Czy można zamontować teleskop na samolocie? Czy to jest korzystne?

27

Zastanawiałem się, czy jakieś samoloty nie zamontowały teleskopów z zamiarem obserwacji gwiazd. Rozumiem, że sama atmosfera może wypaczać i utrudniać nadchodzące światło, a nawet całkowicie zaciemniać widoki w pochmurne dni. Czy byłoby możliwe posiadanie teleskopu, który mógłby uwzględniać prędkość samolotu i usuwać rozmycie spowodowane ruchem? Czy byłoby w ogóle warto, ponieważ rozmiar obiektywu byłby również ograniczony? Czy moglibyśmy zobaczyć coś interesującego, czego przegapiłby teleskop naziemny tego samego rozmiaru?

Hobbes wspominał SOFIA jako doskonały przykład tego, co się dzieje. Czy ktoś ma więcej informacji na temat zalet teleskopu montowanego w płaszczyźnie nad jednym na ziemi do obserwacji w podczerwieni?

Urna Magicznej Ośmiornicy
źródło
5
O ile pamiętam, w samolocie jest teleskop. W każdym razie prędkość samolotu jest niewielka w porównaniu z prędkością obrotową Ziemi na równiku. Kompensacja rotacji Ziemi jest najnowocześniejszym rozwiązaniem w przypadku dużych teleskopów, które umożliwiają długie ekspozycje.
@ uwe miły punkt na temat prędkości.
Magic Octopus Urn
1
@Uwe „Prędkość samolotu jest niewielka w porównaniu z prędkością obrotową Ziemi” - nie poparłbym tego. Zwykły samolot odrzutowy będzie rutynowo podróżował z prędkością około 50% prędkości Ziemi na równiku.
JimmyB,
1
Nie jestem pewien, czy liczy się to jako „teleskop”, ale był używany do obserwacji astronomicznych - podczas całkowitego zaćmienia w Wielkiej Brytanii w 1999 roku pamiętam materiał z kamery stabilizowanej żyroskopem z filtrem oglądającym zaćmienie zamontowanym na Samoloty Hercules latają ponad chmurami, aby ludzie mogli je zobaczyć bez względu na pogodę.
anaximander
W latach 60. było wiele samolotów szpiegowskich, które miały teleskopy skierowane w stronę ziemi i robiły całkiem wyraźne zdjęcia. Czy to naprawdę różni się od skierowania teleskopu w niebo? Może mniejsze powiększenie?
JPhi1618,

Odpowiedzi:

52

To zostało zrobione.

  1. SOFIA to obserwatorium na podczerwień wbudowane w Boeinga 747 SP:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

SOFIA wykorzystuje fakt, że niektóre pasma podczerwieni są widoczne na wysokości, są one tłumione przez wodę w atmosferze, więc są mniej widoczne na ziemi.

Przed SOFIA istniały obserwatoria na podczerwień:

Pierwsze użycie samolotu do wykonywania obserwacji w podczerwieni miało miejsce w 1965 r., Kiedy Gerard P. Kuiper wykorzystał NASA Convair 990 do badania Wenus. Trzy lata później Frank Low wykorzystał Ames Learjet do obserwacji Jowisza i mgławic [20]. W 1969 r. Rozpoczęto planowanie montażu teleskopu 910 mm (36 cali) na platformie lotniczej. Celem było wykonanie astronomii ze stratosfery, gdzie promieniowanie podczerwone pochłonięte przez parę wodną było znacznie niższe. Projekt ten, nazwany Obserwatorium Powietrznym Kuipera, został poświęcony 21 maja 1975 r. Teleskop był pomocny w licznych badaniach naukowych, w tym w odkryciu układu pierścieniowego wokół planety Uran [21].

