Такий різний космос: як бачать Всесвіт космічні та наземні телескопи

Земля відокремлена від решти Всесвіту величезними відстанями. У дослідженні космосу астрономи переважно використовують світло. Це головне джерело даних переміщається у порожньому просторі, і несе як енергію, і інформацію. Різні телескопи по-різному сприймають випромінювання космосу. Розповідаємо, як саме.

Читайте «Хайтек» у

Що астрономи вбачають у телескопи?

Коли ми дивимося на астрономічні об'єкти, як-от зірки і галактики, ми не просто бачимо на великих відстанях — ми також дивимося назад у часі. Оскільки світлу потрібен час для подорожі, зображення далекої галактики, яке ми бачимо, є зображенням того, як раніше виглядала галактика. Наприклад, галактика Андромеди знаходиться приблизно за 2,5 млн світлових років від Землі. Якщо людина з Землі подивиться на неї в телескоп, вона побачить який галактика була 2,5 млн років тому.

Перестань вона існувати 1 млн. років тому, земляни ще б нескоро про це дізналися. Якщо земляни хочуть побачити галактику такою, якою вона є зараз, то доведеться почекати і знову заглянути на 2,5 млн років у майбутнє.

Яким буває світло?

Видимий світло — світло, яке сприймають людські очі, — буває різних кольорів. Його колір визначається довжиною хвилі – від 400 до 700 нм, що відповідає кольорам від фіолетового до червоного. Електромагнітне випромінювання з довжинами хвиль коротше 400 нм або довше 700 нм оточує людину всюди, просто її не видно. Повний діапазон електромагнітного випромінювання або електромагнітний спектр показано на малюнку нижче.

Взагалі, різноманітність електромагнітних хвиль настільки висока, що людей можна вважати практично сліпими.

Видимий світло є частиною електромагнітного спектру, який варіюється від гамма-променів з дуже короткими довжинами хвиль до радіохвиль з дуже довгими.

Як насправді світять зірки?

Як і Сонце, кожна зірка випромінює світло у широкому діапазоні довжин хвиль, у всьому видимому спектрі і навіть за його межами. Астрономи можуть багато чого навчитися, вивчаючи деталі спектру світла зірки.

Деякі дуже гарячі зірки випромінюють світло в ультрафіолетових довжинах хвиль (в основному), в той час як деякі дуже холодні зірки – в інфрачервоному діапазоні. має форму радіохвиль. Насправді багато об'єктів, які сьогодні найбільш цікаві астрономам, неможливо побачити навіть неозброєним. оком Вчені використовують телескопи, щоб виявляти слабке світло від далеких об'єктів і бачити об'єкти з довжинами хвиль у всьому електромагнітному спектрі. Для різних цілей підходять свої види телескопів.

Отже, які типи телескопів бувають?

Оптичні телескопи та видиме світло

Люди виробляють і використовують лінзи для збільшення об'єктів протягом тисяч років. Однак перші справжні телескопи з'явилися в Європі наприкінці XVI століття. Галілео Галілей.Він побудував перший телескоп у 1608 році і згодом вніс багато покращень у його конструкцію.

Телескопи, засновані на заломленні або вигині світла лінзами, називаються телескопами, що заломлюють, або просто рефракторами. Усі ранні телескопи, включаючи телескоп Галілея, були рефракторами. Багато з невеликих телескопів, які сьогодні використовують астрономи-аматори, є рефракторами. Вони особливо сприятливі для спостереження за об'єктами в сонячній системі — поверхнею Місяця або кільцями Сатурна.

Найбільший у світі рефракторний телескоп знаходиться в обсерваторії Йеркса університету Чикаго у Вісконсіні і був побудований в 1897 році. Діаметр його найбільшої лінзи становить 102 см.

Радіотелескопи

Найбільші оптичні телескопи у світі є відбивачами та збирають видиме світло. А найбільші у світі телескопи створені для збирання радіохвиль — світла на довших хвилях. Такі радіотелескопи дуже схожі на супутникові антени.

