Würde ein Mondteleskop eine signifikante Verbesserung gegenüber terrestrischer Ausrüstung bieten?

Wie gesagt, die Antwort auf die Frage muss ja lauten, ein Teleskop auf dem Mond kann aufgrund der Erdatmosphäre erhebliche Vorteile gegenüber einem Teleskop auf der Erde haben. Deshalb haben wir Weltraumteleskope.

Das ist jedoch die falsche Frage. Die eigentliche Frage ist, welche Vor- und Nachteile hat ein Teleskop auf dem Mond gegenüber einem Teleskop irgendwo anders im Weltraum , zB im Erdorbit oder an einem Lagrange-Punkt?

Insgesamt ist ein Teleskop auf dem Mond eine schreckliche Idee. Zunächst einmal wäre die thermische Kontrolle ein Albtraum. Es gibt zwei Wochentage und zwei Wochennächte, die alles, was Sie in einem Teleskop auszurichten versuchen, falsch ausrichten, und mit den Schwankungen, die es extrem schwierig machen, Infrarotsensoren auf kryogenen Temperaturen zu halten. Zweitens haben Sie aus dem gleichen Grund nur die Hälfte der Zeit Solarstrom. Sie müssen also genügend Batterien haben, um zwei Wochen am Leben zu bleiben, oder Atomenergie! Wenn Sie mit Batterien arbeiten, möchten Sie genau dann Strom sparen, wenn Sie mehr beobachten möchten. Was die Sichtbarkeit erhöht. Sie können nur den halben Himmel sehen, und Ihr Teleskop wird jeden Monat zur Sonne gedreht, ob Sie wollen oder nicht. Was zum Zeigen führt. Sie müssen sich jetzt mit der Schwerkraft des Mondes auseinandersetzen, wenn Sie Ihr Teleskop drehen. Im Weltraum müssen Sie nur mit Ihrer eigenen Trägheit fertig werden. Darüber hinaus muss es sich in der Mondgravitation statt in der Schwerelosigkeit entfalten.Und dann ist da noch der Staub . Staub, der durch Stöße und elektrostatische Aufladung aufgewirbelt wird und Ihre Optik schließlich mit einer Schicht Mist bedeckt.

Sie haben in einem Kommentar ausschließlich Kostenüberlegungen erwähnt, aber das können Sie niemals ausschließen. Etwas sanft auf dem Mond zu landen ist in Bezug auf Masse und Geld enorm teurer, als es an einem Lagrange-Punkt zu platzieren.

Soll ich weitermachen?

Die einzigen denkbaren Vorteile, die mir einfallen, sind:

A. Sie haben eine stabile Oberfläche im Vakuum, auf der Sie ein großes Interferometer bauen können.

B. Funkstille auf der anderen Seite (aber mit der Komplexität, dass ein Relais-Orbiter benötigt wird, um die Daten zurückzubekommen) und

C. Verfügbarkeit von Rohstoffen.

Für A können wir dasselbe im freien Raum mit präzisem Formationsflug tun, und dann begrenzt der Horizont des Mondes Ihre Basisentfernungen nicht.

Für B würde ein Radioteleskop eine hervorragende Isolierung von Funkübertragungen der Erde erhalten. Es scheint jedoch, dass es einfach gut funktioniert, Ihr Radioteleskop auf der Erde in einem Tal mit einigen Bergen um Sie herum und vielleicht einigen Gesetzen zur Funkstille aufzustellen. Sie brauchen nicht die Kosten für ein weltraumgestütztes Radioteleskop (wo solche Teleskope riesig sein müssen).

Für C könnten Sie Materialien aus Mond-Regolith extrahieren, um Ihre Spiegel herzustellen. Sie könnten dasselbe von einem Asteroiden aus einfacher tun, mit einer größeren Auswahl an Asteroidentypen und bei geringerer Schwerkraft.

Also ja, es wäre besser als die Erde (für Optik), aber viel, viel schlimmer, als einfach Ihr Teleskop irgendwo im Weltraum zu platzieren, was billiger und einfacher ist.

