Astronomie

Quelle résolution le télescope Terre-Lune obtiendrait-il ?

Quelle résolution le télescope Terre-Lune obtiendrait-il ?


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L'horizon des événements a obtenu un télescope de la taille de la Terre en utilisant des télescopes séparés dans le monde entier pour interpoler une image d'un trou noir à une résolution de 60 microsecondes d'arc.

Quelle résolution pourrions-nous obtenir si nous construisions des radiotélescopes sur la Lune et utilisions l'orbite Terre-Lune pour interpoler une image ? Que pourrions-nous voir avec ?

Et si on utilisait un télescope terre-lune-mars ?

Serait-il judicieux d'aller encore plus grand?

Tout cela suppose que nous aurions la possibilité de construire des télescopes locaux comme ceux sur terre à l'avenir.


Selon Wikipedia, la résolution angulaire est inversement proportionnelle à la ligne de base (la séparation entre les télescopes). L'ordre de grandeur de la ligne de base du télescope Event Horizon est de 10 000 km ; la distance Terre-Lune est environ 40 fois plus grande et Terre-Mars à son maximum 25 000 fois plus grande. Cela signifie que nous pourrions théoriquement atteindre 1,5 microseconde d'arc (à cette longueur d'onde) avec un télescope supplémentaire sur la Lune et 2,4 nanosecondes d'arc avec Mars.

Cependant, pour obtenir une interférométrie correcte, nous avons besoin (indépendamment de la taille de la ligne de base) de connaître l'emplacement précis des télescopes avec une précision d'un quart de la longueur d'onde. Pour les ondes radio de 230 GHz, la longueur d'onde est de 1,3 mm, la précision doit donc être de 0,3 mm. Je suppose que c'est incroyablement difficile à atteindre pour les corps se déplaçant dans l'espace.

Je ne suis pas assez versé en la matière pour dire quel est l'effet de disposer les télescopes dans un ligne (à l'échelle Terre-Lune ou Terre-Mars, c'est une ligne, sauf si vous ajoutez des télescopes spatiaux aux points de Lagrange L4 et L5, par exemple) contre un la grille comme le télescope Event Horizon. Mais l'interférométrie fonctionne déjà pour deux télescopes.

Notez que la résolution angulaire n'est pas la seule métrique que vous devriez considérer ; les objets deviennent plus pâles lorsque vous les agrandissez, vous aurez donc besoin de plus de télescopes (et/ou d'un temps d'exposition plus long) pour obtenir le même niveau de luminosité dans les images.


Un radiotélescope spatial a été essayé, bien que je puisse voir peu de preuves de son succès.

Pour obtenir une image, vous avez besoin de lignes de base à plusieurs angles, pas seulement d'une seule ligne. Cela peut être réalisé sur Terre avec seulement deux télescopes en combinant des mesures effectuées à différents moments de la rotation de la Terre, et une ligne de base Terre-Lune pourrait être traitée de la même manière sur un mois, bien que cela nécessiterait que l'image ne change pas au cours de cette période et soit limité aux objets dans les parties nord ou sud du ciel.

Vous pourriez probablement obtenir des communications laser et micro-ondes à large bande passante directe entre les télescopes pendant une partie importante de la journée, de sorte que certains des problèmes de synchronisation seraient en fait plus faciles que pour le VLBI terrestre.


Aragoscope en orbite pourrait imager la Terre et le ciel à une résolution plus élevée que Hubble

Un nouveau concept de télescope en orbite développé à CU-Boulder pourrait permettre aux scientifiques d'imager des objets dans l'espace ou sur Terre à des centaines de fois la résolution du télescope spatial Hubble. Crédit image : NASA

Les chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder informeront les responsables de la NASA la semaine prochaine d'un concept de télescope spatial révolutionnaire sélectionné par l'agence pour étude en juin dernier, qui pourrait fournir des images jusqu'à 1 000 fois plus nettes que le télescope spatial Hubble.

Le professeur Webster Cash de CU-Boulder a déclaré que l'ensemble d'instruments consisterait en un télescope spatial en orbite et un disque opaque devant lui pouvant mesurer jusqu'à 800 mètres de diamètre. Selon Cash, les ondes lumineuses diffractées d'une étoile cible ou d'un autre objet spatial se courberaient autour des bords du disque et convergeraient en un point central. Cette lumière serait ensuite introduite dans le télescope en orbite pour fournir des images haute résolution, a-t-il déclaré.

Le nouveau concept de télescope, nommé Aragoscope en l'honneur du scientifique français François Arago qui a détecté pour la première fois des ondes lumineuses diffractées autour d'un disque, pourrait permettre aux scientifiques d'imager des objets spatiaux tels que des trous noirs, des horizons d'événements et des échanges de plasma entre les étoiles, a déclaré Cash de CU- Centre d'astrophysique et d'astronomie spatiale de Boulder. Le nouveau système de télescope pourrait également pointer vers la Terre et imager des objets aussi petits qu'un lapin, lui donnant la possibilité de chasser les campeurs perdus dans les montagnes, a-t-il déclaré.