Найбільший телескоп у світі знаходився в обсерваторії Аресібо в Пуерто-Ріко до минулого року. Він був у природній воронці, що утворилася, коли вода, що протікає під землею, розчинила вапнякову породу. Оскільки телескоп встановлювався на землю, його не можна було навести на різні частини неба. Він спостерігатиме тільки ту частину неба, яка в даний момент знаходилася над ним.

Зараз у Чилі на горі Армасонес будується астрономічна обсерваторія, головним інструментом якої стане телескоп Extremely Large Telescope (Надзвичайно великий телескоп) із сегментним дзеркалом діаметром 39,3 м. Він складається із 798 шестикутних сегментів діаметром 1,4 метра кожен.

Дзеркало дозволить збирати в 15 разів більше світла, ніж будь-який з телескопів, що існують на сьогодні. Телескоп буде оснащений унікальною адаптивною оптичною системою з 5 дзеркал, яка здатна компенсувати турбулентність земної атмосфери та дасть можливість отримувати зображення з більшим ступенем деталізації, ніж орбітальний телескоп «Хаббл».

Найбільше скупчення радіотелескопів - VLA (Very Large Array, Дуже Велика Антенна Ґрати) - знаходиться в штаті Нью-Мексико (США). Це 27 радіотелескопів, які працюють як єдина багатовібраторна складна антена (антена решітка). Антени радіотелескопів мають 25 метрів у діаметрі.

Космічні телескопи: великі обсерваторії НАСА

Усі телескопи Землі мають одне суттєве обмеження: електромагнітне випромінювання, яке вони збирають, проходить крізь атмосферу планети. Атмосфера блокує частину випромінювання в інфрачервоній частині спектру та майже всі випромінювання в ультрафіолетовому та більш високих діапазонах частот. Крім того, рух в атмосфері спотворює світло. Через це спотворення у нічному небі й мерехтять зірки.

Щоб звести до мінімуму ці проблеми, багато обсерваторій будують на піднесенні, де над телескопом менше атмосфери. Проте найкраще рішення — використання космічних телескопів, що обертаються поза атмосфери Землі у космосі. Вони оснащені інструментами для спостереження за об'єктами, що випускають різні типи електромагнітного випромінювання - видиме, інфрачервоне або ультрафіолетове світло; а також рентгенівське та гамма-випромінювання.

Інженери та вчені НАСА створили та запустили на орбіту Землі чотири великі обсерваторії для спостереження за Всесвітом у різних діапазонах електромагнітного спектру.

Космічний телескоп «Хаббл», можливо, найвідоміший космічний телескоп. Він обертається навколо Землі на висоті 589 км і збирає дані у видимому, інфрачервоному та ультрафіолетовому діапазонах хвиль.

Для вивчення гамма-променів Всесвіту НАСА створили обсерваторію Комптон (Compton Gamma Ray Observatory). Це друга із «Великих обсерваторій» НАСА після телескопа «Хаббл». Обсерваторію названо на честь Артура Комптона, лауреата нобелівської премії з фізики. Її запустили на космічному човні Атлантіс у 1991 році, обсерваторія пропрацювала до 4 червня 2000 року.

Телескопи рентгенівської обсерваторії Чандра використовують спеціальну оптику спостереження за віддаленими об'єктами рентгенівському спектрі. Її запустили 1999 року.

Остання з чотирьох "Великих обсерваторій" - космічний інфрачервоний телескоп "Спітцер". Його вивели на орбіту 25 серпня 2003 року, на час запуску "Спітцер" був найбільшим інфрачервоним телескопом у світі. У 2009 році його запас холодоагенту закінчився, але телескоп зберіг часткову працездатність. 30 січня 2020 року місію завершили, а наукове обладнання перевели у режим глибокого сну.

Читати далі

Як працюють телескопи – незамінні інструменти всіх астрономів

Від домашніх телескопів до орбітальних Великих обсерваторій ми обговоримо всі існуючі телескопи та принципи їхньої роботи.

