Lustro kosmicznego teleskopu już gotowe

Nad lustrem pracował olbrzymi zespół ludzi z całego kraju - mówi Lee Feinberg

Można dopytać: jakiego kraju? Proponowałbym Kopalni nie podążać ścieżką usacentryzmu. Kraj rad brzmi podobnie…

Będzie najpotężniejszym w historii teleskopem kosmicznym.

To zależy o jakim zakresie badanego promieniowania mówimy.

Polecam Spotkanie w porcie.

Edycja: przepraszam za uwagi, ale czasem mnie szlag trafia. Podobnie popularnonaukowe programy (nie umniejszam, bardzo ciekawe; w większości produkcji wiadomej) w 99% sytuacji podają, że powszechnym jest, iż dowolny wynalazek X jest dziełem amerykańskiego uczonego, Pietii Gorasa (), a bez USA ludzkość nie zeszłaby jeszcze pewnie z drzew. Czy ten "nacjonalizm" nie przeradza się już w "faszyzm"?

Można dopytać: jakiego kraju? Proponowałbym Kopalni nie podążać ścieżką usacentryzmu. Kraj rad brzmi podobnie…

no przecież to jest cytat to co tu dodawać od siebie?

To zależy o jakim zakresie badanego promieniowania mówimy. Polecam Spotkanie w porcie.   Edycja: przepraszam za uwagi, ale czasem mnie szlag trafia. Podobnie popularnonaukowe programy (nie umniejszam, bardzo ciekawe; w większości produkcji wiadomej) w 99% sytuacji podają, że powszechnym jest, iż dowolny wynalazek X jest dziełem amerykańskiego uczonego, Pietii Gorasa (), a bez USA ludzkość nie zeszłaby jeszcze pewnie z drzew. Czy ten "nacjonalizm" nie przeradza się już w "faszyzm"?

takie są fakty, w swojej klasie nie będzie miał przez wiele dziesięcioleci rywala, a jak będzie miał to zapewne też będzie to produkt NASA .

amerykańce mogą mówić że są naj,naj bo w tej dziedzinie nie mają równych. w przyszłości chiny mogą przejąć pałeczkę bo mają moc, chociaż oni są nastawieni na szybką kasę, więc na jakąś dalszą eksploracje kosmosu pewnie sie nie zdecydują. wystarczy im zatknąć flagę na księżycu czy marsie i powiedzieć to jest moje....

Tak, USA osiągnęły taki poziom że mają prawo się chwalić.

Korea Północna też się chwali że są naj. Ale tam to nie ma podstaw.

no przecież to jest cytat to co tu dodawać od siebie?

Nawet jeśli ktoś rozkminia skrót NASA, Narodowa Agencja…, to może mieć problem o jaki naród chodzi. Co prawda klasyk, tu, u nas, też próbował ("My, Naród"), to wyszło tak sobie, szczególnie ze stoma milionami na twarz. Zwyczajnie deprymujące jest, że "naród" bez przydawki musi być jeden, i to dokładnie ten.

takie są fakty, w swojej klasie nie będzie miał przez wiele dziesięcioleci rywala

Tak, i w swojej klasie skazany będzie na stosowanie radzieckich rakiet.

Tak, USA osiągnęły taki poziom że mają prawo się chwalić.

Czyżby – jak słusznie zauważył Jajcenty – NFR?

Jestem dyletantką, zastrzegam to aby nie drwić ze mnie jeśli powiem coś głupiego, ale ...
... dlaczego nie stworzyć teleskopu z odcinka koła? Mam na myśli np. kąt 36 stopni z adekwatną optyką. Lustro wraz z optyką obracało by się wykonując 10 zdjęć (lub więcej) i obraz składało by się. Wiem że to nie działa tak bezpośrednio, ale wykonanie urządzeń do obrotu i systemów do cyfrowego składania tych obrazów było by chyba znacznie tańsze niż budowa lustra o średnicy np. 100 m. Podczas gdy koszt odcinka koła 100metrowego byłby również znacznie mniejszy. Oczywiście taki teleskop nie nadawał by się do obiektów ruchomych (np. komet), ale dalekie obserwacje np. galaktyk ... Może ktoś taki pomysł przeanalizować?

dlaczego nie stworzyć teleskopu z odcinka koła?

Bo rzeczywiście nierozsądne. Koło jest płaskie i nie skupi wiązki, która na nie pada.

