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  • 1 # 一名普通老百姓

    月球得天獨厚的條件與尺度比太空望遠鏡好的太多了,可以發射太空望遠鏡可以無人登月,二者結合在一起,利用智慧機器人技術讓其在月球上自動組裝在一起不就成了?感覺技術都沒問題,可能缺的是錢吧。

  • 2 # 滬生泉

    為什麼不在月球上建造天文望遠鏡?

    火星科普

    18-10-2623:46

    如果想要拍攝宇宙中最遙遠、最未受汙染的天體照片,最好的選擇就是離開地球。在地球上,有各種各樣的因素會影響到天文望遠鏡的成像能力。光汙染限制了我們看得多深遠,大氣破壞了望遠鏡的分辨能力,雲層和天氣干擾了發光天體,太陽和地球本身阻擋了我們所看到的天空。

    正因為如此,哈勃、錢德拉、費米、斯皮策等太空望遠鏡已經展示了太空望遠鏡的巨大功效,這些望遠鏡傳回地球的影象和資料遠勝於任何類似的陸基天文望遠鏡。那麼,為什麼不把天文望遠鏡放在真空的月球表面上呢?

    乍一看,月球似乎是放置望遠鏡的理想位置。月球上根本沒有大氣,這消除了所有的光汙染問題。它離地球很遠,這將大大減少人類產生的訊號干擾。月球自轉週期將近28天,超長的夜晚意味著可以連續觀測同一個目標長達14天而不受干擾。而且,有了堅實的月表作為支撐,天文望遠鏡不需要依靠陀螺儀或反作用輪來指向(哈勃此前因為陀螺儀故障而面臨停止觀測任務)。

    雖然所有的這一切看似很合理,但如果思考一下月球繞地球執行的方式,以及整個月球-地球系統繞太陽執行的方式,就會發現這樣的裝置必然會遇到的一些問題。

    首先,如果把天文望遠鏡放在月球上,應該是放在始終正對著地球的正面,還是放在始終背對著地球的背面?事實上,無論放在月球的哪一面都有缺陷。

    如果把望遠鏡放在月球正面,那麼,望遠鏡就會一直對著地球。這意味著在地球上可以向月球望遠鏡傳送和接收訊號,控制望遠鏡,下載和上傳資料,而且這幾乎是實時的。但這也意味著地球產生的干擾,如無線電廣播訊號、人造光源。

    另一方面,如果把望遠鏡放在月球背面,這能有效地遮蔽來自地球的任何影響。但這也意味著沒有直接的路徑進行訊號傳輸,這就要求必須有一個額外的中繼裝置,就像中國發射的鵲橋號中繼衛星那樣。

    不管怎樣,在月球假設望遠鏡都會遇到很多問題,而這些問題是在進入行星際空間中時不會遇到的。最大的問題有兩個:

    (1)月震。地球在月球上施加的潮汐力是月球施加在地球上的潮汐力的20多倍,這足以使月球出現相當多的月震。

    (2)極端溫度。由於月球被潮汐鎖定,它的自轉速度很慢。月球會連續14天沐浴在Sunny下,隨後14天陷入完全黑暗之中。月球白天氣溫可以超過100 ℃,而晚上則會冷到-173 ℃。

    雖然執行在太空中的望遠鏡可以透過主動或被動冷卻(或兩者兼而有之)來控制溫度,但望遠鏡必須冷卻到它將要觀測的波長所對應的溫度以下,否則噪音會淹沒想要接收的訊號。這對於紫外、光學或紅外天文學來說是一個巨大的缺陷,所有這些都將在月球上產生嚴重的問題,除了地球或太陽這樣巨大的觀測目標之外。

    設計一架能夠在極端溫度下仍能保持最佳工作狀態的望遠鏡是一項巨大的挑戰。毫無疑問,人類目前唯一放置在月球上的望遠鏡是位於月球正面的一架紫外望遠鏡。由於紫外線幾乎會被地球大氣吸收,所以這種望遠鏡需要處於地球大氣之外的真空環境中。

    對於大多數應用來說,把望遠鏡送到太空中將是比去月球更好的選擇。從極端的溫度和與地球溝通的困難來看,把望遠鏡放在月球表面的缺點比較難克服。

    但是有一個非常具體的應用,月球比任何其他環境提供了一個前所未有的優勢:射電望遠鏡。由於自然和人為的原因,地球是一個巨大的“無線電噪聲”來源。即使在太空中,來自地球的訊號也遍佈整個太陽系。但月球為遮蔽地球的無線電訊號提供了一個極好的環境,月球背面不會受到來自地球無線電訊號的影響。