Дивлячись на нічне небо, чи ви коли-небудь замислювалися, що там взагалі відбувається? У ясну ніч, коли темне небо не осяяне місячним світлом, іноді можна побачити дугу Чумацького Шляху. Переважна більшість зірок, видимих ​​неозброєним оком, належать нашій власній Галактиці. Те саме стосується більшості відомих науці екзопланет.Як влаштовані зірки? Чи може існувати життя поза Землі? Як ми можемо про це дізнатися?

Висадка космонавтів на Місяць у 1969 році – велике досягнення всього людства, яке досі так ніхто і не зміг перевершити. Жодна людина ніколи не літала на жодний інший супутник або планету нашої Сонячної системи. Проксима b, наша найближча сусідня екзопланета, знаходиться всього за кілька світлових років від нас, але вона все ж таки занадто далека для космічної подорожі за нинішніх технологій, тому все, що нам залишається - спостерігати за нею. Залишається сподіватися, що у далекому майбутньому туди вирушать перші колоністи. А що відбувається за межами нашої галактики чи, як полюбляють говорити у науковій фантастиці, по той бік краю? Поки Зефрам Кокрейн («Зоряний шлях») не винайде варп-двигун, нашим єдиним інструментом, що дозволяє зазирнути у глибини космосу, залишається телескоп.

Що таке телескоп

Телескоп - це пристрій, який використовується для спостереження за об'єктами на великих відстанях шляхом фокусування та уловлювання електромагнітного випромінювання, яке вони випускають, поглинають або відбивають.

Грубо кажучи, астрономи використовують телескопи, щоб побачити речі дуже далеко від Землі. У міру того, як цілі стають менше або далі від Землі, тим більшою ефективною апертурою повинен володіти телескоп для отримання чіткого зображення. Однак наша атмосфера не пропускає більшу частину електромагнітного спектру, тому з поверхні Землі можна спостерігати лише деякі діапазони довжин хвиль: видиме світло, ближній інфрачервоний діапазон та частина радіохвиль.Отже, зараз немає наземних рентгенівських чи далеких інфрачервоних телескопів: ці крайні області спектра можна спостерігати лише з орбіти. Навіть якщо певна довжина хвилі досягає земної поверхні, наземні телескопи стикаються з такими проблемами, як хмари, атмосферні спотворення та світлове забруднення.

Спочатку телескоп був оптичним інструментом, дуже схожим на підзорну трубу, в якому використовувалися лінзи, дзеркала або їх комбінація. Сьогодні термін «телескоп» описує широкий спектр інструментів, що використовують лінзи, дзеркала та цифрові датчики. Деякі телескопи знаходяться на орбіті; деякі мають форму масивних супутникових антен, збудованих рядами на землі. Інші використовують датчики CCD (прилад із зарядовим зв'язком) або CMOS (комплементарний металооксидний напівпровідник), подібні до тих, що використовуються в цифрових камерах, або навіть екзотичні дзеркала у формі кілець.

Відомі телескопи та довжини хвиль, на яких вони працюють. Автори та права: НАСА, ЕКА.

Існують телескопи, призначені для роботи практично у всіх діапазонах електромагнітного спектру, від радіохвиль та інфрачервоного випромінювання до видимого світла, ультрафіолету і далі, включаючи рентгенівські промені та гамма-випромінювання.

Як були винайдені телескопи

Все почалося з дощу.

Як-небудь упіймайте краплю води на тильну сторону долоні і подивіться, наскільки чітко ви можете бачити найдрібніші візерунки своєї шкіри. Випукла крапля дощу може збільшити те, на чому вона знаходиться, як і полірований дорогоцінний камінь кабошон; багато століть тому гранильники почали виготовляти збільшувальні лінзи з вигнутого полірованого скла та найпрозорішого кришталю.Світло сповільнюється при проходженні через щільніше середовище і відбивається від поверхонь під певними кутами. Надання лінзі певної форми дозволяло тонко керувати шляхом світла, що входить до неї, концентруючи або розсіюючи його, що, своєю чергою, давало контроль над збільшувальним фактором лінзи. Так зародилася наука про оптику.