Mam na myśli np. kąt 36 stopni z adekwatną optyką.

Poproszę o wyjaśnienie magicznego kąta 36 stopni.

… było by chyba znacznie tańsze niż budowa lustra o średnicy np. 100 m

Może, ale tak to nie działa. Jeśli opady deszczu są ubogie, to wiaderko możesz zostawić na parę lat zanim się napełni. Przy okazji, jak wspomniałaś, te parę mm opadu pyłu kosmicznego rocznie + znacznie więcej zwyczajnych pyłów wulkanicznych/ ludzkich/ itd. Po paru latach w tym błocku niewiele znajdziesz. Wystarczy jednak, że zacznie padać, a otworzysz swój 100 metrowy basen. Robi różnicę.

Bo rzeczywiście nierozsądne. Koło jest płaskie i nie skupi wiązki, która na nie pada.

Oj, Astro, przecież Ergo Sum prosiła, żeby nie drwić. 

Nie wiem, czy dobrze zrozumiałem intencję pytania, ale z tego co rozumiem, idea jest taka, żeby zamiast budować wielkie lustro o kształcie zbliżonym do koła (dokładniej mówiąc mające rzut na jedną z płaszczyzn - wszyscy wiedzą, którą - w kształcie koła), zrobić "trójkątny" wycinek tego zwierciadła - czyli precyzyjniej mówiąc wycinek ograniczony przez dwa południki i równoleżnik (chyba dokładniej tłumaczyć nie muszę) i go obracać wokół osi przechodzącej przez punkt przecięcia tych południków i prostopadłej do płaszczyzny stycznej do powierzchni zwierciadła w ww. punkcie przecięcia południków.

Wydaje mi się, że odpowiedź jest dość prosta: zwierciadło jest po to, żeby zebrać jak najwięcej światła i skupić je w ognisku - bo tego światła z odległych ciał niebieskich dociera bardzo mało. Jeżeli weźmiemy pewien wycinek tego zwierciadła, np. 1/10 to będzie miał 10 razy mniejszą powierzchnię i dostaniemy 10 razy mniej światła, przy czym obracanie niczego tutaj nie poprawi. Można oczywiście obserwować obiekt 10 razy dłużej i też uzbiera się tyle samo światła (o ile obserwowany obiekt nie jest zbyt ruchliwy ani zmienny w czasie). Ale wiadomo, czas też jest cenny, przeznaczając czas na obserwację jednego obiektu, tracimy go na obserwację innych.

Koło jest płaskie i nie skupi wiązki, która na nie pada.

Wycinek koła nie jest płaski. No przynajmniej nie z każdej strony. Przez niepłaskość rozumiem niezerową pierwszą pochodną - gdziekolwiek.

Pomysł interesujący i wart rozważenia - brawo Ergo Sum!. Trochę podobny do idei płynnych luster. 

Być może udało by się bardzo dokładnie obrobić fragment - pasek paraboli, hiperboli czy co tam lubisz, a następnie kręcić tym dostatecznie szybko, tak by całość udawała paraboloidę. Jak sądzę pasek daje daje obrobić dokładniej niż wielkie lustro, zatem efekt mógłby być interesujący. 

Bardzo trudny do realizacji  byłby mechanizm obrotowy - precyzyjny, niedrgrający - koszmar mechanika.

Pomysł ciekawy ale:

sumowanie z powierzchni zwierciadła zastępujemy w nim sumowaniem po czasie.

Zasadniczo ze sztuczki z sumowaniem już skorzystaliśmy.
Nie da się jej użyć dwa razy

Tzn. na siłę oczywiście można ale nie liczmy na to że da to same korzystne efekty.

Są dodatkowe parametry całego procesu takie jak czas potrzebny na rejestrację w opozycji do czasu trwania jakiegoś zjawiska.

Tak jak i w nocy, możemy naświetlać w 0,1 s a możemy i w 5 godzin, co da ciekawe efekty ale nie za bardzo nas interesujące z naukowego punktu widzenia.

PS. Teraz widzę że Astro już o tym pisał bo wbrew komentarzom Waszym zrozumiał. Tylko jak zwykle trochę kpił.