Le CU-Boulder Aragoscope était l'une des 12 propositions sélectionnées pour le financement de la phase 1 en juin 2014 par le programme de concept innovant innovant de la NASA (NIAC), conçu pour transformer la science-fiction en réalité grâce à un développement technologique pionnier. D'autres propositions de phase 1 du NIAC financées - chacune pour 100 000 $ sur neuf mois - comprennent un dispositif en orbite pour capturer des astéroïdes en chute libre et un sous-marin robotique pour explorer les lacs de méthane sur Titan, la plus grande lune de Saturne.

En avril, le NIAC sélectionnera six des concepts 2014 de la phase un pour le financement de la phase deux, qui est un prix de 500 000 $ sur deux ans. En 2004 et 2005, Cash a reçu un financement des phases 1 et 2 pour un concept de télescope et d'un « abat-jour géant en forme de marguerite » qui bloquerait la lumière d'une étoile mère et laisserait la lumière de ses planètes s'échapper autour du bords, permettant à l'équipe de les imager. En 2008, la NASA a accordé à Cash et à son équipe un million de dollars supplémentaires pour poursuivre l'étude sur l'ombre des étoiles des nouveaux mondes.

"Franchement, notre projet d'ombre stellaire New Worlds chevauche l'architecture que nous voulons utiliser pour l'Aragoscope, nous pensons donc que nous sommes en assez bonne forme pour entrer dans la phase deux", a déclaré Cash. L'Aragoscope serait stationné sur une orbite géostationnaire de 25 000 milles de haut qui suit la rotation de la Terre, le faisant apparaître immobile depuis le sol.

"Traditionnellement, les télescopes spatiaux étaient essentiellement des morceaux de verre monolithiques comme le télescope spatial Hubble", a déclaré Anthony Harness, doctorant à CU-Boulder du Département des sciences astrophysiques et planétaires, qui travaille avec Cash sur le projet. « Mais plus le télescope spatial est lourd, plus le coût du lancement est élevé. Nous avons trouvé un moyen de résoudre ce problème en plaçant de grandes optiques légères dans l'espace qui offrent une résolution beaucoup plus élevée et un coût inférieur.”

Le disque spatial opaque serait constitué d'un matériau solide, sombre, semblable à du plastique (pensez à un sac Hefty) qui pourrait être lancé de manière comprimée comme un parachute, puis déployé en orbite. Le bouclier spatial serait attaché au télescope à des distances allant de dizaines à des centaines de kilomètres selon la taille du disque, a déclaré Harness.

« Le disque opaque de l'Aragoscope fonctionne de la même manière qu'un objectif de base », a déclaré Harness. “La lumière diffractée autour du bord du disque circulaire parcourt la même longueur de trajet jusqu'au centre et est mise au point sous forme d'image.” Étant donné que la résolution de l'image augmente avec le diamètre du télescope, la possibilité de lancer un disque aussi grand mais léger permettrait aux astronomes d'obtenir des images à plus haute résolution qu'avec des télescopes spatiaux traditionnels plus petits, a-t-il déclaré.

Cash et Harness ont déclaré qu'ils espèrent effectuer une démonstration astronomique du concept Aragoscope en laboratoire à l'aide d'un disque de 1 mètre placé à plusieurs mètres d'un télescope. La source lumineuse serait fixée à environ 5 ou 10 mètres derrière le disque.

En outre, ils espèrent tester le concept d'ombre stellaire en fixant un disque spatial au sommet d'une montagne et en fixant un télescope sur un avion en vol stationnaire afin d'imager Alpha Centauri, un système stellaire binaire qui apparaît comme la troisième étoile la plus brillante du ciel nocturne.

Le NIAC a été créé en 1998 pour solliciter des concepts révolutionnaires auprès de personnes et d'organisations susceptibles de faire avancer les missions de la NASA. Les concepts gagnants repoussent les limites de la science et de la technologie et devraient prendre au moins une décennie à se développer.

En plus du projet Aragoscope et Starshade, l'argent a remporté le financement des phases 1 et 2 pour un troisième concept NIAC en 2000 et 2001 lorsqu'il a proposé un interféromètre à rayons X qui pourrait être utilisé pour regarder dans la bouche des trous noirs.


Contenu

Dans le VLBI, les données d'antenne numérisées sont généralement enregistrées sur chacun des télescopes (dans le passé, cela se faisait sur de grandes bandes magnétiques, mais de nos jours, cela se fait généralement sur de grands réseaux de lecteurs de disques informatiques). Le signal de l'antenne est échantillonné avec une horloge atomique extrêmement précise et stable (généralement un maser à hydrogène) qui est en outre verrouillée sur une norme de temps GPS. Parallèlement aux échantillons de données astronomiques, la sortie de cette horloge est enregistrée. Les supports enregistrés sont ensuite transportés vers un emplacement central. Plus récent [ lorsque? ] des expériences ont été menées avec des VLBI "électroniques" (e-VLBI) où les données sont envoyées par fibre optique (par exemple, des chemins de fibre optique à 10 Gbit/s dans le réseau de recherche européen GEANT2) et non enregistrées dans les télescopes, accélérant et simplifier considérablement le processus d'observation. Même si les débits de données sont très élevés, les données peuvent être envoyées via des connexions Internet normales en profitant du fait que de nombreux réseaux internationaux à haut débit disposent actuellement d'une capacité de réserve importante.

