Космические и наземные телескопы для наблюдения экзопланет: что лучше?

[Olweg]

Да, но контраст со звездой пока не очень высок - планеты очень горячи. В ИК-диапазоне он порядка одного к 10⁵. Для обычных юпитеров будет больше на два порядка. Собственно, в этом и вопрос. Насколько я понимаю, для эффективной работы коронографов, во избежание дифракции, маска должна быть вынесена далеко впереди основного зеркала. В случае New Worlds Imager, например, речь идёт о десятках тысячах километров. Как это реализовать на Земле?

[-Asket-]

Если профессионал – профессионал, и намерен серьёзно работать, он должен ТРЕБОВАТЬ необходимое ему для работы.

Те кто много требует надолго на работе не задерживаются, найдут людей поспокойнее, посговорчивее, это важнее профессиональных качеств.

Вдумайтесь - зачем строят F-22, если мотодельтапланы гораздо дешевле?

А их уже и не строят.
Бывший глава "Локхид-Мартин" Норман Огастин подсчитал, что начиная с момента возникновения класса самолетов-истребителей стоимость разработки нового самолета за каждое десятилетие вырастала вчетверо. При сохранении этой тенденции, к 2054 году на весь военный бюджет США может уйти на разработку единственного типа боевого самолета.
Бюджетные ограничения сказывались еще на этапе концептуальных проработок будущего F-22 в 1983. Критерий "стоимость-эффективность" стал главным при определении, какие параметры можно выжать из самолета при стоимости, ограниченной 35 млн. Тем не менее из-за неконтролируемого роста расходов средняя стоимость машины к 1996 году составляла уже 72 млн, а к 2000 несмотря на предпринятые меры по сокращению стоимости возросла до 93 млн.
Себестоимость производства одного самолёта оценивалась в 146 млн долларов (на 2008 год), а полная цена с учётом всех косвенных затрат 350 млн. По данным Главного контрольного управления (GAO) США, на конец 2010 года полная цена одного самолёта F-22 (с учетом стоимости программы разработки) достигла 411,7 млн долларов.
В итоге из первоначально планировавшихся к закупке ВВС 750 самолетов за все время производства истребителя было закуплено всего 187 единиц, а ведь чем меньше серия тем выше цена за единицу...
Ряд перспективных проектов был зарублен еще на стадии эскизного проектирования. Цену одного самолета изначально оценивали в сумму порядка 90 млн., возможную фактическую прикиньте сами. И так не только в авиации, всюду...

[Golossvyshe]

Если профессионал – профессионал, и намерен серьёзно работать, он должен ТРЕБОВАТЬ необходимое ему для работы.

Те кто много требует надолго на работе не задерживаются, найдут людей поспокойнее, посговорчивее, это важнее профессиональных качеств..

Ваша правда. Когда важен сам процесс освоения бабла, а не  результат, тихие и покладистые самое то.

Вдумайтесь - зачем строят F-22, если мотодельтапланы гораздо дешевле?

А их уже и не строят. .

Ну вот и телескопы не будут.

И настанет счастливый миг, когда бородатая толпа "учёных", завидев серп Луны после новолуния, будет радостно вопить "аллахакбаааааар!!!"  И бегом в кассу за зарплатой.

[Dem]

Где-то читал, не помню где. Но если обсуживания не будет то это печально. Самая ломающаяся часть у космических телескопов это сверхточная система ориентации. У Кеплера и Хаббла она в среднем жила по 3-4 года.

Ну механика - она изнашивается, тут ничего не поделаешь. Но обслуживать тут особо нечего, нужно просто жестко прикрепить к аппарату новый блок с гироскопами. Старый можно даже не выкидывать.

Это нормально. Я сравниваю по деньгам. Какой смысл сравнивать 2 метровый космический телескоп и 2 метровый наземный по возможностям, если они отличаются по стоимости чуть ли не в 1000 раз? Поэтому наземный может построить за намного меньшие деньги намного больше, чем такой же космический.

Неверно. У космического есть фиксированная часть цены - стоимость вывода (порядка $100M для тяжёлого) Всё остальное - может быть одинаковым.

Пользуясь Вашей аналогией. Если нет денег на виллу и даже на хрущевку, приходится жить в коммунальной комнате, общаге, в подвале или под забором. Неприятно? Да. Но денег-то на жилье все равно нет, и от Вашего справедливого возмущения они не появятся.

