это при съемке планет так делают, чтобы уйти от размытия изображения атмосферой и плохого сиинга. В космосе же все идеально и так. Никакого роста качества не будет. и так предел дальше некуда.   

[kama]

Пленка в качестве материала ГЗ-не пройдет

Есть же сейчас металлы с заданной памятью. И новые материалы кажется появляются- при определенных условиях (температурах) материал расправляется и приобретает нужную форму.

[Грехов Михаил]

Появится первое плёночное зеркало с диаметром в 100 метров, на нём "поиграют" и - покатится как с горки.

Идея пленочного зеркала  не нова. Некие идиоты на форуме до сих пор периодически бредят мыслью, что достаточно натянуть пленку на герметичный барабан, подсосать с другой стороны небольшим разряжением и вот оно-готовое ГЗ. Не представляя при этом то, что поверхность будет не параболическая и точность будет низка.

"зонтик" в космосе - Это Вам не ЦЕРНовский ускоритель LHC, принципы построения которого доконца не были известны, а строительство уже шло

Не говорите ерунды! LHC строился на базе меньших ускорителей, которые были до LHC. Технологии были известны. Осталось их самасштабировать до соотвествующих размеров.

Есть же сейчас металлы с заданной памятью. И новые материалы кажется появляются- при определенных условиях (температурах) материал расправляется и приобретает нужную форму.

Ну допустим нитинол. И что это дает? Предлагается теплом контролировать форму? Но ведь сама форма должна быть контролируема с высокой точностью. А значит и температуру надо контролировать с точностью до долей градуса. Ну это не сколько не избавляет от необходимости иметь точную форму уже заранее. Да и тело помимо контроля формы - расширяет материал. А это уже вредно. Далее-этот нитинол с плотностью 6,6 г/см3. Если представить себе ГЗ с километр и толщиной 5мм то это масса 26 тыс. тонн. То есть примерно 1000 стартов "Протонов" только на одно ГЗ. А там собирать, монтировать.... как-то соединять его.     

[kama]

Ну допустим нитинол. И что это дает? Предлагается теплом контролировать форму? Но ведь сама форма должна быть контролируема с высокой точностью. А значит и температуру надо контролировать с точностью до долей градуса. Ну это не сколько не избавляет от необходимости иметь точную форму уже заранее. Да и тело помимо контроля формы - расширяет материал. А это уже вредно. Далее-этот нитинол с плотностью 6,6 г/см3. Если представить себе ГЗ с километр и толщиной 5мм то это масса 26 тыс. тонн. То есть примерно 1000 стартов "Протонов" только на одно ГЗ. А там собирать, монтировать.... как-то соединять его.

Ну Михаил, сдаюсь...  Тогда надежда либо самим ломиться через чудовищное пространство, либо посылать быстрые зонды - скажем зонды Мильнера- Хокинга. Но это не скоро.  Либо, действительно, ждать прорывного чего- то нового в оптике. А ждать - есть ли время?

[Грехов Михаил]

Есть другой путь.... гораздо более логичный.

С ростом технологий и возможности телескопов возникает вполне себе задача определить более подробно элементы орбиты планет у ближайших соседних звезд. Затем уже прозондировать планеты на их возможную "землеподобность". После этого начать поиск "биомаркеров" жизни. Типа метана, кислорода и др. Потом зондировать дальше. Может более пристально слушать в радио. Хотя понять есть ли разум на планете и какой весьма не просто.

Зонды-тоже вилами по воде писано.

[Змей Петров]

Единственный актуальные на обозримое будущее способ - поиск искусственных ЭМ-сигналов от радиодиапазона до УФ.
Правда далеко не все из этого диапазона пропускает атмосфера, а городить огромные детекторы в космосе весьма проблематично.

[Грехов Михаил]

Меньшие ускорители  - не были "сверхпроводниковыми"

Тэватрон в США-предшественник БАК именно сверхпроводниковый.

Ну и само явление сверхпроводимости известно давно. Как и за счет чего возникает-тоже. Наверняка и до ускорителей были проведены все необходимые опыты и эксперименты. И историю создания я вполне себе представляю.

И каким боком LHC относится к обсуждаемой теме?

[Грехов Михаил]

Вы так уверенно утверждаете, Вам доводилось обсуждать эти проблемы с людьми в ЦЕРНе

Знаком с человеком-выпускником физфака МГУ, который ездил туда на наладку аппаратуры детектора. До работы LHC. Ну и сам кучу инфы прочитал. Не слишком сложной, но объясняющей все принципы.

Эта история - хороший урок для других наук именно потому, что задача была настолько многосторонней, что охватывала едва ли не всё
самое передовое из большинства наук...

Это да. Но у нас сейчас на повестке дня будущего 39м телескоп, Джеймс Вебб и тоже много тонкостей. Километровые размеры, которые ничего не покажут искусственного-до таких еще шибко далеко.