Wycinek koła nie jest płaski. No przynajmniej nie z każdej strony. Przez niepłaskość rozumiem niezerową pierwszą pochodną - gdziekolwiek

Narysuj sobie COKOLWIEK na płaskiej kartce (koło to nie sfera) i policz pochodną cząstkową COKOLWIEKA (fajne Thikim ) wzdłuż osi prostopadłej do kartki. Zero tak zerowe, że aż piszczy. Krzywizna zerowa, czyli brak OGNISKA. Owszem, jak słusznie zauważyłeś, lustra bywają (bardzo często) paroboidalne i hiperboidalne (vide HST), bywają też SFERYCZNE (powtórzę: sfera to nie koło).

Skoro przy "odkrywaniu koła" na nowo jesteśmy, to:

1) "obracanie" teleskopem (fachowo: prowadzenie) ma już wielowiekową tradycję;

2) "akumulacja", czy też "składanie" obrazków ma też już sporą tradycję (polecam poczytać o relatywnie młodym Deep Field z HST);

3) każdy właściwie obrazek w astronomii to akumulacja, bo przeciętny obraz uzyskuje się z "czasami naświetlania" rzędu od minut po godziny (i więcej). Taka tam suma czasowa; perfekcję prowadzenia montażu mamy w małym palcu;

4) składanie obrazków nie jest rozwiązaniem na cokolwiek, bo często chcemy coś odkryć lub badać zmienność. Długie uśrednianie zgubi i supernową. Przy okazji wiaderko do spektroskopii się nie nada – można je sobie nałożyć na głowę. Takie cuda to tylko w …

Przepraszam, ale dyskusja robi się szablonowo INFANTYLNA.

Edycja: dodam, że w astronomii obserwacyjnej, zwłaszcza odległych obiektów walczy się o pojedyncze fotony. Stąd tak istotna "lokalizacja" teleskopu. W powodzi "błota" lamp ulicznych nikt przy zdrowych zmysłach nie postawi teleskopu. W pełnię Księżyca nikt również nie prowadzi "rozsądnych" obserwacji. Proszę również (zanim będziecie odkrywać koło od nowa), poczytajcie nieco literatury (nawet "pop") lub zadajcie ROZSĄDNE pytania.

Edycja2: dla tych, którzy będą chcieli walczyć z geometrią. Koło na sferze jest dalej kołem, ale to jedynie dla obserwatora 2D. Generalnie konstrukcja teleskopu to 3D.

wzdłuż osi prostopadłej do kartki.

Dwie osie leżące w płaszczyźnie zignorujesz? Nie chciałem wdawać się w szczegóły na poziomie szkoły średniej, dla oszczędności czasu pisania, a także by nie urazić Cię w inteligencję - że niby nie odróżniasz wklęsłego od wypukłego.

Tak, Astro, figury mogą być wklęsłe i wypukłe, mimo że są 2D. Myślałem że o tym wiesz? 

EOT

Do określenia punktu na lustrze wystarczy 2D, ale interakcja fali EM (z grubsza płaskiej w 3D) z lustrem już nie wystarczy (wiem, wykracza to nieco poza szkołę średnią). Co do osi, tak, zignoruję. I co mi zrobisz?

Edycja: przy okazji (nie chcę Cię urażać w Inteligencję), ale jak ma się piernik do wiatraka, czyli wklęsłe i wypukłe do omawianego problemu? Wydaje mi się, że szkolne rysunki soczewek i zwierciadeł na tablicy zbyt ryją w mózgach…

A się uczepili płaskości koła - każdy myślący wie o co chodzi. I uprzedzałam żem dyletantka w temacie więc komentarze o infantylizmie też proszę zachować dla młodszych od siebie.

Wracając do meritum, w teleskopach rozdzielczość zależy generalnie od powierzchni lustra jak mniemam, a im większa powierzchnia tym droższy instrument. Sama wykonałam kiedyś zdjęcie zwykłym aparatem nastawionym na długi czas (w załączeniu), widać dużo więcej - wiadomo - ale rozdzielczości się w ten sposób nie poprawi. Wyciągnie się tylko z tła słabsze obiekty, ale leżących blisko siebie się nie rozdzieli.

Można by koło (wygięte parabolicznie, hiperbolicznie itp itd) podzielić na pół. Koszt byłby mniejszy a czas potrzebny tylko 2 razy dłuższy. Zysk niewielki bo trzeba doliczyć koszty mechanizmu. Ale dzieląc np. na 10 już zysk jest znaczny, pozwalający wykonać w podobnym koszcie lustro o średnicy pi razy oko większym. Zgadza się że czas jest dłuższy - ale wynosząc lustro w punkt L2 albo za Księżyc nie mamy pór dnia - choć mniej możemy prowadzi obserwacji z racji na czas. W przypadku Teleskopu Webba w podobnych pieniądzach moglibyśmy więc otrzymać ekwiwalent lustra o średnicy 20m. Obserwacje Dalekiego Pola były prowadzone wiele dni - dało się.