У 1609 році, приблизно через рік після того, як невідомий вчений зробив першу спробу запатентувати телескоп, Галілео Галілей спроектував і зібрав свій знаменитий інструмент: рефрактор, що складається з труби зі встановленими в ній збільшувальними лінзами. З його допомогою він спрямував свій погляд у глибини нічного неба. Проте телескопи Галілея страждали від сильної хроматичної аберації, що виникає, коли вигнута лінза розсіює світло як призма. (Геймери знайома хроматична RGB-аберація з таких відеоігор, як Dying Light, GTA V та Ark.)

Винахід телескопа та його збільшувальна здатність назавжди змінили астрономію. Телескоп Галілея дозволив йому збільшити зображення планет, що неозброєним оком виглядали як прості точки світла, до яскравих дисків, покритих барвистими деталями. У той час як людське око могло розрізнити лише світлі місячні рівнини і темні моря застиглої базальтової лави на Місяці, навіть ранні телескопи дозволили Галілею розглянути окремі кратери на місячній поверхні і виявити супутники далекого Юпітера, які тепер носять його ім'я. Ніч за ніч він вдивлявся в небесні простори і малював побачене.

Різні фази місяця, структура олівцем на папері. Автор: Галілео Галілей, 1610 р. Через шістдесят років Ісаак Ньютон побудував свій власний, удосконалений відбивний телескоп з вигнутим дзеркалом, вкритим тонким шаром срібла, що відбиває замість лінз. Конструкція Ньютона поєднувала параболічне головне дзеркало для збирання світла з плоским вторинним дзеркалом, яке направляло отримане зображення оглядовий окуляр, розташований збоку труби телескопа. Хоча новий телескоп Ньютона краще справлявся з хроматичною аберацією, він все ж таки страждав від сферичних аберацій та спотворень, викликаних використанням єдиного зігнутого дзеркала. І на цьому рівні технологія застигла до настання індустріальної епохи.

Щасливі випадковості

Радіоастрономія була відкрита завдяки щасливому випадку, коли інженеру лабораторії Bell Telephone доручили знайти джерела радіоперешкод у їхній радіотелефонній службі. Виявилося, що грози як поблизу, так і вдалині створюють перешкоди, але після усунення погодних факторів щось залишилося - "тихий звук, що шипить", що повторюється кожні 23 години 56 хвилин (майже точно збігається з тривалістю зоряної доби). Проведене розслідування привело астрономів до висновку, що радіохвилі виходять із нашої галактики - Чумацький Шлях. Сигнал був найбільш сильний у напрямку галактичного центру, у сузір'ї Стрільця, де, як ми тепер знаємо, розташовується потужне джерело радіовипромінювання - надмасивна чорна діра Стрілець A*.

Успіх радіоастрономії, багато в чому обумовлений винаходом транзистора в 1947 році, підштовхнув вчених до пошуку інших невидимих ​​джерел енергії, таких як інфрачервоне випромінювання. Транзистори уможливили переведення аналогової картини нічного неба в цифрові дані, потік одиниць і нулів.Проте транзистори та його термоелектричні " родичі " - термопари, також відкрили цілу дисципліну інфрачервоної астрономії.

Матриця транзисторів є функціональною одиницею CCD, де один транзистор відповідає одному пікселю. Найменші транзистори означають менші пікселі та вищу роздільну здатність. Але інженери помітили, що термобатарея (масив термопар) вміє робити те саме, створюючи розмите, але прийнятне зображення нічного неба, яким воно виглядає в інфрачервоному діапазоні. Через двадцять років після винаходу першого транзистора Ніл Армстронг здійснив політ на поверхню Місяця. Через 15 років після цього, 10-місячна орбітальна місія IRAS (IR Astronomical Satellite) виявилася настільки успішною, що проклала шлях для розробки телескопів "Спітцер" і "Хаббл", а також їх наступника, космічного телескопа імені Джеймса Вебба (JWST) .

В даний час імерсійна літографія, як і раніше, використовує збільшувальні властивості води для виготовлення деталей, розмір яких менший за довжину хвилі світла, що використовується для їх витравлення. Вигравірувані таким чином кремнієві пластини є невід'ємною частиною найпотужніших телескопів цифрової доби.