    正如宇宙學家Joe Silk所言,月球背面是太陽系內部監視低頻無線電波的最佳位置——這是探測宇宙大爆炸留在宇宙中留下的微弱“指紋”的唯一方法。在地球上的射電望遠鏡遇到了人類活動引起的電磁汙染的干擾,如海洋通訊和短波廣播,從而無法獲得清晰的訊號。此外,地球的電離層首先阻止了波長最長的無線電波到達地面的射電望遠鏡。

    我們可以透過月球射電望遠鏡來探測到暴脹階段(宇宙大爆炸的最早期階段)的訊號,以及宇宙中第一批恆星和星系的形成。雖然在地球上或太空中都有這樣做的希望,但由於與地球隔絕,月球背面比其他任何選擇提供了都更為敏感的探測能力,這是射電天文學最原始的環境。

    從地球的角度來看,任何航天器在月球背面飛行都會引起我們所說的無線電中斷。無線電波不能穿過月球,這意味著在月球背面無法直接向地球傳送或接收訊號。只有發射類似於鵲橋號的中繼衛星,才能實現與地球與月球背面的實時通訊。

    不過,在月球上建造射電望遠鏡的最大障礙可能是成本。運送物質到月球,登陸月球表面,部署等等都是一項艱鉅的任務。即使是最簡單的方案,一個用於無線電宇宙學的月球陣列(LARC),也由100多個簡單設計的天線組成,分佈在2公里範圍內。僅僅是這個就要超過10億美元,其造價與地球上最昂貴的無線電陣列相當。只有當我們決定建造一個月球無線電陣列是值得之時,我們將會在研究宇宙起源方面取得巨大進展。

  • 3 # 傲翔鷹

    謝謝邀請。月球是天文觀測的最佳地點,沒有大氣擾動、光汙染、電磁干擾,可以獲得最高質量的影象與訊號,同樣口徑望遠鏡的觀測能力將比在地球上的望遠鏡成倍增長。這也是登月最主要的目的之一。目前還沒有建造的唯一原因是:還沒有這個能力。人類的航天技術太初級,在大推力低成本運載火箭、能重複使用的飛船系統、完善的地外自迴圈維生系統、微重力醫學等領域非常稚嫩,很多還是空白。當年美國登月也是在被蘇聯追趕的情況下舉全國之力耗費巨大才勉強完成,就這是冒了極大風險,差點在13號計劃時船毀人亡。如此費勁也僅僅在月球上安裝了很簡單的鐳射反射器、月振儀等。以這樣的能力要發射一架口徑很大的望遠鏡、安裝的宇航員團隊到月球,還要有相應的訊號傳輸系統、配套太陽能供電系統,特別是還要有繞月訊號中轉衛星,其難度比僅僅發射一個登陸探測器大得多,以目前人類的技術能力恐怕還辦不到。只有等可重複利用的大推力運載火箭完善(重型獵鷹那種27臺發動機的火箭還是不靠譜,參見30臺發動機的N1的慘劇),可重複往返的月球登陸飛船研製成功,發射並安裝一架至少比哈勃要大的望遠鏡才有可能。

  • 4 # 曉陽1992

    1.優勢:月球沒有地球諸多且複雜的訊號干擾;近日拍攝的第一張黑洞照片是由八組望遠鏡組合拍攝,如在月球有望遠鏡,跟地球上的望遠鏡組成觀測網更大增強了人類對宇宙的探測力;2.目前劣勢:登月技術目前還未達到隨意造訪的程度,就算大費周章在月球成功安裝望遠鏡,對於維護更新工作是一個極大的挑戰。目前的人工智慧雖然正在急速發展,但仍不能達到完全取代人工的層次,對於維護更新這一細緻繁雜頻繁的工作還需人工操作,而目前登月技術並未非常成熟,登月成本極為高昂;月球沒有大氣層,因而隕石或者是彗星墜落月表損毀力極大,而且月表溫差大,對望遠鏡硬體要求特別高,進而導致成本特別高,安裝在月球背面的望遠鏡,還需配套的衛星。因此綜上,針對問題主旨,目前技術和成本是最大的阻礙。

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