Wenn Sie die jungfräulichsten und saubersten Bilder unseres Universums wollen, ist es am besten, die Erde zu verlassen. Hier auf unserem Planeten finden Sie eine ganze Reihe von Effekten aller Art, die unsere Rendering-Funktionen beeinträchtigen. Lichtverschmutzung schränkt unsere Sichtweite ein; Die Atmosphäre schadet unserer Entschlossenheit und unserer Fähigkeit, klar zu sehen. Wolken und Wetter hindern uns daran, Licht zu sammeln; Die Sonne und die Erde selbst blockieren einen großen Teil unseres Sichtfeldes von überall auf der Erde.
Observatorien wie Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer und andere haben jedoch gezeigt, wie effizient Weltraumteleskope sein können. Die Ansichten und Daten, die sie zur Erde zurückbrachten, lehrten uns viel mehr, als ähnliche Beobachtungen von der Erde lehren konnten. Warum nicht ein Teleskop auf den Mond stellen? Ob Sie es glauben oder nicht, das ist eine schreckliche Idee. Sie hat nur einen positiven Punkt. Und deshalb.
Teleskop auf dem Mond: Ist es schlecht?
Der Mond scheint auf den ersten Blick ein idealer Ort für die Platzierung eines Teleskops zu sein. Es hat praktisch keine Atmosphäre, wodurch die Angst vor Lichtverschmutzung beseitigt wird. Es befindet sich weit entfernt von der Erde, wodurch die Interferenz durch vom Menschen erzeugte Signale erheblich reduziert werden sollte. Extra lange Nächte bedeuten auch, dass Sie das gleiche Ziel 14 Tage lang ohne Unterbrechung kontinuierlich beobachten können. Und da Sie festen Boden haben, brauchen Sie keine Gyroskope oder Schweberäder. Es scheint, dass alles cool ist.
Wenn Sie jedoch darüber nachdenken, wie sich der Mond um die Erde dreht, das gesamte Mond-Erde-System, das sich um die Sonne dreht, beginnen Sie, einige der Probleme zu verstehen, mit denen diese ganze Idee unweigerlich konfrontiert ist.
Erstens, wenn Sie Ihr Teleskop auf den Mond stellen, welche Seite werden Sie wählen: nah oder fern? Jeder von ihnen hat seine eigenen Nachteile.
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Wenn Sie Ihr Teleskop auf die nahe (der Erde zugewandte) Seite des Mondes stellen, sehen Sie immer die Erde. Dies bedeutet, dass Sie praktisch ohne Verzögerung Signale senden und empfangen, Ihr Teleskop steuern und Daten herunterladen können. Die einzige Einschränkung ist die Lichtgeschwindigkeit. Daraus folgt aber auch, dass Störungen durch die Erde, wie z. B. Rundfunksignale, immer ein Problem darstellen, mit dem Sie sich befassen müssen.
Wenn Sie sich jedoch auf der anderen Seite des Mondes befinden, können Sie sich ziemlich effektiv vor allem schützen, was von der Erde kommt, aber Sie haben auch keinen direkten Datenpfad oder ein Kommunikationssignal. Wir müssen einen zusätzlichen Mechanismus, einen Orbiter, installieren oder Kommunikationen zur nahen Seite durchführen, um das Teleskop zu bedienen.
In jedem Fall werden Sie viele Probleme haben, mit denen Sie zu kämpfen haben und die normalerweise nicht im Abgrund des interplanetaren Raums zu finden sind. Die zwei größten:
Mondbeben. Glaubst du, es ist der Mond, der die Gezeiten auf der Erde regiert? Die Gezeitenkräfte, die die Erde auf den Mond ausübt, sind 20-mal stärker als die Gezeitenkräfte, die der Mond auf die Erde ausübt. Es gibt genug davon, um auf dem Satelliten ziemlich kranke Mondbeben zu provozieren.
Temperaturunterschied. Aufgrund der Gezeitenblockierung des Mondes durch die Erde und seiner extrem langsamen Rotation badet er 14 Tage lang fast ständig im Sonnenlicht und taucht dann 14 Tage lang in völlige Dunkelheit ein. Die Tagestemperaturen können über 100 Grad Celsius erreichen, und nachts kühlt sich der Mond auf -173 Grad ab.
Während ein Weltraumteleskop seine Temperatur durch aktive oder passive Kühlung (oder eine Kombination aus beiden) steuern kann, muss das Teleskop unter die Temperatur der Wellenlängen abkühlen, die es zu beobachten versucht, da sonst das Rauschen das beabsichtigte Signal verdeckt. Dies wäre ein großer Nachteil für die Ultraviolett-, optische oder Infrarot-Astronomie, wenn versucht würde, sich auf dem Mond zu entwickeln.