Но тратить имеющиеся деньги на покупку козла - ещё глупее

[vika vorobyeva]

Но тратить имеющиеся деньги на покупку козла - ещё глупее

Уж где тут козел - спрашивайте у уважаемого Golossvyshe Я вижу исключительно полезные в научном плане миссии и телескопы - как на Земле, так и в космосе. Не считая МКС, конечно (вот уж коза так коза!), но о ней, вроде, речи пока не было.

[Golossvyshe]

Но тратить имеющиеся деньги на покупку козла - ещё глупее

Уж где тут козел - спрашивайте у уважаемого Golossvyshe

Уважаемая Вика, аналогия с козлом была призвана проиллюстрировать постулат vsf о дешевизне наземных телескопов равного класса по сравнению с космическими и в связи с чем после "вебба" никаких орбитальных телескопов строить не надо.
Попробуйте сравнить научные открытия 2-м наземных телескопов (всех вместе) и одного "хаббла" за последние 20 лет.

Я вижу исключительно полезные в научном плане миссии и телескопы - как на Земле, так и в космосе.

А кто спорит? Космические особенно.

Ну и "кеки" тож вроде ничего. 10-м зеркальца - "сила есть, ума не надо"

Не считая МКС, конечно (вот уж коза так коза!), но о ней, вроде, речи пока не было.

Это потому что Вы не в когорте деятелей пилотируемой космонавтики.

А Вы попробуйте-ка заявить тамошним адептам: "ребята, из-за вашей дурацкой карусели мы тут без "Дарвина" остались и прочих крайне нужных инструментов"
Потом расскажете, что услышали в ответ.

[Arton]

"ребята, из-за вашей дурацкой карусели мы тут без "Дарвина" остались и прочих крайне нужных инструментов"

Без "Дарвина" остались вовсе не из-за чей-то дурацкой карусели.
Между прочим.

[vika vorobyeva]

Позволит ли одна безумная идея разглядеть инопланетную жизнь?
http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10010970/

Предложена идея создания космических зеркал (как плоских, так и изогнутых) с помощью "светового пинцета" из совокупности маленьких стеклянных шариков. Авторы идеи обещают легкие зеркала диаметром в десятки и сотни метров.

По сегодняшним оптическим стандартам, зеркало имело не слишком ровную поверхность, однако было способно почти к такой же фокусировке, что и очень ровное зеркало. Исследователи, по сути, показали, что этот регулярный упорядоченный набор шариков действует как большой массив антенн, работающих со светом.

При размерах частиц, из которых собирается зеркало, меньших, чем длина световой волны, с которой будет работать телескоп, получились весьма оптимистичные результаты в смысле качества и устойчивости подобного зеркала к ошибкам. Чтобы добиться их, учёные предположили, что частицы можно будет расположить при помощи такого оптического пинцета с точностью до 200 нм, что, вообще говоря, довольно сложно при сегодняшнем уровне техники.

Приняв это допущение о размерах частиц, авторы работы попробовали оценить массу такого зеркала. Оказалось, что для расчётной отражающей плоскости в 35 м, созданной из шариков диаметром 100 нм, вес будет равен 100 г.

Понятно, что технологию еще пилить и пилить, но лично мне идея показалась интересной и перспективной.
Особенно если начать не с видимого света, а со среднего ИК-диапазона.

[ВадимZero]

Будущее телескопостроения?
http://www.3dnews.ru/756113/

«После того, как мы продемонстрировали, что это работает, мы будем двигаться к нашей цели создания антенн и телескопов размером с футбольное поле, способных облегчить поиск похожих на Землю экзопланет и доказательства внеземной жизни», — сообщил исполнительный директор Tethers и руководитель исследовательских работ Роб Хойт (Rob Hoyt).

[vika vorobyeva]

Будущее телескопостроения?

Скорее, РАДИОтелескопостроения

[Грехов Михаил]

Понятно, что технологию еще пилить и пилить, но лично мне идея показалась интересной и перспективной.

Бред сивой кобылы. В космосе нет лазерного излучения, там излучение от многих объектов. Никакой "самосборки" не будет, так как полно других сил, действующих на тело и т.п.  Да и шарики как собираются? с какой точностью? А они же не зеркальные...

[ВадимZero]

Будущее телескопостроения?