A l'emplacement du corrélateur, les données sont lues. La synchronisation de la lecture est ajustée en fonction des signaux d'horloge atomique et des temps d'arrivée estimés du signal radio à chacun des télescopes. Une plage de synchronisations de lecture sur une plage de nanosecondes est généralement testée jusqu'à ce que la synchronisation correcte soit trouvée.

Chaque antenne sera à une distance différente de la source radio, et comme avec l'interféromètre radio à base courte, les retards encourus par la distance supplémentaire à une antenne doivent être ajoutés artificiellement aux signaux reçus sur chacune des autres antennes. Le délai approximatif requis peut être calculé à partir de la géométrie du problème. La lecture de la bande est synchronisée en utilisant les signaux enregistrés des horloges atomiques comme références temporelles, comme le montre le dessin de droite. Si la position des antennes n'est pas connue avec une précision suffisante ou si les effets atmosphériques sont importants, des ajustements fins des délais doivent être effectués jusqu'à ce que des franges d'interférence soient détectées. Si le signal de l'antenne A est pris comme référence, des imprécisions dans le délai conduiront à des erreurs ϵ B > et C > dans les phases des signaux des bandes B et C respectivement (voir dessin à droite). En raison de ces erreurs, la phase de la visibilité complexe ne peut pas être mesurée avec un interféromètre à très longue ligne de base.

La phase de la visibilité complexe dépend de la symétrie de la distribution de la luminosité de la source. Toute distribution de luminosité peut être écrite comme la somme d'une composante symétrique et d'une composante antisymétrique. La composante symétrique de la distribution de luminosité ne contribue qu'à la partie réelle de la visibilité complexe, tandis que la composante antisymétrique ne contribue qu'à la partie imaginaire. Comme la phase de chaque mesure de visibilité complexe ne peut pas être déterminée avec un interféromètre à très longue base, la symétrie de la contribution correspondante aux distributions de luminosité de la source n'est pas connue.

Roger Clifton Jennison a développé une nouvelle technique pour obtenir des informations sur les phases de visibilité lorsque des erreurs de retard sont présentes, en utilisant un observable appelé phase de fermeture. Bien que ses premières mesures en laboratoire de la phase de fermeture aient été effectuées à des longueurs d'onde optiques, il prévoyait un plus grand potentiel pour sa technique en interférométrie radio. En 1958, il a démontré son efficacité avec un interféromètre radio, mais il n'est devenu largement utilisé pour l'interférométrie radio à longue base qu'en 1974. Au moins trois antennes sont nécessaires. Cette méthode a été utilisée pour les premières mesures VLBI, et une forme modifiée de cette approche ("Self-Calibration") est encore utilisée aujourd'hui.


Une nouvelle technique pourrait améliorer la résolution angulaire des télescopes au-delà de la limite de diffraction

La résolution angulaire d'un télescope est le plus petit angle entre deux objets qui peuvent encore être résolus en tant que choses distinctes dans un télescope à haute résolution angulaire, ces objets peuvent être très proches l'un de l'autre et pourtant apparaître distincts.

Dans un nouvel article publié dans la revue Lettres d'optique, de The Optical Society (OSA), une équipe de recherche propose désormais un moyen de contourner la limite de diffraction des télescopes, ce qui pourrait potentiellement permettre aux télescopes de taille moyenne d'obtenir des images à très haute résolution angulaire.

La résolution angulaire utilisable des télescopes au sol peut être augmentée à l'aide de systèmes d'objets adaptatifs (AO), qui compensent en temps réel les effets de flou de l'atmosphère terrestre et restaurent idéalement les images à une résolution limitée par la diffraction. Cependant, selon Aglaé N. Kellerer, expert en optique adaptative, Université de Cambridge, Royaume-Uni, à mesure que la taille des télescopes augmente, la correction devient de plus en plus complexe. "En 1989, le premier prototype astronomique avait 19 éléments de correction et une fréquence d'échantillonnage de 150 hertz. Les systèmes actuels ont plusieurs milliers d'éléments de correction et des fréquences d'échantillonnage supérieures à 1000 Hz, et ce n'est pas la fin de la chaîne", explique Kellerer.

Kellerer et son co-auteur Erez N. Ribak, Technion-Israel Institute of Technology, Israël, proposent maintenant qu'il peut être possible d'améliorer la résolution angulaire d'un télescope au-delà de la limite de diffraction, en utilisant une combinaison d'amplification photonique et les propriétés statistiques photons stimulés versus photons spontanés.