Die Entwicklung eines Teleskops, das diesen extremen Temperaturen standhält und dennoch funktioniert, ist eine entmutigende Aufgabe. Es überrascht nicht, dass das einzige Teleskop auf dem Mond, das wir haben, das ultraviolette Nahteleskop des Reisenden ist, das bei Wellenlängen arbeitet, bei denen die Erdatmosphäre fast das gesamte Licht absorbiert.
Für die meisten Anwendungen wäre es besser, in den Weltraum zu gehen als auf den Mond. Die Mondoberfläche, gemessen an den extremen Temperaturen und Schwierigkeiten bei der Kommunikation mit der Erde, bietet mehr Nachteile als eine Oberfläche, auf der man bauen oder etwas anderes tun kann.
Es gibt jedoch eine ganz bestimmte Anwendung, die der Mond anbietet: Radioteleskope. Die Erde ist aus natürlichen und menschlichen Gründen eine unglaublich "radio-laute" Quelle. Auch im Weltraum durchdringen von der Erde ausgehende Signale das gesamte Sonnensystem. Aber der Mond bietet eine enorme Immunität gegen die Funksignale der Erde: Die andere Seite des Satelliten nutzt buchstäblich den gesamten Mondkörper als Schutzschild.
Der Kosmologe Joe Silk schrieb Anfang dieses Jahres Folgendes:
Mit dem Mondradioteleskop konnten wir Inflationssignale, die ersten Stadien des Urknalls und die Bildung der ersten Sterne im Universum erkennen. Während es Hoffnung gibt, dies auf der Erde oder im Weltraum zu tun, bietet die ferne Mondoberfläche mehr Empfindlichkeit, da sie durch einen Schild von der Erde abgeschirmt ist als jede andere Option.
Wenn heutzutage ein Raumschiff von der Erde aus gesehen über den Mond hinausgeht, trifft es auf einen Funkausfall. Die Tatsache, dass Funkwellen nicht durch den Mond gehen können, bedeutet, dass während dieser Zeit keine Signale dorthin gesendet oder empfangen werden können. Umlaufende Satelliten, entfernte Stationen oder Rover und sogar Apollo-Astronauten verlieren ihre Fähigkeit, mit der Erde zu kommunizieren.
Dies bedeutet aber auch, dass sie vor allen Arten von umweltschädlichen Funksignalen geschützt sind, die auf der Erde erzeugt werden. GPS-Kommunikation, Mikrowellen, Radar, Mobilfunk- und Wi-Fi-Signale und sogar Digitalkameras gehören zu den vielen terrestrischen Quellen, die Funkobservatorien kontaminieren. Auf der anderen Seite des Mondes sind jedoch alle Störquellen zu 100% blockiert. Dies ist die sauberste Radioastronomie-Umgebung, die man sich vorstellen kann.
Dr. Gillion Scudder stellt auch fest, dass diese Idee ihre Nachteile hat. Die Datenübertragung erfordert so etwas wie ein Orbitalgerät, das sowohl mit der Erde als auch mit dem Teleskop kommunizieren kann. Ein Teleskop oder eine Anordnung von Radioteleskopen muss auf dem Mond gebaut und eingesetzt und miteinander verbunden werden, wenn es sich um eine Anordnung handelt (und diese Option ist vorzuziehen). Alternativ könnten Kabel zur Datenübertragung zur Erde zur nahen Seite verlegt werden.
Und das größte Problem werden die Kosten sein. Material zum Mond zu transportieren, auf der Mondoberfläche zu landen, zu entfalten und vieles mehr ist eine kolossale Aufgabe. Selbst der bescheidenste Vorschlag, das Lunar Array for Radio Cosmology (LARC), besteht aus über hundert Antennen mit einfachem Design, die über eine Reichweite von zwei Kilometern verteilt sind. Das Projekt wird 1 Milliarde US-Dollar kosten und das teuerste Funkgerät in der Geschichte der Erde sein, wenn es gebaut wird.
Praktisch jeder vernünftige astronomische Vorschlag impliziert, dass der Raum für die Platzierung des Teleskops viel besser ist als die Mondoberfläche. Temperaturabfälle treten an allen Punkten des Mondes auf. Nur Radioastronomen könnten den Vorteil haben, ein Teleskop auf der anderen Seite des Mondes zu platzieren, aber diese Gelegenheit würde einen hübschen Cent kosten.
Bis wir einen Weg finden, Kosten zu senken oder etwas Besseres zu finden, ist es höchst unwahrscheinlich, dass wir jemals ein Mondteleskop sehen werden, das andere Optionen übertrifft. Das Universum geht nirgendwo hin, es wartet darauf, dass wir seine Geheimnisse preisgeben.
Ilya Khel