Скорее, РАДИОтелескопостроения

В начале скорей всего да. А в последующем времени найдут способ доведения качества зеркала и до видимого света. К примеру с помощью постобработки электронным лучом.

[-Asket-]

Бред сивой кобылы. В космосе нет лазерного излучения, там излучение от многих объектов. Никакой "самосборки" не будет, так как полно других сил, действующих на тело и т.п.  Да и шарики как собираются? с какой точностью? А они же не зеркальные...

Так зеркало и должен формировать гигантский космический лазер (всего-то ):
"...При размерах составляющих зеркало частиц, меньших, чем длина световой волны, с которой будет работать телескоп, получились весьма оптимистичные результаты в смысле качества и устойчивости подобного зеркала к ошибкам. Чтобы добиться их, учёные предположили, что частицы можно будет расположить при помощи такого оптического пинцета с точностью до 200 нм, что, вообще говоря, довольно сложно при сегодняшнем уровне техники.
Приняв это допущение о размерах частиц, авторы работы попробовали оценить массу такого зеркала. Оказалось, что для расчётной отражающей плоскости в 35 м, созданной из шариков диаметром 100 нм, вес будет равен 100 г. Более того, даже если размер шарика поднять до микрометра, подобное зеркало всё равно будет легче создаваемого по нынешним технологиям. (?!!)

...Зеркало размером 35 м при текущем уровне развития оптических пинцетов потребует от лазера внушительной мощности — точнее, огромной, вплоть до гигаваттов, а по иным оценкам — и до 100 ГВт. Хотя это вполне достижимо, если использовать массив лазеров с излучением, согласованным по фазе, запитать их в космических условиях будет неоткуда: вряд ли космический телескоп сможет нести с собой пару сотен квадратных километров солнечных батарей.
Однако не будем отчаиваться: технологии оптических пинцетов развиваются довольно быстро, и, кроме того, в качестве заместителя сплошного зеркала можно использовать сразу много малых зеркал, что потребует намного меньших энергозатрат и, как знать, может оказаться по зубам телескопам следующего поколения. Джонатан Аренберг (Jonathan Arenberg) из Northrop Grumman, ведущий инженер «Джеймса Уэбба», замечает, что у схемы есть важные принципиальные достоинства, и массивы таких зеркал на оптических пинцетах в принципе способны иметь практически любые размеры — при меньшем энергопотреблении, чем у сплошных объектов. (?!!)
"10 или 100 км при таком методе могут стать достижимыми, и это позволит получать прямые изображения двойников Земли в других планетных системах, вплоть до снимков континентов и покрытых лесами районов, аналогичных Амазонии на Земле», — считает г-н Аренберг..."

[chiahua]

А не проще ли научиться выдувать в невесомости сферы из полимеров, резать их на нужные куски и напылять алюминием? Те же 35 м.
Или напылять изнутри, а потом резать.

[Проходящий Кот]

Вот ещё одна технология, позволяющая достичь требуемых параметров для конкретного осмотра соседних звездных систем на предмет разумной деятельности там.....:

Новая техника получения изображений может помочь открыть землеподобные планеты
http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=8236


Одной из главных проблем астрофизики является обнаружение землеподобных планет вокруг других звезд – мест, где может существовать жизнь. Обычные телескопы плохо пригодны для получения в результате прямых наблюдений изображений настолько малых объектов, поскольку свет родительской звезды обычно мешает наблюдать относительно менее интенсивный свет возможной планеты.
Однако новая разработка в области получения космических изображений может помочь решить эту проблему.
В исследовании, возглавляемом астрофизиком Даниэлем Батчелдором из Технологического университета Флориды, США, показано, что устройство с инжекцией заряда (charge injection device, CID) способно различать свет, идущий от объектов, яркость которых в десятки миллионов раз ниже яркости другого объекта, находящегося на одном с ними изображении. Экзопланета, лежащая рядом с яркой звездой, является именно таким случаем. Эта способность прибора обусловлена особенностью механизма его работы, состоящей в том, что каждый пиксель матрицы работает независимо от другого и использует специальную систему индексирования. Обращение к очень ярким пикселям происходит очень быстро, в то время как тусклые пиксели продолжают собирать более тусклый свет.
Используя грант, полученный от Американского астрономического общества, Батчелдор и его команда провели исследование, оснастив устройством CID 0,8-метровый телескоп Ortega Технологического университета Флориды. Исследователи смогли запечатлеть объекты, яркость которых в 70 миллионов раз меньше, по сравнению с яркостью Сириуса, самой яркой звезды ночного неба. По результатам исследования эффективность устройства оказалась в 1000 раз выше, если сравнивать с существующими камерами для получения изображений объектов ночного неба.
«Если эта технология будет включена в состав будущих космических миссий, то она позволит нам сделать важные открытия, которые могут дать ключи к более глубокому пониманию нашего места во Вселенной», – сказал Батчелдор.
Исследование появилось в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