Типи телескопів

Телескопи, що уловлюють видиме світло, називаються оптичними телескопами, а наука, що їх вивчає, - оптичною астрономією. Однак існує цілий електромагнітний спектр, в якому видиме світло, помітне нашими очима, становить лише невелику частину.

Загалом оптичні телескопи поділяються на три класи: діоптричні, катоптричні та катадіоптричні.Якщо телескоп Галілея був діоптричним, що працює на принципі заломлення світла лінзами, то конструкція телескопа Ньютона називається катоптричною, оскільки спирається на дзеркала. Сучасні телескопи, такі як потужний та багатофункціональний JWST, іноді використовують як лінзи, так і дзеркала: тип гібридної конструкції, що називається катадіоптричним. Деякі навіть використовують багатошарові концентричні дзеркала, які багаторазово відбивають світло, щоб мінімізувати оптичні спотворення. Складаючи світловий потік сам на себе, ці передові телескопи забезпечують більш широке поле зору в більш короткому корпусі, ніж це було б необхідно інакше.

Цифрові телескопи використовують матрицю CCD або CMOS — сітку детекторних пікселів, які спрацьовують при виявленні певної довжини хвилі. CCD-матриці виготовляються із МОП-конденсаторів р-типу (металооксидних напівпровідників). CMOS-сенсори виготовляються з напівпровідників як p-типу, так і n-типу і часто поєднуються зі штирьовим фотодіодом та одним транзистором. В обох випадках використовується матеріал із шириною так званої "забороненої зони", що відповідає фотонам, які детектуватиме телескоп. CCD-матриці мають низький темновий струм (власний струм, що виявляється навіть при неактивному пікселі) і низький рівень шуму, а тривала експозиція дозволяє телескопам CCD знімати дуже слабкі джерела. CMOS-сенсори, в порівнянні з ними, можуть запропонувати більш точне налаштування ширини забороненої зони, а отже, більш тонка роздільна здатність за частотою завдяки можливості використання різних напівпровідникових матеріалів.

Гігантське дзеркало космічного телескопа Джеймса Вебба вкрите тонким тонким шаром золота. Його цифрові масиви датчиків помістилися у центральній частині, що виступає.

Просторова або кутова роздільна здатність телескопа визначається розміром його апертури, причому великі апертури забезпечують більш високу кутову роздільну здатність і, отже, здатність розрізняти найдрібніші об'єкти. Апертури оптичних телескопів, які може використовувати окрема людина, варіюються від кількох до 30 сантиметрів у діаметрі. Обсерваторії використовують оптичні телескопи діаметром від однієї до кількох десятків метрів. Головне дзеркало телескопа Вебба має діаметр 6,5 метра, а його цифрові інструменти оснащені масивами детекторів з роздільною здатністю від 4 до 20 мегапікселів.

Радіотелескопи та мікрохвильові обсерваторії

Радіотелескопи є спрямовані антени, зазвичай (але не завжди) розташовані прямо на землі. Ці телескопи використовують велику тарілку для збирання радіохвиль. Тарілки іноді бувають суцільними, як приймачі супутникового телебачення, а іноді складаються з сітки з отворами між проводами, розмір яких менше довжини спостерігається радіохвилі.

Чи знаєте ви, що удар блискавки можна почути по AM-радіо на відстані сотень кілометрів?

На відміну від оптичних телескопів, радіотелескопи можуть проводити спостереження протягом дня. Радіотелескопи також використовуються для збору мікрохвильового випромінювання, яке може проходити як через хмари міжзоряного газу та пилу в космосі, так і через щільніші гази, що становлять атмосферу Землі. Мікрохвильове випромінювання несе більше енергії, ніж радіохвилі, але менше, ніж інфрачервоне випромінювання.

Реліктове мікрохвильове фонове випромінювання, яке спостерігається космічним апаратом WMAP та супутником Planck.

Повсюди, куди б ви не глянули, нічне небо наповнене слабким світінням, що виходить із мікрохвильового діапазону. Це залишковий відбиток розподілу матерії у Всесвіті після Великого вибуху, коли вона вперше стала прозорою, яку вчені називають фоновим космічним мікрохвильовим випромінюванням.