Propozycja większego teleskopu zamontowanego na statku powietrznym została oficjalnie zaprezentowana w 1984 roku i wezwała Boeinga 747 do przenoszenia trzymetrowego teleskopu. Wstępna koncepcja systemu została opublikowana w 1987 roku w Czerwonej Księdze. Uzgodniono, że Niemcy pokryją 20% całkowitych kosztów i zapewnią teleskop.

Inna astronomia w powietrzu jest bardziej przypadkowa. W okolicach zaćmień Słońca często można zobaczyć loty astronomiczne. Niektóre z nich to turystyka, inne zajmują się nauką. Są to zwykle samoloty pasażerskie tymczasowo zmodyfikowane (zainstalowane lunety, które wyglądają przez istniejące okna). Wykorzystują one fakt, że można wydłużyć zaćmienie, latając wzdłuż jego ścieżki, a zaćmienia można dotrzeć w miejscach niedostępnych w inny sposób.

Hobbes
źródło
1
Fajne! Nie miałem pojęcia o SOFII, teraz czytam o schludnych samolotach astronomicznych, czekając na następny lot. Dzięki, Hobbes.
Magic Octopus Urn
4
Był poprzednik o nazwie Kuiper Airborne Observatory ( en.wikipedia.org/wiki/Kuiper_Airborne_Observatory ), który używał mniejszego teleskopu w StarLifter C141. Był to jeden z pierwszych instrumentów, który pokazał, że Pluton miał rzadką atmosferę, obserwując gwiezdne okultyzmy.
astrosnapper
2
Rzeczywiście, dwa 747, które służyły do ​​promowania orbitera promu kosmicznego, są obecnie używane jako części zamienne dla SOFIA.
DrSheldon
„Inna astronomia w powietrzu jest bardziej przypadkowa” ... nie jeśli liczyć balony: asd.gsfc.nasa.gov/balloon . Zwykle są używane do badań, które wymagają dłuższego czasu (a zatem nie można tego zrobić za pomocą rakiety rakietowej). W niektórych przypadkach testują projekty instrumentów, które mogłyby latać na statku kosmicznym.
Joe
11

Jak zauważyli inni, SOFIA właśnie to robi. USAF wykonał pewne prace przy teleskopach powietrznych. Uważam, że US Navy również. Mogę tylko założyć, że Rosjanie zrobili to w latach Związku Radzieckiego i być może nadal to robią. Nie jestem pewien nikogo innego.

Dlaczego wojsko? Do obrazowania satelitów i tym podobnych.

W przeważającej części powietrzne teleskopy nie są warte kosztów ani kłopotów. Nie oznacza to, że nigdy tak nie jest, ale trzeba pokonać wiele przeszkód. Musisz zapewnić ultra-stabilną platformę, która kompensuje cały ruch i wibracje (domyślam się, że używają do tego silnych żyroskopów) i wyciąć otwór w dachu samolotu, aby wystał (ponieważ za pomocą okna zepsuje się z jakością obrazu). Następnie musisz mieć samolot, który może latać wystarczająco długo, aby był opłacalny. A NASTĘPNIE zyskujesz z tego tylko ograniczone wykorzystanie. Dodaj do kosztu budowy i utrzymania teleskopu koszt modyfikacji i utrzymania odrzutowca, koszty, które nie są trywialne, a następnie weź pod uwagę fakt, że nie możesz w ten sposób realistycznie nosić tak dużego teleskopu w ten sposób ... to'

SOFIA robi niesamowite rzeczy, ale jest również bardzo ograniczona i wyspecjalizowana do tych rzeczy. Nawet wtedy nie jest wystarczająco blisko, aby uniknąć filtrowania energii IR w atmosferze.

W przypadku obserwacji w podczerwieni, po prostu radzenia sobie z atmosferą, O wiele bardziej opłacalne jest zbudowanie dużego teleskopu na szczycie góry, gdzie powietrze jest znacznie cieńsze i bardziej stabilne, a następnie użycie aktywnej optyki w celu poprawy jakości obrazu. A ponieważ te teleskopy są używane do obserwacji fotograficznych, w przeciwieństwie do aktywnej wizji, możesz dalej korzystać z interferometrii plamkowej, aby jeszcze bardziej poprawić uchwycone szczegóły.

