¿Cómo funciona un telescopio terrestre (como el E-ELT) en comparación con un telescopio espacial (Hubble, el JWST)?

Los dos son complementarios – cada uno tiene diferentes ventajas y desventajas. A menudo, trabajan juntos. Hay un montón de maneras diferentes para comparar los telescopios, y nadie telescopio es el mejor para todos los propósitos. Aquí hay algunas maneras en las que los telescopios terrestres y espaciales diferentes, o tienen fortalezas y debilidades particulares:

Apertura y campo de visión
Los telescopios espaciales se quedan muy por detrás de los telescopios terrestres en términos de apertura, porque es difícil de poner en marcha las cosas realmente grandes en el espacio dado a nuestros cohetes actuales. El Hubble se lanzó en 1990 con una apertura de 2.4 metros, momento en el que los telescopios terrestres de clase de 2 metros habían existido por generaciones, los de 3-4 metros eran comunes y los de 8-10 metros estaban en desarrollo. Lanzado en 2018 con una apertura de 6 metros una vez que se despliegan sus segmentos de espejo, JWST seguirá siendo más pequeño que los alcances de 8-10 metros de la década de 1990, y mucho menos los alcances de 30-40 metros de la década de 2020. Aperture es importante porque determina la zona acumuladora de luz de un telescopio, y por lo tanto la profundidad del telescopio puede ver en una exposición de una longitud dada, o para decirlo de otra manera, la rapidez con que el telescopio puede tener una exposición con una determinada profundidad de estrellas débiles Algunos telescopios terrestres también ofrecen múltiples focos – el-Canadá-Francia Hawai y el Telescopio Telescopio Subaru tanto permiten cámaras de alta resolución para ser montado en el foco primario, lo que resulta en pasos de diafragma locos (¿cómo te gusta 872 megapíxeles en f / 2.0?) y la capacidad de tomar el equivalente de mil campos de visión del Hubble en un solo tiro. Ventaja: Los telescopios terrestres

Ver / Medio ambiente
Telescopios terrestres – todos ellos – son susceptibles a los caprichos de la atmósfera de la Tierra. Bloquea ciertas longitudes de onda por completo, atenúa los demás, y las dispersa y distorsiona la luz de los objetivos. Telescopios terrestres modernos no tienen sistemas de óptica adaptativa que ayuda anulan esta distorsión, y no es infrecuente oír a la gente de Keck, Subaru, VLT o Gemini se refieren a la calidad de la imagen que obtienen al usar AO como “mejor que el Hubble” – porque es – pero esos sistemas no están integrados en cada instrumento. La atmósfera también contiene nubes, niebla, lluvia, nieve, aguanieve, granizo, y otras cosas. Aunque la construcción de telescopios en las alturas, los puntos más secos posibles mitiga estos problemas hasta cierto punto, no resuelve por completo. Los telescopios espaciales, por el contrario, no tienen que hacer frente a cualquiera de esas cosas – es todo muy por debajo de ellos. Ventaja: los telescopios espaciales

Tiempo en blanco
Aunque los telescopios espaciales tienen aberturas más pequeñas y por lo tanto necesitan exposiciones más largas para obtener la misma cantidad de luz que los telescopios terrestres más grandes, pueden ser posicionados y orientados de tal manera que no están apuntando hacia el Sol, la Luna o la Tierra, pero en la oscuridad a sus objetivos. Y luego se puede sentar allí, dejando al descubierto, durante todo el tiempo. Por lo menos en longitudes de onda visibles, telescopios terrestres tienen que tratar con el apocalipsis diario conocido como “salida del sol.” Se burnss uss, mi preciouss! E incluso en longitudes de onda infrarrojas o microondas / submilimétricas, nunca se quiere señalar un espejo o un plato directamente al sol – acaba de pedir a los constructores del telescopio submilimétrico sueco ESO en Chile, que tenía lo que Bill Keel describe como “ese embarazoso incidente que involucra software límites, el cenit cerca de Sun, y un reflector secundario fundidos “. Ventaja: los telescopios espaciales

Cobertura de longitud de onda
Como acabo de señalar, los atmósfera bloquea algunas longitudes de onda de la energía en su totalidad, es decir, los telescopios terrestres simplemente no puede ver las cosas en esas longitudes de onda. Esto es cierto para los rayos gamma, rayos X, ultravioleta de longitud de onda más corta y ciertas longitudes de onda en infrarrojo, microondas / submilímetro y posiblemente radio. SOFIA, el estratosférico Observatorio para astronomía infrarroja, es un telescopio infrarrojo 2,5-metro montado en un Boeing 747 específicamente para obtener por encima de lo suficiente de la atmósfera de observar en longitudes de onda más infrarrojos. Ventaja: telescopios espaciales