Das hängt davon ab, um was für ein Teleskop es sich handelt.

Haftungsausschluss: Ich bin KEIN Astronom. Ich bin nur ein Nerd, der zufällig Computersicherheitshilfe für einige fantastische Teleskope leistet und sie aus der Nähe gesehen hat.

Für ein Radioteleskop glaube ich, dass es wahrscheinlich einen Vorteil hätte, es auf dem Mond zu betreiben. Hinzu kämen einige logistische Nachteile (das Ding reparieren zu lassen ist zum Beispiel plötzlich teuer und zeitaufwändig). Die Radioteleskope hier auf der Erde leisten jedoch eine Menge Arbeit, um terrestrische Signale herauszufiltern, und wenn sie noch ein wenig weiter von diesen Signalen entfernt werden (es ist wirklich nur ein wenig in astronomischen Größenordnungen), könnte dies einfacher werden. Das ganze Geld und den logistischen Aufwand wert? Vielleicht nicht ... Astronomen sind gut genug darin geworden, dass die optischen Teleskope rund um die Radioteleskopinstallationen auf Mauna Kea nur ein bisschen über ihre WLAN-Zugangspunkte murren und der Speisesaal, den sich die 13 Observatorien teilen, mit einer Mikrowelle ausgestattet ist .

Für ein optisches Teleskop müssten wir das Ding mit einer VIEL höheren Brennweite, Auflösung und Empfindlichkeit bauen, als wir es jetzt tun, um einen Vorteil zu erzielen, wenn wir es auf dem Mond platzieren. Ich habe kürzlich auf dem Mauna Kea in Hawaii herumgespielt (nun, nicht gespielt, ich habe gearbeitet) und mir das dortige Gemini-Observatorium aus der Nähe angesehen. Auf etwa 14.000 Fuß über dem Meeresspiegel ist die Luft ziemlich dünn, und sie haben ein System zum Abtasten atmosphärischer Störungen zwischen dem Teleskop und hellen Objekten, sodass diese Verzerrung kompensiert werden kann, wenn weniger helle Objekte in der Nähe dieses Sichtfelds betrachtet werden. Lichtverschmutzung ist wirklich kein Problem auf dem Mauna Kea. Es ist hoch oben und meilenweit von den nächsten Häusern und Geschäften entfernt. Die Besucherstation befindet sich etwa 7 km unterhalb des Gipfels, wenn ich mich recht erinnere, und ist nachts geschlossen. Ich glaube, dass der Bereich um und über den Observatorien ebenfalls eine Flugverbotszone ist. Als ich vergrößerte Fotos der gleichen Weltraumobjekte betrachtete, die von Gemini und Hubble nebeneinander aufgenommen wurden, konnte ich keinen Unterschied in der Klarheit feststellen.

Mark hat die richtige Frage gestellt, nämlich wie würde sie im Vergleich zu einem Satelliten um die Erde oder einem anderen Ort im Weltraum aussehen. Ich werde die einzigen 2 Vorschläge machen, von denen ich gehört habe, dass sie Sinn machen.

Radioteleskop - Auf der Erde ist es praktisch unmöglich, reine Funkstille zu erreichen. Als Amateurfunker kann ich das bestätigen. Das Beste, was man tun kann, ist ein sehr abgelegenes Gebiet, vorzugsweise mit Bergen drumherum, aber selbst das ist schwierig und funktioniert für manche Bands nicht. Für HF-Bänder, die von der Atmosphäre beeinflusst werden, ist es praktisch unmöglich, auf der Erde vollständige Funkstille zu erreichen. Die andere Seite des Mondes bietet ein attraktives Angebot für ein solches Observatorium, obwohl es, wie bereits erwähnt, einige ernsthafte Schwierigkeiten gibt.

