עיבוד אמן זה מראה תצפית לילית של הטלסקופ הגדול במיוחד במבצע בסרו ארמזונז בצפון צ'ילה. הטלסקופ מוצג באמצעות לייזרים ליצירת כוכבים מלאכותיים הגבוהים באטמוספירה. (ESO / L. Calçada)

5 סיבות מדוע אסטרונומיה טובה מהקרקע מאשר בחלל

בשנת 1990 הושק טלסקופ החלל האבל, מה שהוביל למהפכה באסטרונומיה. אך למטרות רבות, כדור הארץ הוא עדיין המקום הטוב ביותר להיות בו.

כשאתם חושבים על מה שיש שם בתהום החלל העמוק, בין אם אתם מסתכלים על כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו או על הגלקסיות הרחוקות ביותר שניתן לראות ביקום, הכלי שרוב האנשים חושבים להשתמש בו עבור התמונות והנתונים הטובים ביותר הוא טלסקופ החלל האבל. נושאים כמו עננים, עיוות אטמוספרי, אוויר סוער או אפילו זיהום אינם מדאיגים מאות מאות קילומטרים מעל האטמוספרה של כדור הארץ. תמונות חדות כמו שהמצלמות והאופטיקה הנמצאת על הסיפון מאפשרות, ומתוך מיקומה מחוץ לעולם היא יכולה להסתכל לכל כיוון שנרצה. בעזרתו ראינו פלאים שכדומה שמעולם לא דמייננו; האבל הראה לנו איך נראה היקום באמת.

תמונה זו משווה בין שתי תצוגות של עמודי הבריאה של ערפילית הנשר שצולמו בהאבל בהפרש של 20 שנה. הדימוי החדש, משמאל, תופס כמעט אותו אזור כמו בשנת 1995, מימין. עם זאת, התמונה החדשה יותר משתמשת במצלמת הרחב השדה 3 של האבל, שהותקנה בשנת 2009, בכדי לתפוס אור מחמצן, מימן וגופרית זוהרים בבהירות רבה יותר. קיום שתי התמונות מאפשר לאסטרונומים ללמוד כיצד מבנה העמודים משתנה לאורך זמן, ומציג את אחת הדוגמאות הטובות ביותר למה שאנחנו יכולים ללמוד באמצעות אסטרונומיה בחלל. (WFC3: NASA, ESA / Hubble וצוות מורשת האבל WFPC2: NASA, ESA / Hubble, STScI, J. Hester ו- P. Scowen (אוניברסיטת מדינת אריזונה))

ובכל זאת, ישנם דברים שאנו יכולים לעשות מהקרקע העליונים ללא עוררין על כל מה שאנחנו יכולים לעשות מהחלל. יש תמונות שאנחנו יכולים ליצור ונתונים שאנו יכולים לאסוף שפשוט אי אפשר לעשות מהחלל. בין אם אנו משתמשים בטלסקופים מבוססי קרקע, מצפה כוכבים הנישאים בכדור פורח או אפילו במטוס בגובה רב, ישנן הרבה סיבות טובות להישאר כאן על כדור הארץ. בטח, טיסה מעל האטמוספירה וקבלת נקודת המבט הכל-כיוונית שההליכה לחלל נותנת לך הם ניצחונות מוגדרים עבור חובבי הטלסקופ החלל; אין מצב שאופטיקה אדפטיבית או אתר התבוננות בתולין לא יכולים להתחרות במצפה כוכבים שאין לו כדור הארץ להתמודד איתו. אבל יש כמה סיבות מאוד משכנעות לעשות אסטרונומיה בשטח, מכיוון שיש יתרונות שאתה מאבד ברגע שאתה הולך לחלל. להלן חמשת המובילים.