Czy wycinek koła, czy kawałek plastra w tym przypadku  nie ma znaczenia innego jak techniczny - łatwiej chyba jest zrobić system do obracania względem osi prostopadłej do środka owego KOŁA, niż coś co będzie zmieniać pozycje po siatce heksagonalnej.

Cały czas chodzi o relację: czas rejestracji kontra czas zjawiska. I czasem chcemy relacji x a czasem y.

Ale jak już wiemy jaką relację chcemy to już ta relacja jest const.

Wtedy pozostaje nam tylko rozmiar dla tej danej relacji.

A Twój pomysł, możliwy do zastosowania, ale to jest właśnie próba zmiany tej relacji mimo iż my chcemy żeby np. wynosiła 5.

Wiadomo, są jeszcze inne parametry takie jak zakres fal, takie jak miejsce usadowienia. Ale to także musimy określić na jakieś const.

Cały czas chodzi o relację: czas rejestracji kontra czas zjawiska. I czasem chcemy relacji x a czasem y. Ale jak już wiemy jaką relację chcemy to już ta relacja jest const. Wtedy pozostaje nam tylko rozmiar Wiadomo, są jeszcze inne parametry takie jak zakres fal, takie jak miejsce usadowienia. Ale to także musimy określić na jakieś const.

Problem w tym, że wycinek obniża nam właśnie zasób informacji

Jak chcemy mniej informacji to możemy rozmiar zmniejszyć i też będzie taniej.

Problem w tym że kierunek jest taki że chcemy więcej.

Wydaje mi się, że w przypadku czegoś takiego jak kosmiczny teleskop to lustro nie jest aż tak drogie w stosunku do reszty części i kosztów.

Do tego każdy ruchomy element to większe ryzyko uszkodzeń, a serwisowanie w odległości 1,5mln kilometrów od Ziemi jest dość drogi.

Teleskopy kosmiczne są na tyle drogie w konstrukcji, że chcąc ograniczyć w ten sposób ich koszt na lustrze okazuje się, że rozsypią się zanim naukowcy będą usatysfakcjonowani zebranym materiałem.

Ograniczają nas głównie 2 rzeczy: precyzja wykonania lustra, która wcale nie spada gdy robimy tylko wycinek... rozdzielczość matryc.

Ciekawe kiedy będziemy składać wielkie zwierciadła w kosmosie wysyłając kolejne ich segmenty wieloma transportami... Stawiam, że jeszcze za mojego życia.

Bardzo słuszne uwagi Panowie. Dodałbym tylko, że zrównywanie informacji z rozdzielczością albo powierzchnią  to nieporozumienie (raczej to i to, a nie jest to to samo). Dwa lustra pracujące razem w odległości, dajmy, 100 m od siebie dają obrazek o rozdzielczości lepszej niż byłyby 10 m od siebie. Nie wymyśliłem tego, bo np. w radioastronomii (VLBI) stosuje się to z powodzeniem od bardzo wielu już lat:

https://en.wikipedia.org/wiki/Very-long-baseline_interferometry

https://pl.wikipedia.org/wiki/Interferometria_wielkobazowa

a poszło to już nawet w kosmos (SVLBI). Podobnie w bliższym nam zakresie Kecki (odległość 85 m) pracujące razem jako interferometr dają rozdzielczość kilkadziesiąt nawet razy lepszą niż pojedynczy teleskop. Błędne byłoby jednak mniemanie, że metodą na zobaczenie gwiazd w odległych galaktykach jest rozpiłowanie lornetki i dospawanie tych części do stumetrowego pręta. Życia astronoma nie starczy by złapać te parę fotonów… Rozmiar ma fundamentalne znaczenie.

Puenta: wycinek czaszy kuli ( ) nic nie rozwiązuje, a jedynie komplikuje.

Do tego każdy ruchomy element to większe ryzyko uszkodzeń, a serwisowanie w odległości 1,5mln kilometrów od Ziemi jest dość drogi.