Tak, możliwe jest, po prostu nieskuteczne, montowanie teleskopów w samolotach.

JM Haynes
źródło
Dzięki za świetną odpowiedź, w tym dlaczego nie jest to zbyt skuteczne rozwiązanie. Jaki jest stacjonarny teleskop o największej wysokości w porównaniu do wysokości lotu SOFIA?
Magic Octopus Urn
@MagicOctopusUrn zadaj nowe pytanie! „Jaki jest stacjonarny teleskop na najwyższej wysokości w porównaniu z tym, jak wysoko poleciałaby SOFIA?” to idealny tytuł.
uhoh,
Według Wikipedii ( en.wikipedia.org/wiki/… ), najwyższym jest Cerro Chajnantor w Chile na wysokości 18 500 stóp. SOFIA leci z wysokości około 45 000 stóp ( en.wikipedia.org/wiki/… ). Mimo to, tak wysoko jak to jest, wciąż jest wystarczająca atmosfera, aby zablokować dużo energii podczerwieni. Może być znacznie WIĘCEJ niż obserwatoria naziemne, ale wciąż jest ograniczone. Jest to jedna z rzeczy, w których James Web Telescell będzie się wyróżniał.
JM Haynes,
„ultra-stabilna platforma, która kompensuje wszystkie ruchy i wibracje” Nie. Możesz użyć cyfrowych metod stabilizacji obrazu.
Sam
„mocne żyroskopy do tego” Nie. Do tego służą inne teleskopy. wyszukaj „Star Tracker”. „wytnij otwór w dachu samolotu, aby się z niego wystawał (ponieważ użycie okna psuje jakość obrazu)” Nie. Istnieje szkło o jakości optycznej, którego można użyć. „koszt modyfikacji i utrzymania samolotu odrzutowego” jest znikomy w porównaniu z kosztami budowy, testowania i wystrzelenia teleskopu, którego nie można utrzymać (w przestrzeni kosmicznej)
Sam
8

Inne odpowiedzi nie wydają się podkreślać jednej zalety teleskopów węży na samolocie; że z szybkiego ruchu i przenośności!

Oto przykłady

  1. IR oglądany przez teleskop w samolocie innym niż SOFIA, oraz
  2. obserwacja za pomocą samolotu SOFIA, ale nie jest to duży teleskop na podczerwień!

Pytania Dlaczego obrazowanie termiczne powierzchni Merkurego wymaga teleskopu na odrzutowcu lecącym przez zaćmienie? jak również powiązana strona NASA Chasing the Total Solar Eclipse z NASA WB-57F Jets opisuje dwa dżety wyposażone w teleskop:

Amir Caspi z Southwest Research Institute w Boulder w stanie Kolorado wraz ze swoim zespołem użyje dwóch samolotów badawczych WB-57F NASA, aby ścigać ciemność w Ameryce 21 sierpnia. Obserwacje z bliźniaczych teleskopów zamontowanych na nosach samolotów, Caspi uchwyci najczystsze obrazy zewnętrznej atmosfery Słońca - koronę - do tej pory oraz pierwsze w historii termiczne obrazy Merkurego, ujawniając, jak zmienia się temperatura na powierzchni planety.

Podczas gdy IR jest zaangażowane, strumienie są konieczne ze względu na prędkość, z jaką porusza się zaćmienie Słońca względem powierzchni Ziemi, lub w tym przypadku prędkość względem atmosfery, która z powodu tarcia porusza się głównie wraz z obrotem Ziemi.

Więc SOFIA nie jest jedynym teleskopem w samolocie!