מכשירי המדע שעל סיפון מודול ISIM הונמכו והותקנו במכלול הראשי של JWST בשנת 2016. מכשירים אלה היו שלמים שנים קודם לכן, ואפילו לא יקבלו את השימוש הראשון שלהם עד 2019 לכל המוקדם. (נאס

1.) טכנולוגיית טלסקופ החלל מיושנת, עוד לפני שהושקה. על מנת להשיק טלסקופ חלל, עליכם להחליט מה אתם הולכים לנסות לעשות איתו, לעצב ולבנות את המכשירים שלכם, לשלב אותם על סיפון המצפה ואז להפעיל אותו. למשימה כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב, העיצוב של כלי הנגינה שלו הושלם בתחילת העשור; מכשיר שנבנה כיום היה משלב בתוכו כשבע שנים של טכנולוגיה מעולה. שירות טלסקופ בחלל הוא יקר, מסוכן, ובמקרים מסוימים (כמו כאשר הטלסקופ שלך נמצא מחוץ להישג ידם של חללית הנושאת צוות), כמעט בלתי אפשרי. אבל אם המצפה שלך בשטח? כל שעליך לעשות הוא להקפיץ את המכשיר הישן ולקפוץ לכלי החדש, והטלסקופ הישן שלך שוב ושוב עדכני עד גבול העיצוב האופטי שלו.

טלסקופ הענק מגלן הענק בן 25 מטרים נמצא כעת בבנייה, והוא יהיה המצפה החדש הגדול ביותר על פני האדמה. זרועות הספיידר, שנראות כשהם אוחזים במראה המשנית במקומה, מעוצבים במיוחד כך שקו הראייה שלהם נופל ישירות בין הפערים הצרים במראות GMT. זהו הקטן מבין שלושת הטלסקופים המשתרעים על 30 מטרים המוצעים, והוא גדול יותר מכל מצפה כוכבים מבוסס חלל שאף הגה. זה אמור להיות מושלם עד אמצע שנות העשרים. (טלסקופ ענק מגלן / תאגיד GMTO)

2.) אתה יכול לבנות מצפה כוכבים גדול יותר על הקרקע מאשר בחלל. אני כבר יכול לשמוע את התנגדותך: שאם רק תבזבז מספיק כסף על זה, אתה יכול לשגר טלסקופ גדול כמו שרצית. זה נכון, אבל רק עד לנקודה מסוימת. באופן ספציפי, עד לנקודה שהמצפה המבוסס על החלל שלך צריך להתאים לטיל המשגר ​​אותו! טלסקופ החלל האבל בקוטר 2.4 מטרים בלבד; הטלסקופ החלל הגדול ביותר שאי פעם טס הוא הרשל של ESA, בגובה 3.5 מטרים. ג'יימס ווב יהיה גדול יותר בגלל העיצוב המפולח שלו, אך כל קטע מקופל חייב להתאים על הטיל שישגר אותו. אפילו בחלומותיה של נאס"א, מושג הטלסקופ החלל LUVOIR מגיע לגובה 15.1 מטר. עם זאת בשטח, אין מגבלות בגודל ולא במשקל, ושלושה טלסקופים עצמאיים בגובה 30 מטר מתוכננים ונבנים: GMTO, ELT ו- TMT. ברדיו נוכל להגדיל עוד יותר, כפי שהוכיחו מתקנים כמו Arecibo ו- FAST. באסטרונומיה הגודל חשוב!

ההרחקה מה- 12 בדצמבר 2017 של המשימה המצליחה ה -82 ברציפות של אריאן 5 מגיאנה הצרפתית. טיסה זו, VA240, צריכה להיות מייצגת של מה ש- JWST רואה כשהיא יוצאת בשנת 2019. יהי רצון שהיא תצליח; להשקות חלל, יש לנו הזדמנות אחת בלבד. (Arianespace)