[-Юрий-]

Ну чего, в скором времени телескопы-то будут выбрасывать, и создавать устройства с инжекцией заряда?

[Dem]

Это устройство фотоаппарата для телескопа, сам он остаётся прежним.

[AnZr]

Здравствуйте!

1. В 2004 году телескопом Хаббл было получено изображение небольшого региона космоса, удаленного от земли на расстояние около 12 млрд световых лет. Изображение было снято с общей выдержкой почти миллион секунд (11,3 суток). Это Hubble Deep Field, а потом, в 2012 году был еще Hubble Ultra Deep Field.

Вопрос: возможно ли в будущем появление телескопа, который может получить такую же фотографию за несколько секунд? Позволят ли технологии достичь такого в принципе?



2. Мой друг утверждает, что, если мы когда нибудь и получим доказательства существования внеземной разумной жизни, то это будет происходить скорее в виде их визита к нам (или они сами как то раскроются). Я же утверждаю, что гораздо более вероятный сценарий - получение человечеством доказательств внеземной жизни путем обнаружения объектов искусственного происхождения в космосе, с помощью сверхмощных телескопов, которые пока еще не созданы. Вопрос о поиске искусственных радиоволн (проект SETI и т.д.) нами не обсуждался.

В связи с этим вопрос: позволят ли технологии вообще создать телескоп, который будет способен увидеть космическую станцию диаметром ~1 км около планеты размером с Землю в другой звездной системе на расстоянии от нас в 5-50 световых лет? Или так или иначе, эффект рассеивания, помехи, искажения и т.п. никогда не позволят нам увидеть подобный объект?

[AnZr]

Поправлю. Не в обозримом, а возможно ли будет в принципе увидеть столь малый объект? Или какой бы мощный телеском не создавай, помехи, искажения не позволят увидеть такой малый объект?

[Грехов Михаил]

Вопрос: возможно ли в будущем появление телескопа, который может получить такую же фотографию за несколько секунд? Позволят ли технологии достичь такого в принципе?

Нет, это фантастика. Сегодняшние ПЗС и так уже с КЭД около 90% и могут регистрировать отдельные фотоны. Это уже предел физики почти. Никакие другие методы регистрации изображения не смогут быть чувствительностью выше на 5-6 порядков. Может быть удастся еще что-то "допилить" и это даст что-то. Но не так, что вдруг 11 суток экспозиции превратятся в несколько секунд.

получение человечеством доказательств внеземной жизни путем обнаружения объектов искусственного происхождения в космосе, с помощью сверхмощных телескопов, которые пока еще не созданы.

Только по расчетам такие телескопы тоже фантастика. Даже если сделать телескоп диаметром с километр, то на расстоянии Альфы Центавра он увидит в неплохом виде диск Солнца. Если взять какой-нибудь сегодняшний самый большой искусственный объект цивилизации - допустим какой-нибудь искусственный остров, карьер, и др и даже увеличив его в 10 раз, то он будет во много раз меньше Земли и в десятки тысяч раз меньше Солнца. Даже увеличить размер телескопа до 10-ти километров в диаметре - то мы все-равно его не сможем увидеть в оптике. Слишком мал. Если увеличим телескоп в 100 раз я бы сказал что может быть увидим просто диск Земли без возможности отождествления на ней каких-то искусственных объектов. Даже на таких супертелескопах чтобы отождествить некий искусственный объект как искусственный объект он должен быть размером не менее чем с планету. некая "Звезда Смерти". Но такое вряд и существует, ибо малореально сделать.

И это еще ближайшая к Солнцу система. в 4.3 св. года от него. А что будет если увеличить расстояние раз в 10 (это тоже рукой подать по космическим меркам). А в 100 раз, тысячу? И это тоже будет некий ближний район нашей галактике. Анриал полный что-то увидеть.