Considérons un photon émis par un objet astronomique. Avant que le photon ne soit effectivement détecté par un télescope donné, tout ce que l'on sait de sa localisation est qu'il existe à un moment donné sur une immense onde sphérique centrée sur l'objet astronomique et s'étendant jusqu'au télescope. Une fois que le détecteur du télescope enregistre le photon, cependant, la trajectoire du photon est rétrécie à l'intérieur d'une zone limitée par l'ouverture du télescope. Le principe d'incertitude de Heisenberg indique que parce que le chemin du photon est maintenant mieux connu, l'incertitude correspondante dans sa quantité de mouvement doit augmenter. Cela limite la résolution du télescope.

Cependant, disent Kellerer et Ribak, cette limite ne s'applique qu'aux photons indépendants avec des ensembles de photons cohérents ou intriqués, la limite peut être plus petite. Et c'est la clé de leur idée. "Nous proposons d'utiliser l'amplification photonique - l'émission stimulée - pour surmonter la limite de diffraction en astronomie", dit-elle.

Plus précisément, les chercheurs proposent que des atomes excités puissent être placés entre l'ouverture du télescope et son détecteur de photons. Lorsqu'un photon astronomique pénètre dans le télescope, il va stimuler l'émission de photons identiques. "Ces photons arrivent simultanément sur le détecteur et se propagent sur le diagramme de diffraction", explique Kellerer. "Si le photon entrant stimule l'émission de 100 photons, la précision sur la détermination de la direction entrante du photon est améliorée d'un facteur 10."

L'émission stimulée serait accompagnée d'une émission spontanée qui contribue au bruit. Pour cette raison, les scientifiques avaient auparavant rejeté l'idée d'utiliser l'amplification photonique pour améliorer l'imagerie astronomique. Kellerer et Ribak, cependant, suggèrent d'utiliser uniquement des sursauts de photons stimulés qui sont au-dessus d'une taille particulière. Les photons astronomiques qui génèrent de petites rafales de photons ont une composante de bruit plus importante et sont rejetés, ce qui réduit le bruit global. "Cela pourrait nous permettre de dépasser la limite de diffraction", dit-elle.

Un inconvénient potentiel de la technique proposée est une perte de sensibilité dans les images produites. « C'est un prix à payer, admet-elle, mais c'est rassurant : si nous trouvions un moyen de dépasser sans frais la limite de diffraction, nous serions en contradiction avec le principe d'incertitude d'Heisenberg, et nous nous tromperions donc certainement. ." (En outre, note-t-elle, la perte de sensibilité peut être en partie compensée par des temps d'exposition accrus.)

Atteindre une résolution angulaire extrêmement élevée serait bénéfique pour de nombreuses applications astronomiques, dit Kellerer. À titre d'exemple, elle cite les recherches récentes de son groupe qui ont conduit à la découverte de planètes semblables à la Terre autour d'une étoile naine ultrafroide située à 39 années-lumière. « Même si ces planètes sont proches selon les normes astronomiques », dit-elle, « il sera extrêmement difficile de construire des télescopes suffisamment grands ou des interféromètres qui ont une ligne de base suffisamment longue, pour imager leurs surfaces. Cela nécessitera une percée technologique. "


Un télescope géant examine de près la lune Io de Jupiter

Io photographié par le vaisseau spatial Galileo de la NASA. Crédit : NASA/JPL-CALTECH

Avec les premières observations détaillées par interférométrie d'imagerie d'un lac de lave sur une lune de Jupiter, le Large Binocular Telescope Observatory se positionne comme le précurseur de la prochaine génération de télescopes extrêmement grands.

Io, la plus interne des quatre lunes de Jupiter découvertes par Galileo Galilei en 1610 et à peine plus grande que notre propre lune, est le corps le plus géologiquement actif de notre système solaire. Des centaines de zones volcaniques parsèment sa surface, qui est principalement recouverte de soufre et de dioxyde de soufre.

La plus grande de ces caractéristiques volcaniques, nommée Loki d'après le dieu nordique souvent associé au feu et au chaos, est une dépression volcanique appelée patera dans laquelle la croûte de lave plus dense se solidifiant au-dessus d'un lac de lave s'enfonce épisodiquement dans le lac, provoquant une augmentation de la émission thermique régulièrement observée depuis la Terre. Loki, à seulement 124 miles de diamètre et à au moins 373 millions de miles de la Terre, était, jusqu'à récemment, trop petit pour être regardé en détail à partir de n'importe quel télescope optique/infrarouge au sol.

Avec ses deux miroirs, chacun de 8,4 mètres (environ 27 pieds) de diamètre, placés sur la même monture à 20 pieds de distance, le grand télescope binoculaire, ou LBT, produit des images au même niveau de détail qu'un télescope avec un seul télescope de 22,8 mètres miroir (75 pieds) réaliserait en combinant la lumière par interférométrie. Grâce au Large Binocular Telescope Interferometer, ou LBTI, une équipe internationale de chercheurs a pu observer Loki Patera, révélant des détails comme jamais auparavant vus de la Terre. Leur étude est publiée dans le Journal astronomique.