W kosmosie mógłby się ruszać jako całość, czyli nie potrzebuje ruchomych elementów

Sorry, ale dalej jakoś "nie czuję" Waszych wyjaśnień. Raczej opierają się na  - sorry - pewnych grach słownych i podkreślanie tematów pobocznych. Z tego co wiem, lustro jest drogie, nie tylko dlatego że jest duże, ale dlatego że jego precyzja rośnie z potrzebną średnicą (koszty rosną więc wykładniczo). Łapanie fotonów jest potrzebne do głębokiej penetracji, ale nie do rozdzielczości - gdzie potrzebna jest rozpiętość. Np. Nie potrzebujemy łapać fotonów aby dostrzec łazik na Księżycu. Oczywiście koszt lustra to nie wszystko, ale wycinek koła ogranicza też koszty budowy "podstawy" i matrycy. Jestem pewna że odcinek koła mocno ogranicza koszty, ale cały czas brak odpowiedzi na pytanie kluczowe: czy jest możliwe składkowe wykonanie zdjęcia - nie przez interferometrię, lecz przez składanie, (że tak powiem po kobiecemu - zszywanie) pola. A może precyzja ruchu musiała by być tak wielka że nieosiągalna?

lustro jest drogie, nie tylko dlatego że jest duże, ale dlatego że jego precyzja rośnie z potrzebną średnicą

Precyzja rośnie z malejącą długością obserwowanej fali. Teleskop radiowy pospawa z odpowiednią precyzją każdy spawacz.

koszty rosną więc wykładniczo

Raczej potęgowo. Mniej więcej w trzeciej potędze średnicy.

przez składanie, (że tak powiem po kobiecemu - zszywanie) pola

http://www.astrouw.edu.pl/~jskowron/gc/

Jeśli obrócisz swój wycinek wzdłuż głównej osi teleskopu, wciąż widzisz ten sam obszar nieba. Na obrazku gwiazd po lewej nie tworzy jakaś część lustra; każdy obiekt na matrycy jest obrazem całego lustra.

Z tego co wiem, lustro jest drogie, nie tylko dlatego że jest duże, ale dlatego że jego precyzja rośnie z potrzebną średnicą (koszty rosną więc wykładniczo)

Największe zwierciadła produkuje się jako segmenty. Jak rosną koszty? Nie wiem bo to nie jest kwestia kosztów kg masy. Przy produkcji segmentowej raczej koszty rosną wprost proporcjonalnie do ilości segmentów, plus jakiś zysk dla producenta

Łapanie fotonów jest potrzebne do głębokiej penetracji, ale nie do rozdzielczości - gdzie potrzebna jest rozpiętość

Zasadniczo nie stosujemy teleskopów żeby podglądać córkę sąsiada na Księżycu gdzie potrzeba rozdzielczości. Teleskopy (te wielkie) stosujemy zawsze do głębokiej penetracji.

czy jest możliwe składkowe wykonanie zdjęcia - nie przez interferometrię, lecz przez składanie, (że tak powiem po kobiecemu - zszywanie) pola

W zasadzie jest to niemożliwe poprzez ruch, będzie to tak naprawdę i tak składanie po czasie. Czyli to jedno i to samo czy on stoi i sumujemy po czasie, czy się obraca i sumujemy po czasie.

Aczkolwiek przy kształcie wycinka koła dochodzą dodatkowe zniekształcenia.

Aczkolwiek przy kształcie wycinka koła dochodzą dodatkowe zniekształcenia.

Przede wszystkim koszty.

Największe zwierciadła produkuje się jako segmenty. Jak rosną koszty? Nie wiem bo to nie jest kwestia kosztów kg masy. Przy produkcji segmentowej raczej koszty rosną wprost proporcjonalnie do ilości segmentów, plus jakiś zysk dla producenta

thikim dzięki - w zasadzie mam jasność teleskopową, dzięki za cierpliwość nie stosowanie typowych w dyskusjach internetowych bluzgów wobec dyletantów.

Zastrzegam tylko  że cały czas nie mówiłam o segmentach wycinka koła tylko o JEDNYM segmencie i robieniu zdjęć po kolei, składanych programowo - więc nie kosztowo. Wiem że składanie jest po czasie, ale mając naświetlanie rzędu godzin możemy wykonać zdjęcia np. planety przy sąsiedniej gwieździe nawet programowo uwzględniając przesunięcie tej planety. No ale skoro to niemożliwe - to o tę odpowiedź mi chodziło. Dzięki.