Könnten wir jemanden von der Erde aus auf dem Mars sehen?

Kann irgendein Teleskop jemanden auf dem Mars sehen? Wie viel Zeitdilatation würde es geben? Was ist die theoretisch beste Auflösung?

@gerrit ausgezeichnet! 1 , 2 , 3 , 4 , 5 Jetzt muss ich nur noch den Unterschied zwischen xe und ze herausfinden. i.stack.imgur.com/ygrsu.jpg

Antworten (2)

Von hier aus diskutieren wir Bilder des Mars, die von Hubble aufgenommen wurden, als er sich der Erde am nächsten näherte:

Das Teleskop machte diese Bilder zwischen dem 27. April und dem 6. Mai 1999, als der Mars 87 Millionen Kilometer von der Erde entfernt war. Aus dieser Entfernung konnte das Teleskop Marsstrukturen mit einer Breite von nur 19 Kilometern erkennen.

Theoretisch

Unsere Auflösung wird durch die Beugungsgrenze begrenzt :

θ = 1.22 × λ d

Woher λ ist die Wellenlänge des Lichts, d ist unsere Öffnungsgröße und θ ist die Winkelauflösung.

Wir können ausdrücken θ in mit der Entfernung eines Objekts s und Radius r und verwenden Sie eine kleine Winkelannäherung:

θ = a r c t a n ( r / s ) ≈ r s

Wenn wir einen ~1m Menschen aus 87 Millionen km auflösen wollen, bräuchten wir eine Teleskopöffnung von ungefähr 50km Durchmesser.

Hinweis : Techniken wie die Interferometrie können die Beugungsgrenze bis zu einem gewissen Grad „umgehen“, aber die Abbildung kleiner Objekte in sehr großer Entfernung ist von Natur aus sehr schwierig.

Danke und +1 Ich weiß, dass das Hubble seine Grenzen hat, aber ist es theoretisch möglich, jemanden von der Erde aus auf dem Mars laufen zu sehen?
@Muze Um den Mondrover auf dem Mond mit einem Teleskop zu sehen, wäre ein Teleskop mit einem Durchmesser von 75 Metern erforderlich. Als Referenz hat das größte Teleskop einen Durchmesser von 39 Metern. Der Mars ist viel weiter weg als der Mond.
Jack – danke, dass du beim Lösen nachgerechnet hast. 50 km wären ein erschreckendes Teleskop.
Wirklich schöne Antwort, wie würde es mit der Interferometrie aussehen?
Die Interferometrie kann die Beugungsgrenze überhaupt nicht wirklich umgehen, sie erzeugt nur eine riesige Apertur aus mehreren Radioteleskopen.
@Muze FYI (weil ich nachgerechnet habe), selbst um einen Mann auf dem Mond zu sehen, würde ein 187-m-Teleskop benötigt (nur violettes Licht; 350 m für das gesamte sichtbare Spektrum). Nicht ganz so absurd wie der Mars, aber immer noch 18 (34 für Vollspektrum) mal so groß wie das größte Teleskop für sichtbares Licht auf der Erde.
@leftaroundabout Hängt von der Definition von "Blende" ab, nehme ich an - es entsteht sicherlich kein 50 km langes "Loch, durch das Licht wandert".
@Jack Wäre das aufgelöste Bild nicht nur ein Pixel? Und wie lange ist die Belichtungszeit, die benötigt wird, vorausgesetzt, ein solches Teleskop wird gebaut?
Ja, deshalb ist es eine Grenze - die relevante Physik ist luftige Scheiben . Die Belichtungszeit hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, nicht zuletzt von der Helligkeit des Motivs. Photography SE deckt es wahrscheinlich gut ab.
Sie sollten auch beachten, dass (i) das Teleskop von 50 Kilometer im Weltraum gebaut werden müssten die Seeing Disk der Atmosphärengrenze Auflösung im visuellen Band und dass (ii) sie nicht mit Interferometrie überwunden werden kann, da sie für das visuelle Band noch nicht weit verbreitet ist.
@leftaroundabout Die Interferometrie umgeht die Beugungsgrenze, indem sie (wie Sie sagten) eine riesige Apertur erzeugt. Aber es kann nicht über die Sehscheibe (atmosphärisches Sehen) hinausgehen, die von der Erdatmosphäre vorgegeben wird, die im besten Fall ist 0,4 Bogensekunden.
@called2voyage Auf welches größte Teleskop beziehst du dich? Die größten optischen Teleskope, die ich kenne, haben 10 Meter (~33 Fuß) segmentierte Primärspiegel, wie die Keck-Teleskope. Es gibt Pläne, ein 30-Meter-Teleskop zu bauen ( tmt.org ), aber der tatsächliche Bau davon liegt weit in der Zukunft.
@TomSpilker Ja, ich meinte den im Bau befindlichen. Ich habe übersehen, dass der Bau noch nicht einmal begonnen hat, aber das zeigt, wie monumental ein solches Teleskop ist.
@Kaspars Deine Frage zur Belichtungszeit ist für ein Interferometer sehr passend. Ein gut konstruiertes Interferometer gibt der Auflösung eines einzelnen Spiegels die Größe des maximalen Abstands zwischen den Elementen, aber nicht die Photonen sammelnde Apertur! Unter der Annahme eines 1 Quadratmeter großen Menschen (eine große Person!) mit einer Albedo von 0,25 (aber fügen Sie ein wenig Oppositionseffekt hinzu) auf dem Mars in einer durchschnittlichen Oppositionsentfernung (~ 0,52 AE), kommen Photonen, die von der Person reflektiert werden, mit einer Rate von ~ auf der Erde an 1 pro Quadratmeter pro 100 Sek . Das 50-km-Teleskop würde 20 Millionen Photonen pro Sekunde aufnehmen...
@Kaspars ... von diesem Menschen, genug für eine ziemlich kurze Integrationszeit. Aber mit 3 10-m-Teleskopen in Interferometerkonfiguration (wie dem VLA-Radiointerferometer) beträgt die kombinierte Sammelfläche nur ein 10-Millionstel der des 50-km-Teleskops mit gefüllter Apertur, sodass sie im Durchschnitt jeweils weniger als 1 Photon pro Sekunde von der Person abgeben . SNR wird zum Problem.
@called2voyage Ich habe vor ein paar Wochen mit Ed Stone ( Wissenschaftler des Voyager - Projekts, Vorstandsmitglied des TMT-Projekts) gesprochen und er sagte, dass sie immer noch am Geld arbeiten, um das Projekt zu starten. Mit Spenden, die sie bereits erhalten haben, erledigen sie F&E-Aufgaben, die es ihnen ermöglichen, das detaillierte Design des TMT fertigzustellen, aber sie sind weit davon entfernt, mit dem eigentlichen Bau zu beginnen.

