In welcher ungefähren Entfernung wird die Raumsonde New Horizons Pluto besser auflösen als das Hubble-Weltraumteleskop?

Ein bisschen gutes altes Google-Fu enthüllt dieser Blogpost von Emily Lakdawalla , wenn New Horizons LORRI-Bilder von Pluto voraussichtlich eine bessere Auflösung haben als die der Weitfeldkamera 3 (WFC3) des Hubble-Weltraumteleskops (relevante Auszüge nur, keine Urheberrechtsverletzung beabsichtigt):

Die Vision von New Horizons ist also etwa 25-mal weniger scharf als die von Hubble. Daher muss New Horizons etwa 25-mal näher an Pluto sein als die Erde, bevor seine Bilder beginnen, sich von denen von Hubble zu verbessern. Im Moment ist er Pluto "nur" viermal näher als die Erde. Es ist noch ein langer Weg!

Pluto wird LORRI 3 Pixel gegenüber erscheinen, wenn New Horizons etwa 160 Millionen Kilometer entfernt ist. Wie kam ich zu dieser Nummer? Pluto hat einen Durchmesser von 2400 Kilometern, also bedeutet 3 Pixel, dass jedes Pixel 800 Kilometer lang ist. Teilen Sie das durch 5 Mikroradiant – was dasselbe ist, als würden Sie es durch 5 teilen und dann das Wort „Million“ an das Ende heften – und Sie erhalten 160 Millionen Kilometer.

Ihre Berechnungen bezüglich des Datums, an dem dies geschehen soll (1. Januar 2015), weichen jedoch etwas von den Daten ab, die im Wikipedia-Artikel zu den wichtigsten Missionsdaten von New Horizons zitiert werden:

Feb 2015    Observations of Pluto begin
            New Horizons is now close enough to Pluto for the main science mission to begin.
5 May 2015  Better than Hubble
            Images exceed best Hubble Space Telescope resolution.

Diese Diskrepanz deutet darauf hin, dass einige Annäherungen an der Berechnung des Datums beteiligt waren, und die Unsicherheit darüber, welche der beiden Berechnungen korrekter ist oder welche der Kameras des Hubble-Weltraumteleskops auf der Wiki-Seite gemeint ist, trägt zur Verwirrung bei, aber die Mathematik dahinter Die Berechnungen der tatsächlichen Entfernung, wenn dies geschieht (gemäß Ihrer Frage), scheinen korrekt zu sein (obwohl die verwendeten Zahlen möglicherweise nicht korrekt sind).

Dies erforderte offensichtlich eine Peer-Review, und Derek Szymanski war in den Kommentaren zum erwähnten Blog genauer und verwendet genauere Auflösungszahlen für die Weitfeldkamera 3 des Hubble-Weltraumteleskops ( WFC3 ) (~ 2,68 Pixel breite Fotos von Pluto). und kommt dabei auf eine Strecke von rund 180 Millionen Kilometern .

Beachten Sie jedoch, dass diese Berechnungen für die Weitfeldkamera 3 (WFC3) des Hubble-Weltraumteleskops gelten und nicht für die ESA-Kamera für schwache Objekte , die eine ungefähr 5,3-mal feinere Auflösung hat (nach meinen Berechnungen) ^* und dieses Foto produziert hat:

   

   ^{Ansichten der ESA Faint Object Camera von Pluto und berechnete Interpolationen (Credit: ESA)}

Laut der Seite der NASA, die dieses Foto beschreibt , hat jedes Pixel einen Durchmesser von über 150 km. Unter Berücksichtigung des Durchmessers von Pluto (2390 km) ergibt dies eine Auflösung von etwa 16 x 16 Pixel, und die Fotos scheinen dies zu bestätigen.

Was den anderen Teil Ihrer Frage betrifft, welche Art von Arbeit würde das New Horizons-Team zu diesem Zeitpunkt leisten können ? Dies ist ziemlich genau der Zeitpunkt, an dem die LORRI-Bilder brauchbarer werden als die eigenen Beobachtungen von HST, aber die Beobachtungen von Pluto durch LORRI beginnen Monate davor (Feb. 2015). Wiki bietet diese Details zu den Missionszielen des Pluto-Vorbeiflugs :

Hauptziele (erforderlich)
- Charakterisierung der globalen Geologie und Morphologie von Pluto und Charon
- Kartierung der chemischen Zusammensetzung der Pluto- und Charon
-Oberflächen - Charakterisierung der neutralen (nicht ionisierten) Atmosphäre von Pluto und ihrer Austrittsrate
Der Verlust eines dieser Ziele bedeutet a Scheitern der Mission.

Sekundärziele (erwartet)
- Charakterisierung der zeitlichen Variabilität von Plutos Oberfläche und Atmosphäre
- Bild ausgewählter Pluto- und Charon-Gebiete in Stereo
- Kartierung der Terminatoren (Tag/Nacht-Grenze) von Pluto und Charon mit hoher Auflösung
- Kartierung der chemischen Zusammensetzung ausgewählter Pluto- und Charon-Gebiete mit hoher Auflösung
- Charakterisieren Sie die Ionosphäre von Pluto und ihre Wechselwirkung mit dem Sonnenwind
- Suchen Sie nach neutralen Spezies wie H2, Kohlenwasserstoffen, HCN und anderen Nitrilen in der Atmosphäre
- Suchen Sie nach einer beliebigen Charon-Atmosphäre
- Bestimmen Sie die bolometrische Bond-Albedos für Pluto und Charon
- Oberflächentemperaturen von Pluto und Charon kartieren
Es wird erwartet, aber nicht gefordert, dass die meisten dieser Ziele erreicht werden.

Tertiäre Ziele (erwünscht)
- Charakterisierung der energetischen Teilchenumgebung bei Pluto und Charon
- Verfeinerung der Massenparameter (Radien, Massen) und Umlaufbahnen von Pluto und Charon
- Suche nach zusätzlichen Monden und etwaigen Ringen

Mehr ist hier zu lesen .

^* Korrektur : Meine Berechnungen zur Auflösung von WFC3 vs. FOC waren ziemlich genau, wenn man bedenkt, dass sie nur auf ungefähren Daten und visuellen Beobachtungen basierten, aber ich habe dennoch einen genaueren Auflösungsunterschied (leicht zugunsten von FOC) gefunden, der in ist in der Größenordnung von 5,55x, mit der WFC3-Auflösung von 0,04 Bogensekunden-Pixeln, wie zuvor erwähnt, gegenüber den 0,0072 Bogensekunden-Pixeln von FOC .