Что ограничивает используемое фокусное расстояние телескопов в настоящее время?

11

Какие барьеры - технологии, физики и, возможно, экономики (вещи, которые были бы возможны технологически, но просто слишком дороги), устанавливают верхнюю границу качества телескопов для наблюдения неба в видимом спектре - наблюдения поверхности удаленных объектов с максимальным разрешением / детализацией ?

telescope Научная фантастика
источник
1
«Масштаб» - плохое слово в вопросе. Телескопы не «увеличивают», как потребительские камеры. Они, как правило, имеют фиксированное фокусное расстояние. «Увеличение» может означать «насколько может увеличиться телескоп», но телескопы обычно не рассчитаны на большие увеличения, так как это не главное. Предложите заменить «зум» на «качество», как использовано в деталях ...
Джереми
1
«Качество» - это довольно произвольные метрики. Я заменил «Масштаб» на «Используемое фокусное расстояние» («Используемый» - потому что есть камеры с бесконечным фокусным расстоянием, обычно используемые в системах машинного зрения в промышленности, но яркость наблюдаемых объектов падает с расстоянием в них, так что пара метров все полностью темное. Они хороши для автоматического распознавания изображений, тем не менее, удаляя перспективные эффекты из анализируемого изображения, например, в QA обработанных деталей. Очевидно, что их нельзя использовать на расстояниях в несколько парсек)
SF.

Ответы:

7

Визуальное разрешение телескопа прямо пропорционально апертуре телескопа. Фокусное расстояние и, следовательно, увеличение, которое может быть достигнуто, в этом случае просто следуют визуальному разрешению.

Сегодня телескопы обычно настолько хорошо сложены , что ограничены дифракцией , что означает, что оптическое разрешение из-за дифракции является ограничивающим фактором. Если вы хотите иметь «большее увеличение» в телескоп, вы всегда хотите иметь большую апертуру. Более длинное фокусное расстояние может помочь, но это не совсем необходимо.

И, как сказал Джереми, ограничивающим ресурсом в этом являются деньги. Существуют некоторые инженерные проблемы, связанные со сборкой очень больших телескопов, но большинство из них можно решить, если иметь достаточно денег, времени и ресурсов.

Arne
источник
9

Чтобы ответить на вопрос, сформулированный так: «Что ограничивает качество телескопов в настоящее время?» Ответ в основном: деньги .

Раньше было: атмосфера . Но с достижениями в области адаптивной оптики наземные телескопы достигают того, что раньше требовалось для космического телескопа. Плюс, у нас есть технология для космических телескопов, если мы хотим, как ожидающий JWST.

В общем, все сводится к финансированию. Кто собирается тратить деньги на дорогие технологии, чтобы видеть лучше и дальше, когда науку сжимают для финансирования со всех сторон, и астрономы не могут выдвинуть экономическое обоснование возврата инвестиций, как биотехнологическая компания для развития трава, которая приведет к тому, что коровы отрыгивают меньше метана.

Джереми
источник
Спасибо, кто бы ни ответил на мой ответ, не оставив комментарий. Когда я писал это, вопрос был не о фокусном расстоянии, а о том, что ограничивает «зум» телескопа
Джереми
6

Сравнивая телескопы, которые наблюдают видимый спектр с радиоспектром, радиоастрономы смогли создать телескопы с апертурами порядка км, благодаря синтезу апертуры . Это чрезвычайно сложно в оптических телескопах, и единственный телескоп (afaik), который это делает, это Большой бинокулярный телескоп . Причина, по которой это возможно в радиоастрономии, заключается в том, что мы можем измерить фазу входящей волны, используя радиотелескопы, где информация о фазе не собирается оптическими телескопами. Возможно, в будущем технологии помогут нам создать оптические детекторы, способные измерять фазу волны.

Приближаясь к размеру самой апертуры, большие и большие размеры не помогают, пока мы не учитываем видение атмосферы. причина, по которой звезды мерцают, из-за атмосферного видения. зрительные эффекты могут быть сведены на нет с помощью адаптивной и активной оптики, и развитие этих технологий поможет астрономии двигаться вперед.

Что касается реальных детекторов, собственный шум от радиодетекторов (например, болометров) намного меньше, чем в оптических детекторах (например, ПЗС). Опять же, возможно, в будущем у нас будут лучшие детекторы с чрезвычайно низким уровнем шума.

(извините, не добавляйте больше ссылок. Нужно больше представителей: D)

Порури Сай Рахул
источник
1
Интересно, радиоволны, оптические волны, это все электромагнитное излучение, просто разные длины волн. Что с оптическими волнами, которые мешают технологии радиоволн адаптироваться к этому спектру?
SF.
детекторы, используемые в оптической и радиоастрономии, различны. в радиоастрономии мы обнаруживаем поля E и B распространяющейся волны, используя антенну, где, как и в оптической астрономии, мы поглощаем фотоны и измеряем только поток фотонов и их энергию. это разница в длине волны / энергии фотонов. Точно так же, вы можете подумать о том, как изучаются рентгеновские лучи, хотя они проходят через большинство металлов? с помощью фотоумножителей.
Порури Сай Рахул