Es ist nicht gerade "von der Erde", aber der Mars Reconnaissance Orbiter hat ein Instrument, das in der Lage sein sollte, die Anwesenheit einer Person auf der Oberfläche gerade noch zu erkennen. Sie wären etwa ein Pixel breit, also sollten Sie in der Lage sein, ihre Bewegung zu erkennen, aber nicht viel mehr. https://mars.nasa.gov/mro/mission/instruments/hirise/

Die Abdeckung würde intermittierend sein, da der Orbiter nicht ständig über dem Kopf ist.

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@TomSpilker Dies sollte kein Kommentar sein. Es erfüllt nicht die Kriterien für einen Kommentar (die Sie festgelegt haben).
@LightnessRacesinOrbit Ein weiteres Kriterium für einen Kommentar – eines für eine Situation, die für neue Teilnehmer nicht geeignet ist, also habe ich es weggelassen – ist, dass Teilnehmer mit ausreichendem Ansehen neue Teilnehmer über die Protokolle in Bezug auf Fragen, Antworten und Kommentare informieren. Wenn Sie die Aufzeichnungen durchsehen (was einige Zeit in Anspruch nehmen würde!), werden Sie feststellen, dass dies ziemlich häufig vorkommt. MagicOctopusUm ist dabei besonders geschickt und gibt neuen Teilnehmern auf freundliche (vorbildlich für den Verhaltenskodex) und einladende Weise sehr nützliche Ratschläge.
@MagicOctopusUm Ich habe gerade Ihren Spitznamen in einem Beispiel aufgerufen, das ich in einem Kommentar verwendet habe. Ich hoffe, Sie haben nichts dagegen!
@TomSpilker Wenn Sie sich mein Profil ansehen, werden Sie sehen, dass ich mit Stack Exchange ziemlich vertraut bin, danke.
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