3.) אתה לעולם לא צריך לדאוג מכישלון שיגור. האם שמעת פעם על מצפה הכוכבים המקיף של נאס"א, שנועד לראות כיצד CO2 עובר באווירה מהחלל? כנראה שלא, מכיוון שהלווין לא הצליח להיפרד מהרקטה במהלך הדקות הראשונות של השיגור; כל מערך הטילים והחלליות התרסק באוקיינוס ​​17 דקות בלבד לאחר שהמריא לראשונה. הרקטה שתשגר את טלסקופ החלל ג'יימס ווב, האריין 5, הצליחה 82 הצלחות שיגור רצופות, לפני שספגה כישלון חלקי רק לפני חודשיים. משימות חלל רבות הגיעו לסיום עגום בגלל כישלון במהלך שיגור, פריסה או החדרת מסלול מסלול; ברגע שהשקת, כמעט בלתי אפשרי לתקן כשל בחללית ברגע שמשהו משתבש. מהקרקע, זה לעולם לא יתרחש.

אור ראשון, ב- 26 באפריל 2016, של מתקן הכוכבים מדריך לייזר 4 (4LGSF). מערכת אופטיקה אדפטיבית מתקדמת זו מספקת התקדמות אדירה מהקרקע, אך היא דוגמא אחת לתשתיות הפנטסטיות שניתן לבנות, לתחזק, לגשת, לתקן או להחליף מהקרקע. (ESO / F. Kamphues)

4.) תשתית מבוססת קרקע עדיפה בהרבה על כל מה שיש לכם בחלל. רוצה לשמור על חללית קרירה? עדיף להביא את כל נוזל הקירור הדרוש לך למשך המשימה, ו / או לקוות שמערכת הקירור הפסיבית שלך לעולם לא תיפגע. צריך להגן על עצמך מפני השמש? וודא שאתה תמיד מצביע בכיוון הנכון ומקווה שהגירוסקופים שלך לעולם לא ייכשלו. האם יש רכיב אופטי המשפיל, נכשל או סובל מהתקלה? בחלל, אתה תקוע עם מה שיש לך. אבל בשטח, תוכלו להתקין במקום מתקני תחזוקה אקסטרווגנטיים. ניתן להחליף מראה לקוי, מלוכלך או פגום; ניתן לקרר טלסקופים אינפרא אדום ללא הגבלת זמן; ניתן לבצע תיקונים בידי אדם בזמן אמת; ניתן להעביר חלקים ואנשים חדשים בהתראה של רגע. זה הישג מדהים שהאבל נמשך כמעט 30 שנה, אך נדרשו למשימות שירות מרובות (וגם קצת מזל) בכדי לעשות זאת. בשטח, טלסקופים בני חצי מאה עדיין מחזירים את המדע החדשני. אין תחרות.

המצפה הסטרטוספרי של נאס

5.) על כדור הארץ, אתה יכול להתבונן מכל מקום שתרצה. ברגע שהמצפה שלך הולך לחלל, כוח המשיכה וחוקי התנועה מתקנים, בכל זמן נתון, בדיוק איפה החללית הזו הולכת להיות. ניתן לראות שפע של סקרנות אסטרונומית מכל מקום, אך ישנם כמה אירועים מרהיבים המחייבים אותך להיות במקום מאוד ספציפי ברגע מסוים בזמן. תולדות הן דוגמא קיצונית לכך, כאשר עצם קטן ומרוחק במערכת השמש עובר מול כוכב רקע, אך רק לרגע קצר במקום מסוים. הירח של נפטון, טריטון, ויעדם הראשון של ניו אופקים, אחרי פלוטו, MU69, שניהם כוכבי רקע נסתרים, כשטריטון עושה זאת באופן קבוע. טלסקופים חלליים מעולם לא התמזל מזלם לתפוס אותם, אבל בזכות מצפים ניידים כמו SOFIA של נאס"א, למדנו כיצד האווירה של טריטון משתנה עם עונות השנה שלה, ואפילו גילינו ירח קטן סביב MU69! מכיוון שאנו לא מכניסים את כל הביצים שלנו לסל הטלסקופים בחלל, אנו יכולים לעשות את המדע הייחודי שהאור שמגיע לעולמנו מאפשר.