Інфрачервона астрономія

Очевидне світло, якому доводиться пройти довгий шлях, щоб дістатися спостерігача, стикається з червоним усуненням, у якому світлові хвилі фізично розтягуються через розширення самого простору. При цьому частина видимого світла переміщується в інфрачервону область. Враховуючи це і той факт, що частина світла спочатку випромінюється в інфрачервоному діапазоні, небо може виглядати дуже по-різному залежно від того, чи ви дивитеся на нього у видимому спектрі або в інфрачервоному.

Наприклад, ось два знімки однієї і тієї ж області зіркоутворення, відомої як Стовпи Творіння, зроблені космічним телескопом Хаббл. Ліворуч те, що Хаббл бачив у видимому спектрі: хмарне, неземне, розсіяне. Але праворуч, в ІЧ-діапазоні, крізь туманність видно набагато більше зірок.

Інфрачервона астрономія має подолати низку проблем. По-перше, воно непомітне для ока; люди переважно сприймають інфрачервоне (ІЧ) випромінювання як тепло. Людське око не може вловити ці частоти. Для вирішення цього завдання астрономи просто переводять значення інфрачервоного випромінювання у видимий спектр, використовуючи кольори, які ми можемо бачити. Це своєрідний науковий шифр.

Потім йде проблема ослаблення сигналу.Хоча частина інфрачервоного випромінювання може пройти через атмосферу Землі, довгі хвилі блокуються. Але це не найбільша проблема. Найсерйозніша проблема в тому, що всі об'єкти, що мають температуру вище абсолютного нуля, випромінюють інфрачервоне світло. Це означає, що атмосфера Землі, наземні телескопи і навіть інфрачервоні детектори телескопів випромінюють постійне сяйво в інфрачервоному діапазоні. Щоб усунути джерела "паразитного" ІЧ-випромінювання, інфрачервона астрономія змушена вдаватися до серйозних заходів, таких як активне охолодження на JWST - космічному телескопі, який вже охолоджений до 40 кельвінів (-233 градусів Цельсія) і обертається у вакуумі. (-270 градусів) Цельсія).

Спектри спостережень космічних телескопів «Хаббл» та «Вебб»

Телескоп JWST, який проводить спостереження у видимому та інфрачервоному (в основному інфрачервоному) діапазонах, є гібридом у багатьох відношеннях: він використовує як «аналогові» оптичні дзеркала, так і цифрові датчики. Замість того, щоб намагатися відлити одне бездоганне дзеркало діаметром дев'ять метрів, НАСА використовувало складове дзеркало — джерело шестирічних фірмових зірок Вебба. На додаток до величезної поверхні збору даних, JWST має на борту спектрометри, в яких використовуються як CCD-сенсори, леговані миш'яком, у випадку спектрографа і камери середнього інфрачервоного діапазону (MIRI), так і CMOS-матриця з ртуті, кадмію і телуриду для ближньоінфрачервоної камери NIRCam.

Ультрафіолетові та рентгенівські телескопи

Велика частина сонячної радіації, що потрапляє на Землю, знаходиться в ультрафіолетовому діапазоні, невидимому для очей, але здатному викликати опіки сітківки. світло пропускати. сонячні обсерваторії чекають моменту сходу або заходу сонця, використовуючи сам обрій, щоб замаскувати частину сонячного світла.

Сонце в крайньому ультрафіолетовому діапазоні.

Сонячні телескопи, такі як Обсерваторія сонячної динаміки НАСА (SDO) і Solar Orbiter Європейського космічного агентства, спостерігають ультрафіолетову та рентгенівську частини електромагнітного спектру.

В основному в цих телескопах використовуються лінзи і цифрові датчики. науково-фантастичний телескоп Вольтера. «ковзні» дзеркала з важких металів, які можуть відбивати рентгенівське випромінювання під дуже малими кутами, всього в кілька градусів.