"Nous combinons la lumière de deux très grands miroirs de manière cohérente afin qu'ils deviennent un seul miroir extrêmement grand", a déclaré Al Conrad, responsable de l'étude et scientifique au Large Binocular Telescope Observatory, ou LBTO. "De cette façon, pour la première fois, nous pouvons mesurer la luminosité provenant de différentes régions du lac."

Pour Phil Hinz, qui dirige le projet LBTI au département d'astronomie et à l'observatoire Steward de l'Université d'Arizona, ce résultat est le résultat d'un développement de près de 15 ans.

Le grand télescope binoculaire

"Nous avons construit LBTI pour former des images extrêmement nettes. C'est gratifiant de voir le système fonctionner si bien", a déclaré Hinz. Il a noté que ce n'est qu'un des aspects uniques de LBTI. "Nous avons construit le système à la fois pour former des images nettes et pour détecter la poussière et les planètes autour des étoiles proches à une plage dynamique extrêmement élevée. Les résultats récents de LBTI sur eta Crv et HR 8799 sont d'excellents exemples de son potentiel", a-t-il déclaré.

Des images nettes sont importantes pour regarder les petites caractéristiques d'un objet (comme les volcans sur Io). Comme pour tout télescope, plus le miroir est grand, plus les caractéristiques que les astronomes peuvent voir sur leur cible sont petites.

"L'interférométrie est le moyen de combiner la lumière provenant de chacun des deux miroirs principaux du télescope d'une manière qui nous permet de la faire ressembler à un seul miroir aussi grand que les points les plus éloignés des deux miroirs du LBT : 22,8 mètres au lieu des 8,4 mètres de chaque miroir principal », a expliqué Christian Veillet, directeur du LBTO. "Si nous voulons regarder à proximité d'une étoile pour trouver de la poussière ou des planètes, nous utilisons les informations provenant des deux miroirs d'une manière qui "effacera" l'étoile brillante et nous permettra de regarder des objets faibles autour de l'étoile tels que planètes ou un disque de poussière."

LMIRcam, la caméra enregistrant les images au cœur même du LBTI dans la bande proche infrarouge de 3 à 5 micromètres, était le travail de thèse de Jarron Leisenring en tant qu'étudiant diplômé de l'Université de Virginie. Pour Jarron, maintenant spécialiste des instruments pour NIRCam (la caméra proche infrarouge pour le télescope spatial James Webb de la NASA) à l'observatoire Steward, ces observations marquent "une étape importante pour moi et l'équipe de l'instrument. LMIRcam a déjà été très productif ces dernières années. Désormais, la combinaison interférométrique constitue la dernière étape pour exploiter tout le potentiel du LBTI et permettre toute une série de nouvelles opportunités scientifiques. »

"Bien que nous ayons vu des émissions lumineuses - toujours un point non résolu -" apparaître "à différents endroits de Loki Patera au fil des ans", a déclaré Imke de Pater, professeur à l'Université de Californie à Berkeley, "ces images exquises du LBTI montrent pour la première fois sur des images au sol que des émissions surviennent simultanément à partir de différents sites de Loki Patera. Cela suggère fortement que la caractéristique en forme de fer à cheval est très probablement un lac de lave actif qui se renverse, comme on l'avait supposé dans le passé. "

L'image LBT de Loki Patera (orange) superposée à une image Voyager de la dépression volcanique. L'émission (de couleur orange) semble étalée dans la direction nord-sud en raison de la fonction de diffusion ponctuelle du télescope, elle est principalement localisée aux coins sud du lac. Crédit : LBTO- NASA

"Deux des caractéristiques volcaniques se trouvent sur des emplacements nouvellement actifs", explique Katherine de Kleer, étudiante diplômée à l'Université de Californie à Berkeley. "Ils sont situés dans une région appelée Colchis Regio, où une énorme éruption a eu lieu quelques mois plus tôt, et peut représenter les conséquences de cette éruption. La haute résolution du LBTI nous permet de résoudre l'activité résiduelle dans cette région en des sites actifs spécifiques, qui pourraient être des coulées de lave ou des éruptions à proximité."

"L'étude de l'activité volcanique très dynamique sur Io, qui remodèle constamment la surface de la lune, fournit des indices sur la structure intérieure et la plomberie de cette lune", a fait remarquer Chick Woodward, membre de l'équipe de l'Université du Minnesota, "contribuant à ouvrir la voie pour les futures missions de la NASA telles que Io Volcano Observer. L'orbite hautement elliptique d'Io près de Jupiter stresse constamment la lune par les marées, comme le pressage d'une orange mûre, où le jus peut s'échapper par des fissures dans la peau. "

Comparaison entre une vue simulée d'Io à travers un télescope de 8 mètres (à gauche) et la reconstruction finale réelle du LBTI (à droite). Crédit : LBTO

Pour Veillet, cette étude marque « une étape très importante pour l'observatoire. La particularité de la conception binoculaire du télescope, proposée à l'origine il y a plus de 25 ans, est sa capacité à fournir des images avec le niveau de détail (résolution) seulement un Un télescope à ouverture unique d'au moins 22,7 m de diamètre pourrait atteindre. Les observations spectaculaires d'Io publiées aujourd'hui sont un hommage à ceux qui croyaient au concept LBT et ont travaillé très dur pendant plus de deux décennies pour atteindre ce jalon.

