Todo depende de lo que significa para ti ver claramente la superficie.
Una forma de abordar esto es preguntar qué tamaño de telescopio se necesita para ver una característica de tamaño determinado en la luna.
La resolución angular de un telescopio perfecto está limitada por la física de difracción causada por la naturaleza ondulatoria de la luz. Saltando muchas matemáticas, una aproximación útil se llama Límite de Dawes:
- ¿Hay fotos tomadas por Cassini-Huygens desde la superficie de Titán (cuando aterrizó en Titán) donde Saturno es visible en su cielo?
- Los sistemas de soporte vital que deben crearse para Marte. ¿No podrían simplemente hacer eso por la tierra?
- ¿Por qué no hemos enviado un orbitador a Urano o Neptuno todavía?
- Sociedad de la tierra plana. ¿Alguna vez has mirado a través de un telescopio a través de la tierra para ver la pared congelada?
- ¿Cuánto tiempo llevaría terraformar Marte?
R = 116 / D
donde la resolución, R, se mide en segundos de arco y D, es el diámetro del objetivo del telescopio en mm.
La luna está aproximadamente a 400,000 km de distancia. Vamos a calcular el tamaño del objetivo necesario para resolver un cráter de 1 km.
El tamaño angular de nuestro cráter en radianes, usando la aproximación de ángulo pequeño, es
1 / 400,000 radianes
y dar radianes pi en 180 grados
1 radianes = 180 * 60 * 60 / 3.14159 segundos de arco = 206,265 segundos de arco
nuestro ángulo en arco sec es
206,265 / 400,000 ~ = 1/2 arco seg
Usando el límite de Dawes
D = 116 / R
D = 116 * 1 / 1/2 = 116 * 2 = 232 mm
o alrededor de 9 ″
Las condiciones en la tierra están lejos de ser perfectas y la turbulencia atmosférica o la visión limita los telescopios de cualquier tamaño a aproximadamente 1 segundo de arco, por lo que necesitaríamos colocar nuestro telescopio en órbita terrestre baja para superar la atmósfera.
Para no decir que queremos poder ver algunos de los restos de Apolo en la luna. Deberíamos poder detectarlos con una resolución de aproximadamente 1 metro. Esto requerirá un telescopio 1000 veces más grande que el diseñado para una resolución de 1 km.
El objetivo debería ser de 230 metros o 750 pies de ancho, esto es mucho más grande que cualquier cosa que hayamos puesto en órbita. Esto es más del doble del tamaño de toda la estación espacial internacional.
El límite de Dawes es para observación visual. Usando una cámara, una óptica adaptativa, apilando múltiples imágenes y un sofisticado procesamiento de imágenes, podemos hacer quizás un factor de dos o más. La forma más fácil de ver la superficie de las lunas con detalles reales es acercarse mucho más.
La imagen a continuación que muestra el lugar de aterrizaje del Apolo 11 se realizó con un pequeño telescopio con un objetivo de 89 mm, muy buenas condiciones y un procesamiento cuidadoso. Muestra el cráter de 2,4 km que lleva el nombre del astronauta Michael Collins:
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