Космические и наземные телескопы для наблюдения экзопланет: что лучше?

[andrey7222]

чегой-т у меня сомнения,
что атмосфера даст четкий
конкретный фокус
искажения-искривления--конечно
даст
но настолько однообразные, чтоб
в фокус свести---не думаю

[kryptonik]

Хорошо бы еще научится на время наблюдений Солнце выключать, а то кроме рассеянного в атмосфере света мы ничего не увидим. Ладно, можно освещенную часть атмосферы прикрыть. Тогда что можно сказать о качестве линзы, все же несколько сотен  километров воздуха. Во что они идеальное изображение размажут. И размеры приемника интересуют.

[Процион]

Хорошо бы еще научится на время наблюдений Солнце выключать, а то кроме рассеянного в атмосфере света мы ничего не увидим. Ладно, можно освещенную часть атмосферы прикрыть. Тогда что можно сказать о качестве линзы, все же несколько сотен  километров воздуха. Во что они идеальное изображение размажут. И размеры приемника интересуют.

Можно применить коронограф, какой планируют использовать для "Джеймса Вебба".

[OratorFree]

чегой-т у меня сомнения,
что атмосфера даст четкий
конкретный фокус

Вряд ли мы любительском уровне сможем написать грамотную рецензию на статью : https://arxiv.org/abs/1908.00490
[The "Terrascope": On the Possibility of Using the Earth as an Atmospheric Lens
David Kipping]
Нужно ждать реакции специалистов.

[andrey7222]

может и так

но чисто логически,
представляется линза объектива,
у которой разная плотность в разных
местах, разная температура и при том еще
постоянное перемещение неоднородностей
в ее материале
нет, маловероятно))

[OratorFree]

Можно применить коронограф, какой планируют использовать для "Джеймса Вебба".

По моему его планируется разместить в точке либрации L2, под прикрытием тени Земли. И "смотреть" он будет в направлении противоположном от Солнца. Как и наш "Спектр-РГ", чтоб он был здоров.

А здесь нужно размещать либо со стороны Солнца, тогда "линза" имеет засветку атмосферы с дневной стороны. Либо со стороны  одного полюса Земли, тогда имеем (грубо) пол линзы засвеченной, половину незасвеченной. Нужны чудеса матобработки сигнала в любом случае. Имхо, за такую обработку не жалко было бы и нобелевку, но математикам она не положена. 

[Gleb1964]

может и так

но чисто логически,
представляется линза объектива,
у которой разная плотность в разных
местах, разная температура и при том еще
постоянное перемещение неоднородностей
в ее материале
нет, маловероятно))

Вы абсолютно правы. Статья, рассматривающая чисто сферическую модели атмосферы Земли страшно далека от реальности, без учета вовлечения атмосферы во вращение Земли и локальные структурные неоднородности. Даже просто - дневная и ночная сторона атмосферы разные, дневная слегка "распухает". Такой телескоп неработоспособен. Маловероятно, что свет, прошедший тысячи километров с разных сторон Земли, сфазируется с точностью до долей волны, что требуется от оптической апертуры.

[сэр Милорд]

Статья, рассматривающая чисто сферическую модели атмосферы Земли страшно далека от реальности

а если рассматривать модель атмосферы со стороны наблюдателя с земли?

[MenFrame]

Какими могут быть теоретически максимально большие (космические) телескопы

Такими

[Goodricke]

Какими могут быть теоретически максимально большие (космические) телескопы и что можно при их помощи рассмотреть на экзопланетах?

JWST
WFIRST
Habitable Exoplanet Observatory (HabEx)  https://en.wikipedia.org/wiki/Habitable_Exoplanet_Imaging_Mission
LUVOIR (Large Ultraviolet/Optical/Infrared Surveyor) https://ru.wikipedia.org/wiki/LUVOIR

[Eddy_Em]

А вы просто вспомните формулу теоретического углового разрешения идеального зеркала (по дифракции). И посчитайте, сколько километров надо запилить…
Другое дело — если вдруг мы научимся регистрировать оптические кванты так же, как регистрируем кванты радиодиапазона. В этом случае можно будет запустить в космос пару-тройку телескопов на орбиту хотя бы Земли и получить эдакий супер-интерферометр в оптическом диапазоне.
Ну или довольствоваться интерферометрией со сверхдлинной базой Земля-миллиметрон.