Veillet a ajouté : « Bien qu'il reste encore beaucoup de travail à faire pour faire de la combinaison LBT/LBTI un instrument pleinement opérationnel, nous pouvons affirmer en toute sécurité que le grand télescope binoculaire est vraiment un précurseur de la prochaine génération de télescopes extrêmement grands qui devraient voir la première lumière dans d'ici une décennie (ou plus)".


100% étanche et robuste comme un rock grâce à l'alliage de titane ! J'adore cette petite chose.

J'ai beaucoup dépensé en télescopes et malheureusement, la plupart d'entre eux étaient trop gros et encombrants pour voyager. Celui-ci coche toutes les cases avec une netteté stellaire et une taille compacte. Parfait pour moi.

Lacey P. - Passionnée de plein air.

Je n'arrive vraiment pas à croire à quel point ce petit télescope fonctionne bien. Je veux dire que c'est la taille de ma paume et vous pouvez littéralement voir des kilomètres et des kilomètres. Je peux certainement recommander celui-ci, vous ne le regretterez pas!

Steve Winter - Photographe animalier.

Livré avec une belle pochette de transport et une sangle, je ne m'attendais pas à obtenir une telle qualité d'image pour seulement environ 60 dollars. Mes jumelles Swarovski qui m'ont coûté plus de 3000$ ne sont qu'une longueur de cheveux mieux. Je ne vois aucune raison de dépenser cet argent si je peux simplement utiliser Python Optic. J'ai hâte de voir plus de cette entreprise à l'avenir.

John Malroy - Professeur de biologie et voyageur.


Commentaires

17 février 2018 à 10h13

Agréable et simple ! Merci pour ça.

Ce serait intéressant si vous pouviez écrire quelque chose de similaire pour la spectroscopie en utilisant un réseau de diffraction en transmission comme ceux utilisés par les astronomes amateurs, expliquant pourquoi le choix des raies/mm, la distance au CCD, et l'échantillonnage du spectre en relation avec la vue.
Acclamations!

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Richard S. Wright Jr. Auteur de l'article

17 février 2018 à 18h09

Merci, content que vous l'ayez apprécié. Une suggestion intéressante, je vais la garder à l'esprit!

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14 septembre 2020 à 18h47

Salut. Merci d'avoir écrit cela. J'ai lu beaucoup de blogs sur le sujet de l'échantillonnage et le vôtre est le plus facile à comprendre. J'ai quand même beaucoup de questions. L'un d'eux concerne FWHM. Tous les logiciels de capture ne fournissent pas cela, j'en ai peur. La mine rapporte HFR (demi rayon de flux). Certaines publications disent que HFD (demi-diamètre de flux) est compatible ou aussi bon que FWHM. Quelles sont vos pensées à ce sujet?

Connaissez-vous un autre logiciel qui peut être utilisé pour surveiller réellement FWHM pendant que vous imagez ?

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Richard S. Wright Jr. Auteur de l'article

15 septembre 2020 à 10h29

Ce sont en effet des quantités similaires. Le calcul du HFD ou du rayon est légèrement plus robuste en présence de mauvaises conditions de vision.

Je n'en connais pas qui rapporte automatiquement les valeurs que vous imaginez. J'utilise TheSky Imaging Edition (bien sûr, je fais aussi de la programmation pour eux), et lorsque vous faites un lien d'image (plate solve), il rapportera le FWHM moyen de toutes les étoiles de l'image. De nombreux packages de mise au point rapporteront également cela afin que vous sachiez à quel point votre vision est bonne une fois concentrée.


Si nous retournons sur la Lune, existe-t-il aujourd'hui un télescope sur Terre assez puissant pour observer les astronautes se promener à la surface ?

Non, je ne pense pas qu'un télescope puisse s'en approcher.

Par exemple, Hubble a une résolution angulaire d'environ 1/10 de seconde d'arc. Elle est à environ 384 000 km de la Lune. 1/10 seconde d'arc correspond à 1/36000 de degré et un cercle à 360 degrés.

1/10 de seconde d'arc sur un cercle de rayon 384000 km est :

2 * 384 000 * pi / 360 / 36 000 = 0,18617

La résolution de Hubble serait donc de 186 m, bien trop grande pour distinguer un seul humain. Pour atteindre la résolution inférieure à 1 m nécessaire pour discerner une personne sur la lune, un télescope aurait besoin d'une résolution 100 fois meilleure, ce qui n'existe pas.

Donc la résolution de Hubble serait de 186m

par pixel. Au cas où quelqu'un pense que c'est la largeur couverte par l'image.

Pas n'importe quel télescope traditionnel que nous avons actuellement, mais un interféromètre pourrait le faire. L'interféromètre optique le plus puissant sur Terre est le CHARA Array en Californie, avec une résolution angulaire de 200 microsecondes d'arc. À la distance de la Lune, cela se traduit par une résolution de 1,22 pied.