Obejrzyj wideo NASA Jets Chase The Total Solar Eclipse ! Oto zrzut ekranu:

Zrzut ekranu z NASA Jets Chase The Total Solar Eclipse



Pytanie Cienie czasu od pasa Kuipera! Jakieś wieści? Zadziałało? opisuje użycie obserwatorium SOFIA, ale nie jest to podstawowy teleskop na podczerwień do obserwowania okluzji gwiazdy:

aktualizacja 24 czerwca 2017 r .: SOFIA przybywa do Nowej Zelandii, aby obserwować południowe niebo Planuje się przelecieć SOFIA inną przewidywaną ścieżką okultystyczną 17 lipca. SOFIA to ogromny (2,5 metra średnicy) teleskop na podczerwień (1 ~ 250 um) różne kriogeniczne matryce płaszczyzny ogniskowej, które latają nad większością wody w ziemskiej atmosferze ( YouTube ). To brzmi jak będzie po prostu użyć światła widzialnego instrukcji aparatu (za Nasmyth lustro?), A nie zdolności podczerwieni, ale przenośność jest z pewnością przydatna. Misją tą może być „Samolot polujący na cienie z pasa Kuipera”.

Wygląda więc na to, że w tym przypadku używają SOFIA do przenoszenia , ale niekoniecznie jest to funkcja podczerwieni, nawet dla dużego teleskopu!

Zobacz stronę NASA SOFIA przybywa do Nowej Zelandii, aby obserwować południowe niebo

wprowadź opis zdjęcia tutaj

powyżej: z wiadomości i ogłoszeń AsteroidOccultations.com dla MU69 2014


Z tej odpowiedzi (ta konkretna sekwencja obrazów pochodzi z teleskopu naziemnego):

Zaktualizuj 20 lipca

Co najmniej 5 teleskopów uchwyciło okultyzm podczas kampanii obserwacyjnej 17 lipca (animowany GIF):
migać

O o
źródło
7

SOFIA (jak opisano w odpowiedzi @Hobbesa) jest obecnie jedynym teleskopem astronomicznym zamontowanym na samolocie. Pokonuje pewne problemy z atmosferą ziemską i omija ogromne koszty i ekstremalne warunki środowiskowe teleskopu kosmicznego, ale ma wiele innych trudności!

Samolot może wystartować i wylądować tylko w niektórych miejscach, i lepiej jest, jeśli wyląduje tam, skąd przyszedł, więc obserwacje (które pochodzą tylko z jednej strony samolotu) patrzą na różne miejsca przy wyjściu i powrocie. W połączeniu z faktem, że samolot ma ograniczoną ilość paliwa, oznacza to, że nie dostajesz bardzo długich czasów integracji (jak długo teleskop patrzy na jedną plamę nieba), więc nie widzisz wielu szczegółów ani bardzo słabych obiektów .

Samolot trzęsie się, porusza i zmienia temperaturę, a wszystko to wpływa na teleskop i obniża jakość twoich obserwacji.

Ponadto, chociaż może to być tańsze niż misja kosmiczna i dać więcej okazji do ulepszeń i konserwacji, nie jest super tanie.

Zasadniczo SOFIA jest fajna, ale prawdopodobnie nikt inny jej nie zbuduje i nie jestem pewien, jak długo jeszcze SOFIA będzie finansowana. Jest pod pewnymi względami dobrą alternatywą, ale niewystarczającą, aby była opłacalna.

FJC
źródło
„... jest obecnie jedynym teleskopem astronomicznym zamontowanym na samolocie” nie jest do końca poprawne .
uhoh,
6

Oprócz powyższych przykładów, teleskop Concorde był kiedyś montowany w celu oglądania całkowitego zaćmienia. Prędkość samolotu pozwoliła mu pozostać w strefie totalności przez dłuższy czas. Wysokość przelotowa samolotu wynosząca około 60 000 stóp (o połowę wyższa niż poddźwiękowe odrzutowce komercyjne) również zmniejszyła absorpcję światła przez atmosferę.

/aviation/22083/how-were-astronomical-observations-performed-from-concorde

sdenham
źródło