פסגת מאונה קאה מכילה רבים מהטלסקופים החזקים והמתקדמים בעולם. זה נובע משילוב של המיקום המשווני של מאונה קאה, הגובה הרב, הראייה האיכותית והעובדה שהוא בדרך כלל, אך לא תמיד, מעל קו הענן. (שיתוף פעולה בטלסקופ סובארו)

כבונוס, ניתן להשוות את שני היתרונות העיקריים של מעבר לחלל מהקרקע ביעילות עם החידושים הטכנולוגיים הנכונים. על ידי בניית המצפים שלנו בגבהים מאוד גדולים במקומות בהם האוויר עדיין נמצא - כמו בראש מאונה קאה או בהרי האנדים הצ'יליאניים - אנו יכולים להוציא מייד חלק גדול של סערת האטמוספירה מהמשוואה. תוספת של אופטיקה אדפטיבית, בה קיים איתות ידוע (כמו כוכב בהיר, או כוכב מלאכותי שנוצר על ידי לייזר המשקף את שכבת הנתרן של האטמוספרה, 60 קמ"ש) אך נראית מטושטשת, יכולה לאפשר לנו ליצור את הזכות " צורת מראה "כדי לטשטש את התמונה הזו, ומכאן כל האור האחר שמגיע איתה. שיפורים נוספים, כמו שימוש במדריכים מרובים בו זמנית, יכולים להשיג 99% ממה שאתה משיג מהחלל, אך עם עשרות ואף מאות פעמים את כוח איסוף האור.

ולבסוף, האווירה שקופה במידה רבה לא רק לאור הנראה, אלא למגוון רחב של אורכי גל שנמצאים שם בחוץ. "חלונות אטמוספריים" אלה מאפשרים לנו להציץ לכל מקום שאנחנו אוהבים ביקום כל עוד האור יכול לעבור. בעוד שקרינת גמא, קרני רנטגן ואורכי גל אינפרא אדום רבים אפשר לראות באמת רק מהחלל, ישנם טווחים אדירים של הספקטרום האלקטרומגנטי שהם ממש ממש טובים לצפייה מכדור הארץ. גלי רדיו הם הדוגמה המדהימה ביותר לכך, בה סדרים רבים בעוצמת התדרים הם פחות וטהור מהקרקע כמו שהם מהחלל. ישנם מספר חלונות אטמוספריים יעילים ביותר גם באור אולטרה סגול, גלוי ואינפרא אדום.

העברה או האטימות של הספקטרום האלקטרומגנטי דרך האטמוספרה. שימו לב לכל תכונות הקליטה בקרני גמא, קרני רנטגן ואינפרא אדום, וזו הסיבה שהם נצפים בצורה הטובה ביותר מהחלל. עם זאת, לאורך אורכי גל רבים, כמו ברדיו, האדמה טובה באותה מידה. (נאס

יש הרבה סיבות טובות לעשות אסטרונומיה מהחלל, ושורה שלמה של חפצים מרשימים שאנו יכולים לראות ואורכי גל אנו יכולים לחקור שאחרים סגורים לנו מהקרקע. אבל מבחינת צדדיות, אמינות, תחזוקה, גודל וטכנולוגיה עדכנית, כדור הארץ הוא עדיין המקום הטוב ביותר להיות בו. ככל שמיקומי גובה רב ומצפה כוכבים עם בלון או מטוס הופכים נפוצים יותר, עלינו לדאוג פחות ופחות מהנמסיס העתיק ביותר של האסטרונום: עננים. אם נוכל לשמור על שמינו צלולים וחשוכים, אסטרונומיה מבוססת כדור הארץ תמשיך לחשוף סודות חדשים על היקום לדורות הבאים.

Starts With A Bang נמצא כעת בפורבס, והופץ מחדש בבינוני בזכות תומכי הפטרון שלנו. איתן כתב שני ספרים, מעבר לגלקסיה, וטרקנולוגיה: המדע של מסע בין כוכבים מטריקוורסנס ועד וורפ דרייב.