Könnte Hubble die Nachtseite des Mondes beobachten?

Die Pixelgröße der Wide Field Camera 3 oder WFC-3 des HST beträgt 164/2048 = 0,08 Bogensekunden.

Die Nachtseite des Mondes wird von Earthshine beleuchtet und die Helligkeit hängt vom Phasenwinkel des Mondes (und dem Wetter auf der Erde (Wolken, windinduzierte Wellen auf dem Ozean) und der Zeit (Ozean versus Land) ab, aber wir können feststellen Einige Mittelwerte. Nehmen wir als repräsentative Zahl +15 Magnituden pro Quadratbogensekunde von unten mit a als repräsentative Zahl. Bei kleinen Phasenwinkeln wird es etwas heller, wenn die meist sonnenbeschienene Seite der Erde dem Mond zugewandt ist, aber dann würde das Hubble anfangen, gefährlich nahe zu zeigen zur Sonne.

Eine Pixelgröße von 0,08 x 0,08 Bogensekunden sind 0,0064 Quadratbogensekunden, das ist also$-2.5log_{10}(0.0064) \approx +5.5$Größe; also seine +20,5 Magnitude pro Pixel .

Die Sonne hat eine Größe von +27, 1360 W/m^2 und 2,5E+06 Quadratbogensekunden. Unter der Annahme, dass HST+WFC-3 ohne Filter verwendet werden, decken sie den größten Teil der Leistung im Sonnenspektrum ab.

Die -11 mag/Arcsec^2 oder -5,5 mag/Pixel der Sonne sind also 5E-04 W/Arcsec^2 oder 3E-06 W/Pixel.

Das macht die Nachtseite des Mondes (26 Magnituden dunkler) etwa 1,4E-16 Watt/Pixel.

Multiplizieren Sie mit 6E+18 (e- pro Coulomb) und dividieren Sie durch 2,5 eV (eine Art durchschnittliche Energie pro Photon) und das sind ungefähr 200 e- pro Sekunde im CCD, wenn ich eine Quanteneffizienz von 0,8 und eine Pixelfüllung hinzufüge. Faktor 0,8.

Das ist ziemlich dunkel! Eine Belichtung von fünf Sekunden ergibt 1000 e- und die$\sqrt{N}$Schrotrauschen beträgt 3 %. Der Dunkelstrom des gekühlten CCD ist hier winzig, begrenzt durch Schrotrauschen: 1 , 2 und Ausleserauschen von ca. ~20 e-.

Wie die anderen Antworten bereits gezeigt haben, kann die Nachverfolgung eine Herausforderung darstellen. Kinematisch gibt es keinen Unterschied zwischen dem Schwenken des Teleskops mit 0 Bogensekunden/s, um den Sternen zu folgen, und 15 Bogensekunden/s, um dem Mond zu folgen, aber es kann Probleme mit der Art und Weise geben, wie die Sternkameras Daten erhalten, wenn sich die Sterne bewegen, und so kann es sein notwendig sein, dem HST einen "blinden Tritt" von 15 Bogensekunden/s zu geben, um dem Mond zu folgen, und Bilder beispielsweise einmal pro Sekunde auszulesen, um sie offline zu stapeln, um etwaige verbleibende Subpixeldrift zu korrigieren.

Aus Messungen der Oberflächenhelligkeit des Erdscheins mit Anwendungen zur Kalibrierung von Mondblitzen (auch hier ):

Abstrakt

Wir haben die große Datenbank mit photometrischen Beobachtungen der hellen und dunklen Teile der Mondoberfläche vom Earthshine Project am Big Bear Solar Observatory verwendet, um die Oberflächenhelligkeit des Erdscheins und seine Variationen zu bestimmen. Unser Ziel ist es, diese Beobachtungen für die Kalibrierung von Mondblitzen entsprechend ihrer Stärke geeignet zu machen. Wir haben die täglichen, saisonalen und jährlichen Größenänderungen für unseren gesamten Datensatz ausgewertet und auch die Oberflächenhelligkeit der gesamten Mondgeographie für mehrere Mondphasen durch die Beobachtung von Mondfinsternissen kalibriert. Wir finden Variationen zwischen +12 und +17 mV arcsec²mit stündlichen Änderungen in der Größenordnung von 0,25 mV arcsec² aufwärts, die ausschließlich auf die terrestrische Meteorologie zurückzuführen sind. Diese schnelle Änderung des terrestrischen Flusses, der den Mond erreicht, wird normalerweise vernachlässigt, wenn die Größe von Mondeinschlägen kalibriert wird. Wir begründen dies mit Erdscheinbeobachtungen zur Bestimmung der Helligkeit für den Tag, die Uhrzeit und den selenografischen Ort eines bestimmten Ereignisses, um die Genauigkeit seiner Helligkeitskalibrierung auf bis zu 0,25 mag zu verbessern.

Hubble kann tatsächlich den Mond beobachten und hat dies auch getan . Hier ist ein Bild des Standorts von Apollo 17 (das obere rechte Bild stammt von der Apollo 17-Mission selbst). Das x zeigt, wo sich die tatsächliche Site befindet. Sie können auch mehr Hubble-Bilder des Mondes auf dieser Seite sehen .

Ich glaube, COS (das empfindliche UV-Instrument) könnte beschädigt werden, wenn es auf den beleuchteten Mond gerichtet wäre. (Ich konnte jedoch keine Dokumente online finden, die dies bestätigen) Die Instrumente zeigen nicht in die gleiche Richtung. So ist es möglich, das Teleskop so auszurichten, dass eines nicht auf den Mond gerichtet ist, während andere es tun.

Mondbeobachtungen sind schwierig, da die Plattform nicht wirklich darauf ausgelegt ist, sich bewegende Objekte zu verfolgen. Es kann also nicht sitzen und auf einen Ort starren. Ich bin mir sicher, dass Hubble-Bilder einen gewissen Wert haben würden, aber die Auflösung wird bei weitem nicht an die von LRO heranreichen.