Tldr : Oui, nous pouvons le faire, mais il n'y a qu'une seule installation sur Terre avec cette capacité. Ce qui est bien, c'est que n'importe qui peut demander du temps sur ce télescope, vous pouvez donc aller sur leur site Web et leur demander de faire cette expérience.

Donc. 100 fois plus puissant que Hubble ? Hubble n'était-il pas un cadeau de la NRO à la NASA ou au moins basé sur une conception qui était techniquement, pour l'instant, un satellite à trou de serrure de la génération précédente ? Je me souviens de quelque part que Hubble est presque 1:1 un satellite à trou de serrure KH-11 qui est pointé sur les étoiles plutôt que sur la Terre. En plus de cela, les remplaçants de Hubble ne sont-ils pas censés être construits autour de sièges de serrure pratiques donnés à la NASA par le NRO. Il est impossible d'obtenir des informations sur la génération actuelle de satellites en trou de serrure, ou même qu'ils existent autrement que des rumeurs, mais 100 fois plus puissant que la technologie des années 1970 ne semble pas si extrême.

En voyant quelques-uns des capteurs d'imagerie développés pour les actifs NRO actuels / de prochaine génération et avec toutes les percées en matière de lentilles optiques au cours de la dernière décennie et demie qui ont été annoncées puis acquises pour une utilisation exclusive pour la défense américaine. il ne semble pas impossible que la technologie existe, mais n'est tout simplement pas disponible pour une utilisation en dehors de la communauté du renseignement.


Un nouveau concept de télescope spatial pourrait imager des objets à une résolution bien supérieure à celle de Hubble

Un nouveau concept de télescope en orbite développé à CU-Boulder pourrait permettre aux scientifiques d'imager des objets dans l'espace ou sur Terre à des centaines de fois la résolution du télescope spatial Hubble. Crédit : NASA

Les chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder informeront les responsables de la NASA la semaine prochaine d'un concept de télescope spatial révolutionnaire sélectionné par l'agence pour étude en juin dernier, qui pourrait fournir des images jusqu'à 1 000 fois plus nettes que le télescope spatial Hubble.

Le professeur Webster Cash de CU-Boulder a déclaré que l'ensemble d'instruments consisterait en un télescope spatial en orbite et un disque opaque devant lui pouvant mesurer jusqu'à 800 mètres de diamètre. Selon Cash, les ondes lumineuses diffractées d'une étoile cible ou d'un autre objet spatial se courberaient autour des bords du disque et convergeraient en un point central. Cette lumière serait ensuite introduite dans le télescope en orbite pour fournir des images haute résolution, a-t-il déclaré.

Le nouveau concept de télescope, nommé Aragoscope d'après le scientifique français François Arago qui a détecté pour la première fois des ondes lumineuses diffractées autour d'un disque, pourrait permettre aux scientifiques d'imager des objets spatiaux tels que des "horizons d'événements" de trous noirs et des échanges de plasma entre étoiles, a déclaré Cash du CU-Boulder's Center pour l'Astrophysique et l'Astronomie Spatiale. Le nouveau système de télescope pourrait également pointer vers la Terre et imager des objets aussi petits qu'un lapin, lui donnant la possibilité de chasser les campeurs perdus dans les montagnes, a-t-il déclaré.

Le CU-Boulder Aragoscope était l'une des 12 propositions sélectionnées pour le financement de la phase 1 en juin 2014 par le programme de concept innovant innovant de la NASA (NIAC), conçu pour transformer la science-fiction en réalité grâce à un développement technologique pionnier. D'autres propositions de phase 1 du NIAC financées - chacune pour 100 000 $ sur neuf mois - comprennent un dispositif en orbite pour capturer des astéroïdes en chute libre et un sous-marin robotique pour explorer les lacs de méthane sur Titan, la plus grande lune de Saturne.

En avril, le NIAC sélectionnera six des concepts 2014 de la phase un pour le financement de la phase deux, qui est un prix de 500 000 $ sur deux ans. En 2004 et 2005, Cash a reçu un financement des phases 1 et 2 pour un concept de télescope et d'une "ombre d'étoile" géante en forme de marguerite qui bloquerait la lumière d'une étoile mère et laisserait la lumière de ses planètes s'échapper sur les bords, permettant à l'équipe de les imager. En 2008, la NASA a accordé à Cash et à son équipe un million de dollars supplémentaires pour poursuivre l'étude sur l'ombre des étoiles des nouveaux mondes.

"Franchement, notre projet d'ombre stellaire New Worlds chevauche l'architecture que nous voulons utiliser pour l'Aragoscope, nous pensons donc que nous sommes en assez bonne forme pour entrer dans la phase deux", a déclaré Cash. L'Aragoscope serait stationné sur une orbite géostationnaire de 25 000 milles de haut qui suit la rotation de la Terre, le faisant apparaître immobile depuis le sol.