Infrarot. Es gibt ein paar Krater in der Nähe der Pole, die im ewigen Schatten liegen. Diese könnten ein hervorragendes Infrarot-Observatorium ergeben. Die größten Probleme sind die Stromversorgung und die Tatsache, dass Sie durch ein solches Teleskop nur auf die südliche Hälfte des Himmels (wirklich weniger als das) beschränkt sind. Trotzdem könnte es durchaus funktionieren.

Theoretisch ja, es würde unseren Beobachtungsbereich verbessern, wenn wir ein Mondteleskop verwenden würden.

Aber ich glaube, die Kosten dafür würden die Vorteile deutlich überwiegen, die es haben wird, als Teleskope in erdnahe Umlaufbahnen zu starten.

Außerdem ist der Mond ein Körper mit vielen Kratern. Wenn wir ein Teleskop auf der dunklen Seite des Mondes (das Gesicht, das wir nicht sehen) positionieren, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass das Teleskop beschädigt wird. Wenn wir es auf der anderen Seite des Mondes positionieren, hätten wir keinen größeren Horizont auf unserer Platte, wodurch die Produktivität verringert würde.

Dann haben wir die Probleme mit der Fernverwaltung des Teleskops. Das Hubble-Teleskop selbst musste mehrmals repariert/aufgerüstet werden, und diese Wartungsmissionen sind teuer und gefährlich, sowohl für das Teleskop als auch für die Astronauten.

Und noch einmal, ein umkreisendes Teleskop behindert unsere Beobachtungen nicht wirklich, da sie sich außerhalb des größten Teils der Erdatmosphäre befinden.

In dieser Diskussion fehlen viele der Hauptvorteile eines Mondteleskops.

• Radioteleskope – ja Funkstille für die andere Seite des Mondes – und einfach zu konstruierende Teleskope, um die längeren Wellenlängen zu untersuchen, indem man einfach einen Rover benutzt, um lange Kabel über die Oberfläche zu ziehen. Es ist ein besonders guter Standort für Frequenzen unter 100 MHz, da diese von der Ionosphäre auf der Erde blockiert werden . Dies würde das letzte unerforschte Frequenzregime unserer Radiobeobachtungen des Universums erschließen.
• Kann riesige Radioteleskope in den Kratern bauen. Frank Drake hat einmal berechnet, dass es möglich sein sollte, Teleskope vom Typ Arecibo mit einem Durchmesser von 30 km oder mehr auf dem Mond zu bauen (siehe Zusammenfassung auf Seite 91).
• Bauen Sie in den Mondkratern an den Polen passiv gekühlte Infrarotteleskope mit Flüssigkeitsspiegeln. Weil der Mond so stark schwingt – er schaukelt auf und ab und relativ zur Erde hin und her, während er uns umkreist – würde ein solches Teleskop viel mehr vom Himmel sehen als ein vergleichbares Teleskop auf der Erde. Siehe Liquid Mirror Telescopes on the Moon (NASA News, 2008) . Dieses Infrarotteleskop könnte Objekte entdecken, die hundertmal schwächer sind als die, die mit dem geplanten James Web Space Telescope sichtbar sind .
• Die stabile Mondoberfläche ist ideal für die optische Interferometrie - Sie könnten also große Netzwerke von Teleskopen verwenden. Siehe Lunar Telescope Facility Final Design Report (MIT, 2007)

Dies stammt hauptsächlich von den Teleskopen auf dem Mondabschnitt meines Case for Moon First (außer dass ich vergessen habe, dort die Interferometrie zu erwähnen - wird mit dem nächsten Update erledigt).

Mit dem Staub kann man beispielsweise fertig werden, indem man einen Bereich um das Teleskop herum in Glas verwandelt, was auf dem Mond einfach zu bewerkstelligen ist, da die Verwendung einer Mikrowelle den Regolith so leicht in Glas verwandelt, wie man einen Wasserkocher kocht. Im Gegensatz zum Mars gibt es keine Staubstürme, mit denen man fertig werden muss. Nur elektrostatische Aufwirbelung des Staubs. Siehe Mondglas