[Vavanzer]

Какими могут быть теоретически максимально большие (космические) телескопы

Такими

Еще как вариант, атмосфера у какой нибудь дальней небольшой ппланеты, в качестве линзы. Более однородная, чем близко к Солнцу.  И само Солнце не мешает наблюдениям.
 Множество спутников с матрицами на разных орбитах вокруг планеты-кольцевого телескопа))

[Vavanzer]

А вы просто вспомните формулу теоретического углового разрешения идеального зеркала (по дифракции). И посчитайте, сколько километров надо запилить…

Форму можно придать разными способами. Например за счет прогиба в гравитации (Луны или астероида) . Или многослойная пленка, которую при закачивании газа коробит в форме сферы или параболы.
  Пленка и  постоянные магниты на оправе, вместо гравитации, вытягивают форму.

  Т е ничего не надо полировать. Главное вогнутую отражающую поверхность создать. А около матриц и корректоры, фильтры, коронографы и прочу дребедень можно сколь угодно устанавливать))

[Vavanzer]

Конструкция пленочных зеркал выгодна простотой, массой, возможностью упаковать и собрать по частям. Можно огромные габариты делать, тонкая ферма суперлегкая, складная, в отличии от стеклянных и металлических зеркал.

Можно даже на Земле попробовать что то подобное сообразить, по принципу стационарного радиотелескопа в Аресибо, или вращательных ртутных зеркал.

[Eddy_Em]

Главное вогнутую отражающую поверхность создать

С точностью как минимум λ/4? Боюсь, дальше миллиметрового диапазона вы в этом случае с таким телескопом не уйдете!

[Vavanzer]

Главное вогнутую отражающую поверхность создать

С точностью как минимум λ/4? Боюсь, дальше миллиметрового диапазона вы в этом случае с таким телескопом не уйдете!

Тут хитрые технологии нужны. Как то ведь работает ртутный телескоп. 4м диаметра. Там и волны смогли победить, и от микроземлетрясений и пр вибраций уберечь. Там целая эпопея была. В старых книгах и журналах где то описывалось.

Здесь так же. Никто не обещает легкой жизни. Но.
При прогибе всех материалов (веревки, провода и пр) образуется парабола.

[Vavanzer]

Допустим берем наземный вариант. Зеркальная пленка из какого то суперматериала (вт ч комплексного, многослойного) гибкого и эластичного и виброустойчивого изгибается под силой тяжести. Оправа не подвержена никаким перекосам.
Можно по принципу адаптивных систем доводить форму до идеала.  В космосе с этим проще. Но "гравитацию" придется магнитным полем создавать.

[Vavanzer]

Боюсь, дальше миллиметрового диапазона вы в этом случае с таким телескопом не уйдете

На счет милиметрового диапазона, его можно в домашних условиях получить))) Микроволновый уже интереснее. Понятно что направление не проработано. Методом последовательных экспериментов прокатит.

Можно и пленочные космические рефракторы газонаполненные замутить подобным образом. Правда если только отрицательный компонент придется лепить между двумя положительными, имеющими большее внутреннее давление.
Наземный рефрактор такой тоже будет зенитного типа, ну чуть оправой можно наклонять, а на дне колодца тележки с камерами ловят изображение)))

[-Asket-]

Фантазмы Зубрина на тему мембранных космических телескопов: https://www.centauri-dreams.org/2021/03/04/a-method-for-creating-enormous-space-telescopes/

[Eddy_Em]

Как то ведь работает ртутный телескоп. 4м диаметра.

Там тоже есть проблемы. Например, волны, возникающие из-за вибраций...
Что до рефракторов, то история уже показала, что в современном мире рефракторы только в качестве игрушек годятся!
Понятно, что в случае газонаполненного рефрактора уже нет такого требования к точности поверхности, однако, сделать гигантский ахромат на мой взгляд — вообще безнадежная идея.