"Traditionally, space telescopes have essentially been monolithic pieces of glass like the Hubble Space Telescope," said CU-Boulder doctoral student Anthony Harness of the Department of Astrophysical and Planetary Sciences, who is working with Cash on the project. "But the heavier the space telescope, the more expensive the cost of the launch. We have found a way to solve that problem by putting large, lightweight optics into space that offer a much higher resolution and lower cost."

The opaque space disk would be made of a strong, dark, plastic-like material (think Hefty Bag) that could be launched in a compressed fashion like a parachute, then unfurled in orbit. The space shield would be tethered to the telescope at distances from tens to hundreds of miles depending on the size of the disk, said Harness.

"The opaque disk of the Aragoscope works in a similar way to a basic lens," said Harness. "The light diffracted around the edge of the circular disk travels the same path length to the center and comes into focus as an image." Since image resolution increases with telescope diameter, being able to launch such a large, yet lightweight disk would allow astronomers to achieve higher-resolution images than with smaller, traditional space telescopes, he said.

Cash and Harness said they hope to conduct an astronomical demonstration of the Aragoscope concept in the lab using a 1-meter disk placed several meters from a telescope. The light source would be fixed about 5 or 10 meters behind the disk.

In addition, they hope to test the starshade concept by fixing a space disk on a mountaintop and attaching a telescope on a hovering aircraft in order to image Alpha Centauri, a binary star system that appears as the third brightest star in the sky.

NIAC was created in 1998 to solicit revolutionary concepts from people and organizations that could advance NASA's missions. The winning concepts "push the limits of science and technology" and are expected to take at least a decade to develop.

In addition to the Aragoscope and Starshade project, cash won Phase One and Phase Two funding for a third NIAC concept in 2000 and 2001 when he proposed an X-ray interferometer that could be used to look down the mouths of black holes.


The birth of a telescope 30 times larger than Earth

Artist's impression of Spektr-R, the 10-meter space-borne antenna of the RadioAstron project. Credit: Lavochkin Association

(PhysOrg.com) -- On 15 November 2011, the Effelsberg 100-meter radio telescope, together with three Russian and one Ukrainian telescope, took part in the first interferometric observations with the orbiting 10-meter antenna Spektr-R of the Russian RadioAstron project. The observations were made at a wavelength of 18 centimeters, targeting the distant, bright, and very compact quasar 0212+735. Interferometric signals have been successfully detected by the RadioAstron team between Spektr-R and the ground antennas, setting a new world record for the size of a radio interferometer and opening a new era in interferometric studies of cosmic radio emission.

The technique of very long baseline interferometry, which has already set a number of world records in astronomy, now enters an entirely new era signaled by a successful detection of interferometric signals ("fringes") made in observations performed with the 10-meter space-borne antenna Spektr-R of the RadioAstron project, three 32-meter antennas of the Russian QUASAR Network, the Ukrainian 70-meter antenna in Evpatoria, and the German 100-meter radio telescope in Effelsberg. The detection was made on 15 November 2011, with observations performed at a wavelength of 18 centimeters and targeting bright and extremely compact radio emission from the distant quasar 0212+735.

First interferometric signal ("fringe") between Spektr-R and the Effelsberg 100m radio telescope. Credit: Astro Space Center of Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

"These fascinating results confirm our expectations that we will be able to probe with RadioAstron the conditions in the innermost regions of quasars with unprecedented detail", says Anton Zensus, director at the Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn and head of the institute's "Very Long Baseline Interferometry" (VLBI) research group. "The weak signals from such systems require the coordinated use of the most sensitive radio telescopes available such as the 100-m dish in Effelsberg."

In order to perform these observations, data from the space antenna of RadioAstron were recorded on-board and sent to the satellite tracking antenna in Puschino, Russia. These data have been subsequently combined with recordings made at ground-based radio telescopes participating in RadioAstron observations. This is done at a special RadioAstron correlator facility in Moscow. The RadioAstron correlator performs searches for correlations (or interferometric fringes) between the signals recorded at two or more antennas. Using these correlations, images of distant cosmic objects can be reconstructed at a resolution that would have been achieved with a telescope as large as the largest distance between the antennas participating in observations.

The satellite was about 100,000 km away from Earth during the observations of the quasar 0212+735. Planned observations with SpectR will extend out to 360,000 kilometers from the Earth, thus creating a telescope which is effectively 30 times larger than the size of our planet. This kind of telescope will achieve a resolution as fine as 1/100,000 of a second of arc. This resolution is sufficient for measuring the size of a one cent coin on the surface of Moon and reaches within a factor of two of the scale of the event horizon in the supermassive black hole in the center of our Galaxy.

"The RadioAstron team is very excited to get the first interferometric signals", says RadioAstron scientist Yuri Kovalev from Astro Space Center in Moscow. "This achievement confirms a successful operation of the extremely complex system and is a milestone that allows us to move forward to an extensive science program involving radio telescopes located throughout the world."

This exciting new capability promises to help tackling some of the most puzzling problems in astrophysics, including the origin of the most energetic particles in the Universe and the nature of supermassive black holes.


Voir la vidéo: lune au télescope bresser skylux 4 (Novembre 2022).