[ВадимZero]

Для того, чтобы понять, что это именно ночное освещение, надо видеть структуру.

Нет нужно просто поймать спецефические спектры свойственные уличному освещению, и не свойственные неосвещенной стороне планеты.

[Грехов Михаил]

Дневная сторона планеты освещена в черт знает во сколько раз интенсивнее ночной. С учетом того, что еще не все районы могут быть обитаемые, а где-то океан. Выделить спектры излучения ламп весьма сложно. Да и некая цивилизация может бережливо относиться к иллюминациии в отличие от нас. Освещать только необходимое. Никаких подсветок зданий и др. Всю нашу засветку можно срезать в разы.

[Ihtamnet II]

Но, если почитать, что говорили о телескопе Хаббл, когда появилась лишь его идея - заметите множество схожего с Вашими доводами.

А что говорили? Хаббл ведь всего-лишь один из шпионских спутников, лишний так сказать. Поэтому - что такого могли о нем говорить? Ничего революционного в нем нет.

[Грехов Михаил]

Там много такого, что на Земле не нужно - например особая система управления ориентацией в пространстве (шедевр в своем роде) или
система регистрации фото высокого разрешения (уникальные ПЗС ), система связи с ЦУ и передачи данных + фото высокого разрешения...

Ага.... и кривое ГЗ, изготовленное с ошибкой, которое изначально строило изображения не резче тех, что получали с Земли. :-) Это потом уже в ходе ремонта установили корректор.

Насчет уникальной системы-обычные высокоточные гиродины. Ими пользовались и раньше. Насчет чувствительных ПЗС-те же самые, что и были в других спутниках того времени. А сейчас и вовсе Хаббл устаревает стремительно. Так как технологии развиваются и ПЗС тоже. Появляется что-то новое. На Земле можно сделать быструю замену на новое, а на Хаббле - не так то просто ибо в космосе. И при всей уникальности его постоянно чинили и меняли летая к нему на Шаттле. То эти самые уникальные гиродины, то ПЗС, то приборы, то солнечные панели новые. Сколько он там сожрал средств и усилий-просто ужас.

Хаббл не планировался как шпионский, разрабатывался и изготавливался также не на "шпионских верфях", хотя такие задачи он может
выполнять (с большим риском выжечь ПЗС)

ПЗС выжечь можно лишь способом посмотреть на Солнце. Преполнение пикселя-это не выжигание ПЗС и обратимо. Кроме этого, Хаббл вполне себе однажды смотрел на Луну-довольно яркий объект. И получил вполне себе неплохое фото без каких-либо последствий для ПЗС.

http://www.bibliotecapleyades.net/imagenes_luna/luna40_01.jpg

Периодически фотографирует планеты типа Юпитера и Сатурна, которые тоже довольно яркие. Так что не надо говорить ерунды. 

[Виктор С.]

   Рассуждая о какой-то возможности постройки каких-то "сверхтелескопов", чтобы что-то рассмотреть возле ближайших звезд, некоторые просто не представляют наглядно масштабы межзвездных расстояний. Система Альфа-Центавра находится от нашей Солнечной системы "всего" в каких-то 4,3 световых года (ничтожная величина даже по масштабам нашей Галактики).
  Так вот, если мысленно уменьшить нашу Солнечную до таких размеров, чтобы наше Солнце-звезда превратилось в шарик диаметром 10 см, то наша родная планета Земля будет размером менее 1 мм  и вращаться вокруг Солнца  на расстоянии примерно 14 метров. Представляете?  А теперь представьте, что при таком принятом нами масштабе, система Альфа-Центавра будет удалена от Солнца на расстоянии порядка 1,5 - 2,0 тыс. км (если не ошибаюсь)! Теперь Вы наглядно ощутили как далеко все-таки ближайшая к нам звездная система! 
  Ну а дальше можно и не фантазировать с какими-то там "сверхтелескопами" в обозримом будущем... 

[Змей Петров]

Выделить спектры излучения ламп весьма сложно. Да и некая цивилизация может бережливо относиться к иллюминациии в отличие от нас. Освещать только необходимое.

Меня натурально прёт от мысли, что ВНЦ освещаются теми же ртутными/натриевыми фонарями, что и мы

[Грехов Михаил]

Мы уже семямильными шагами переходим на светодиоды. А они таки имеют спектр весьма похожий к Солнечному с отдельным плавным пиком на 450нм. В общем короче значительно хуже для распознавания, чем натриевые или ртутные лампы. 

[Змей Петров]

В общем короче значительно хуже для распознавания, чем натриевые или ртутные лампы.

И что теперь делать?

[Виктор С.]

В общем короче значительно хуже для распознавания, чем натриевые или ртутные лампы.

И что теперь делать?

Срочно вернуться на лампы накаливания...