Bei der Teleskopauflösung dreht sich alles um scheinbare Winkel. Den Geräuschen nach wäre die niedrigste Auflösung, mit der Sie sich zufrieden geben würden, etwas, das sich auflösen lässt$1 \operatorname{cm}$Objekte, oder? Nun, die Entfernung zwischen Erde und Mars variiert, je nach Jahreszeit, in etwa$0.5\operatorname{AU}$zu$2.5\operatorname{AU}$($7.5\times 10^{10} \operatorname{m}$zu$3.7\times 10^{11} \operatorname{m}$). Bei diesen Entfernungen, a$1$Zentimeter Objekt subtends einen Winkel von

Die Auflösung eines Rundteleskops ergibt sich aus der Formel

Beachten Sie, dass die schiere Größe nur eine der Herausforderungen ist. Um diese theoretische Auflösung zu erreichen, müsste die Oberfläche des Spiegels überall innerhalb einer Lichtwellenlänge die richtige Form haben. Mit anderen Worten, dieser erdgroße Spiegel könnte keine Mängel aufweisen, die größer als etwa sind$500\operatorname{nm}$. Um einige Informationen darüber zu erhalten, wie man gewöhnliche Linsen und Spiegel auf dieses Niveau korrigiert, lesen Sie den Wikipedia-Artikel über optisch flach .

Kurze Antwort

SEHR GROSS

Lange Antwort

Es gibt mehrere Parameter, die kontrolliert werden müssen, um ein richtig funktionierendes Teleskop herzustellen, aber die zwei wichtigsten Parameter sind wohl die Vergrößerungsleistung und die Öffnungsgröße .

Die Vergrößerung ist ziemlich einfach definiert als das Verhältnis zwischen der Größe des Objekts, wenn es durch das Okular des Teleskops betrachtet wird, und der Größe des Objekts, wenn es mit bloßem Auge betrachtet wird. Dies hängt von den Eigenschaften der Linsen ab, die Sie in Ihrem Teleskop verwenden. Bei einem ziemlich einfachen Teleskop haben Sie zwei Linsen: die Objektivlinse an der Vorderseite des Teleskops und die Okularlinse , die Linse, auf die Sie tatsächlich Ihr Auge richten, um in den Nachthimmel zu schauen. Die Vergrößerung kann in Bezug auf die Brennweite jedes Objektivs ausgedrückt werden.

wo$f_o$die Brennweite der Objektivlinse ist, und$f_e$ist die Brennweite der Okularlinse. Die Summe der beiden Brennweiten gibt Ihnen eine grobe Abschätzung, wie lang der Teleskopkörper sein muss. Diese Webseite gibt etwas mehr Details über die Ableitung dieser Gleichung und die Intuition hinter der Physik der Brechung in Linsen.

Sobald Sie die richtigen Linsen für die gewünschte Vergrößerung haben, ist der nächste Parameter, den Sie berücksichtigen müssen, die Größe der Teleskopöffnung – die Öffnung des Teleskops, die tatsächlich das Licht einfängt, das von dem Objekt kommt, das Sie betrachten möchten. Wenn Sie ein helleres, hochauflösenderes Bild sehen möchten, benötigen Sie eine größere Blende. Die Gleichung, die das Sichtfeld bestimmt, das Sie auflösen können, finden Sie auf dieser Seite in der Antwort von Sean E. Lake. Das$D$in seiner Gleichung gibt Ihnen die Größe der Öffnung, die Sie für Ihr Teleskop benötigen.

Die obigen Antworten haben ausgezeichnete Mathematik, aber sie vernachlässigen den wichtigsten Faktor: Ihr hypothetisches Teleskop befindet sich in Ihrem Hinterhof auf der Oberfläche des Planeten Erde.

Egal wie groß Sie die Spiegel oder Linsen machen, Ihr Teleskop kann den Mars-Rover wegen der atmosphärischen Verzerrung nicht von der Erde aus sehen . Sie wissen, wie Sterne "funkeln"? Sie wissen, wie an einem heißen Tag manchmal der Boden flimmert? Die Luft verhält sich wie eine große verschwommen wackelige Linse, durch die jedes bodengestützte Teleskop schauen muss, wodurch die Detailgenauigkeit eingeschränkt wird, die physikalisch sichtbar ist.

Wenn man in 50 Millionen Kilometer Entfernung schaut (wie zum Beispiel den Mars bei größter Annäherung), könnte ein ideales bodengestütztes Teleskop Objekte sehen, die einen Durchmesser von mehreren zehn Kilometern haben . Alles, was kleiner wäre, würde verwischt werden. Die adaptive Optik schafft es vielleicht, die Auflösung in einstellige Kilometerzahlen zu bringen, aber Sie versuchen, Dinge 1000-mal kleiner zu sehen. Das wird nicht passieren.

ps Wie @Pere in den Kommentaren vorschlägt, können Sie dieses Problem umgehen, indem Sie das Gerät außerhalb der Erde platzieren und das Bild dann per Funk zurücksenden. Herzlichen Glückwunsch, Ihr Teleskop existiert bereits !