Гамма-обсерваторії

На самому краю електромагнітного спектру знаходяться гамма-промені – небезпечна та таємнича форма високоенергетичного випромінювання, справжня бунтарка. Гамма-промені можуть робити інші речовини радіоактивними, і найчастіше найяскравішими джерелами гамма-випромінювання є об'єкти з найвищою енергією, відомі науці, - такі "дружні" об'єкти, як квазари, пульсари, чорні дірки, активні галактичні ядра і гамма-сплески (GR ).

Може здатися дивним, але астрономи можуть використовувати наземну астрономію для виявлення гамма-променів найвищої енергії. За таких вимірів телескопи не вловлюють гамма-промені безпосередньо. Натомість вони використовують саму атмосферу як детектор, оскільки атоми кисню та інших газів світяться, коли їх вражає гамма-промінь. Саме за допомогою такого детектора було виявлено перший гамма-сплеск. Проте космічні телескопи чудово підходять для спостережень у гамма-діапазоні; наприклад, космічний телескоп "Фермі" - це гамма-обсерваторія, запущена у 2008 році.

Телескопічні технології наступного покоління

Оскільки в сучасних телескопах часто використовуються напівпровідникові технології, це означає, що транзистори меншого розміру можуть призвести до кращого дозволу. Це хороша новина для астрономії – у певному сенсі. Те саме стосується і дзеркал. Коли справа доходить до наступної події в технології телескопів, чим більше, тим краще: дзеркала більшого розміру, апертури більшого розміру, грати більшого розміру. Однак найбільші телескопи сьогодення та майбутнього можуть зовсім не бути окремими телескопами.Деякі перспективні конструкції телескопів розширюють поняття "телескоп" до його межі.

Інтерферометрія

У деяких перспективних проектах використовується ціла низка телескопів, які об'єднали зусилля для створення одного неймовірно детального зображення; телескопів у часі, забезпечує стереоскопічний зір, використовуючи паралакс і кінцеву швидкість світла - процес, званий інтерферометрією з наддовгою базовою лінією або РСДБ.

Кореляція сигналів від цілої групи телескопів має два важливі переваги. У випадку з ґратами з кількох віддалених телескопів ефективна апертура цих ґрат дорівнює відстані між телескопами. Ефективний розмір апертури найбільшого масиву багато разів перевищує діаметр Землі, що досягається за допомогою космічних телескопів, таких як японський супутник HALCA (Високочутлива лабораторія зв'язку та астрономії) та VSOP (Програма космічної обсерваторії РСДБ).

Світла сторона повного Місяця у відтінках сірого

Телескопи з рідким дзеркалом

Створити ідеальні дзеркала, які перевершили б космічні телескопи, подібні до Хабблу і JWST, і при цьому вмістилися у відсіку ракети-носія, - завдання непросте. І чим більше дзеркало, тим важче зберегти його цілісність і запобігти пошкодженням при виготовленні, транспортуванні та виведенні на орбіту. Одним із рішень цієї проблеми є дзеркальний телескоп з рідкою оптикою, що використовує обертову чашу з рідким металом, що самостійно формує параболічну поверхню, що відбиває - без необхідності шліфування дзеркала. Елегантно, чи не так? Такі телескопи вже існують на Землі, наприклад, 3-метровий дзеркальний телескоп із рідкою оптикою НАСА біля Аламогордо та другою, завширшки понад 6 метрів, у Канаді.

Існує амбітна ідея розмістити дзеркальний телескоп з рідкою оптикою на Місяці – а саме, усередині кратера, стінки якого екрануватимуть телескоп від небажаного освітлення. Рідкі дзеркала мають здатність до самовідновлення, чого не можуть лінзи та дзеркала з твердих матеріалів. Один із планів передбачає використання низькотемпературної іонної рідини як оптичний елемент замість рідкої ртуті або галію. Реалізація цього плану пов'язана з певними труднощами, такими як необхідність тривалого міжнародного співробітництва для доставки телескопа на Місяць, його будівництва, а потім обслуговування та експлуатації. Однак на Місяці холодно, що буде очевидною перевагою для інфрачервоної астрономії.

І все ж, хто б міг подумати, що через 400 років після появи першого телескопа Галілея ми говоритимемо про те, щоб вилити телескоп, що самовідновлюється, на поверхню Місяця?