Mantenimiento / Reparación / Actualizaciones
Hubble era bastante único entre los telescopios espaciales, ya que fue diseñado para ser accesible para el transbordador espacial, para cualquier mantenimiento, reparaciones o mejoras necesarias. Por supuesto, se necesitaban reparaciones de inmediato, así que fue una buena cosa! Sin embargo, la mayoría de los telescopios no están diseñados para este tipo de cosas, y JWST estará mucho más allá del alcance de cualquier nave espacial actual, por lo que será muy difícil reparar, mantener o actualizar. Y si un telescopio espacial requiere helio líquido o nitrógeno líquido para enfriar sus detectores, puede que no haya manera de llenarlo de nuevo con cualquiera de esos agentes criogénicos. Por otro lado, la mayoría de los telescopios terrestres pueden aceptar fácilmente nuevos instrumentos, o mejoras a los instrumentos existentes, según sea necesario. Diez años pueden significar una diferencia de diez veces en resolución de la cámara, por ejemplo. Ventaja: Los telescopios terrestres

Costo
Este es un muy, muy grande. Diseñar y construir cosas para sobrevivir en el vacío del espacio, y el “endurecimiento” de la electrónica contra la radiación cósmica, añade un buen montón de costo. Y entonces usted tiene que pagar para llegar al espacio. He trabajado durante casi cinco años en la Universidad de Hawai 88 pulgadas Telescopio (UH88), que es anterior a Hubble por 20 años y es sólo un poco más pequeño. Que cuesta alrededor de $ 3 millones para construir, en ~ 1970 dólares, si mal no recuerdo. La construcción y el lanzamiento de Hubble costó $ 1 billón – y que no incluye el costo de la misión de seguimiento para instalar óptica correctiva. Ventaja: Los telescopios terrestres

Conclusión
Si está observando rayos Gamma, rayos X, ultravioleta o ciertas longitudes de onda infrarrojas o de microondas / submilimétricas, querrá un telescopio espacial, no hay dos formas de hacerlo. Sin embargo, para longitudes de onda visibles y otras longitudes de onda infrarrojas y de microondas / submilimétricas, se puede construir un telescopio mucho mayor en el suelo, con un área mucho mayor y por lo tanto los tiempos de exposición más cortos recoger, por una fracción del precio.

En realidad, los astrónomos son como esta chica.

Queremos mirar a los blancos en un montón de diferentes longitudes de onda, debido a diferentes longitudes de onda revelan diferentes cosas acerca de ellos. Queremos ver a los dos “cerca” y “gran angular” el uso de diferentes instrumentos. Si Hubble detecta algo en primer lugar, usted puede apostar que Keck, Subaru, VLT o Gemini tendrán una mirada en ella también – y si uno de los de la descubre tierra algo en primer lugar, se puede apostar una solicitud será puesto en el tiempo de Hubble. Un proyecto conjunto encabezado por un astrónomo que se ve en programas de televisión todo el tiempo, al igual que Andrea Ghez (creo que ningún espectáculo sobre los agujeros negros!), Podría incluso tener tiempo de observación en Keck 1, 2 Keck, Géminis y Hubble, de todos modos la noche.

¿Qué hay de los ELT y JWST?
La próxima generación de telescopios extremadamente grandes – de 39 metros E-ELT y 23 metros (efectiva) GMT en el hemisferio sur y el 30-metros TMT en el hemisferio norte – son en su mayoría nos va a dar “más profundo, más rápido, cerca -up “vistas de las cosas. encuestas no van a estar haciendo de campo amplio – que el trabajo caerán a telescopios con capacidades de campo amplio como el telescopio de 8,4 metros grande sinóptica (LSST) actualmente en desarrollo, Subaru, Canadá-Francia-Hawai, y más pequeños encuesta ámbitos como PanSTARRS – y para los telescopios espaciales.

Keck, Subaru, VLT y Gemini tienen aberturas 3-4 veces la de Hubble, con la superposición de gran parte de cobertura de longitud de onda. JWST tendrá menos cobertura de longitud de onda que el Hubble, que va solo del rojo al infrarrojo, y los ELT de próxima generación tendrán aperturas de 4 a 7 veces mayores que las de JWST. Así que sin duda continuarán viendo una gran cantidad de complementariedad entre los telescopios terrestres y espaciales en la próxima generación.

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