Se vuoi le immagini più vergini e pulite del nostro universo, la cosa migliore da fare è lasciare la Terra. Qui sul nostro pianeta puoi trovare un sacco di tutti i tipi di effetti che interferiscono con le nostre capacità di rendering. L'inquinamento luminoso limita il nostro campo visivo; l'atmosfera danneggia la nostra determinazione e la nostra capacità di vedere chiaramente; le nuvole e il tempo ci impediscono di raccogliere la luce; Il sole e la terra stessi bloccano una parte enorme del nostro campo visivo da qualsiasi parte della terra.
Eppure osservatori come Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer e altri hanno dimostrato quanto possano essere efficienti i telescopi spaziali. I punti di vista e i dati che hanno restituito alla Terra ci hanno insegnato molto di più di quanto simili osservazioni dalla Terra potrebbero insegnare. Allora perché non posizionare un telescopio sulla luna? Che tu ci creda o no, questa è un'idea terribile. Ha solo un punto positivo. Ed ecco perché.
Telescopio sulla luna: è brutto?
La luna, a prima vista, può sembrare un luogo ideale per posizionare un telescopio. Non ha praticamente atmosfera, eliminando ogni paura dell'inquinamento luminoso. Si trova lontano dalla Terra, il che dovrebbe ridurre significativamente le interferenze di qualsiasi segnale prodotto dagli esseri umani. Notti extra lunghe significa anche che puoi osservare lo stesso obiettivo ininterrottamente per 14 giorni senza interruzioni. E poiché hai un terreno solido, non hai bisogno di giroscopi o hover wheel. Sembrerebbe che sia tutto a posto.
Ma quando inizi a pensare a come la Luna gira attorno alla Terra, l'intero sistema Luna-Terra che ruota attorno al Sole, inizi a capire alcuni dei problemi che l'intera idea deve inevitabilmente affrontare.
Innanzitutto, se posizioni il tuo telescopio sulla luna, quale lato sceglierai: vicino o lontano? Ognuno di loro ha i suoi svantaggi.
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Se posizioni il tuo telescopio sul lato vicino (rivolto verso la Terra) della Luna, vedrai sempre la Terra. Ciò significa che puoi inviare e ricevere segnali, controllare il tuo telescopio e scaricare dati praticamente senza ritardi, con l'unica limitazione che è la velocità della luce. Ma ne consegue anche che le interferenze dalla Terra, come i segnali trasmessi, saranno sempre un problema che dovrai affrontare.
D'altra parte, se ti trovi dall'altra parte della luna, sei abbastanza efficace nel proteggerti da tutto ciò che proviene dalla terra, ma non hai nemmeno un percorso dati diretto o il mantenimento di un segnale di comunicazione. Dovremo installare un meccanismo aggiuntivo, un orbiter o condurre comunicazioni al lato vicino per far funzionare il telescopio.
In ogni caso, avrai molti problemi con cui dovrai lottare e che di solito non si trovano nell'abisso dello spazio interplanetario. I due più grandi:
Moonquakes. Pensi che sia la Luna a governare le maree sulla Terra? Le forze di marea che la Terra esercita sulla Luna sono 20 volte più forti delle forze di marea che la Luna esercita sulla Terra. Ce ne sono abbastanza da provocare sul satellite terremoti lunari piuttosto malati.
Differenza di temperatura. A causa del blocco delle maree della Luna da parte della Terra e della sua rotazione estremamente lenta, bagna la luce del sole quasi costantemente per 14 giorni e poi si immerge nell'oscurità totale per 14 giorni. Le temperature diurne possono superare i 100 gradi Celsius e di notte la luna si raffredda fino a -173 gradi.
Mentre un telescopio spaziale può controllare la sua temperatura attraverso il raffreddamento attivo o passivo (o una combinazione di entrambi), il telescopio deve raffreddarsi al di sotto della temperatura delle lunghezze d'onda che sta cercando di osservare, altrimenti il rumore oscurerà il segnale previsto. Questo sarebbe un enorme svantaggio per l'astronomia ultravioletta, ottica o infrarossa se si tentasse di svilupparne uno sulla Luna.
Progettare un telescopio in grado di resistere a queste temperature estreme e continuare a funzionare è un compito arduo. Non sorprende che l'unico telescopio sulla luna che abbiamo è il telescopio ultravioletto vicino al viaggiatore, che opera a lunghezze d'onda alle quali l'atmosfera terrestre assorbe quasi tutta la luce.
Per la maggior parte delle applicazioni, andare nello spazio sarebbe un'opzione migliore della Luna. La superficie lunare, a giudicare dalle temperature estreme e dalle difficoltà di comunicazione con la Terra, offre più svantaggi che avere una superficie su cui costruire o fare qualsiasi altra cosa.
Ma c'è un'applicazione molto specifica che offre la Luna: i radiotelescopi. La Terra è una fonte incredibilmente "radio-rumorosa", per ragioni naturali e umane. Anche nello spazio, i segnali provenienti dalla Terra permeano l'intero sistema solare. Ma la Luna fornisce un'enorme immunità ai segnali radio della Terra: il lato più lontano del satellite usa letteralmente l'intero corpo lunare come scudo.
Il cosmologo Joe Silk ha scritto quanto segue all'inizio di quest'anno:
Potremmo rilevare segnali per l'inflazione, i primi stadi del Big Bang e la formazione delle prime stelle nell'universo con il radiotelescopio lunare. Sebbene ci sia speranza di farlo sulla Terra o nello spazio, la superficie lunare lontana offre più sensibilità perché è schermata dalla Terra da uno scudo rispetto a qualsiasi altra opzione.
Al giorno d'oggi, quando qualsiasi veicolo spaziale va oltre la Luna, vista dalla Terra, colpisce un blackout radio. Il fatto che le onde radio non possano passare attraverso la luna significa che nessun segnale può essere inviato o ricevuto durante questo periodo di tempo. I satelliti orbitanti, qualsiasi stazione o rover distanti e persino gli astronauti dell'Apollo stanno perdendo la capacità di comunicare con la Terra.
Ma questo significa anche che sono protetti da tutti i tipi di segnali radio inquinanti generati sulla Terra. Comunicazioni GPS, microonde, radar, segnali cellulari e Wi-Fi e persino fotocamere digitali sono tra le molte sorgenti terrestri che contaminano i radioosservatori. Ma dall'altra parte della luna, tutte le fonti di interferenza sono bloccate al 100%. Questo è l'ambiente radioastronomico più pulito che si possa immaginare.
Il dottor Gillion Scudder osserva anche che questa idea ha i suoi svantaggi. Il trasferimento dei dati richiede qualcosa come un dispositivo orbitale in grado di comunicare sia con la Terra che con il telescopio. Un telescopio o un array di radiotelescopi deve essere costruito e dispiegato sulla Luna e collegati tra loro se parla di un array (e questa opzione è preferibile). In alternativa, i cavi potrebbero essere fatti passare sul lato vicino per la trasmissione dei dati alla Terra.
E il problema più grande sarà il costo. Trasportare materiale sulla luna, atterrare sulla superficie lunare, schierare e molto altro è un lavoro colossale. Anche la proposta più modesta, il Lunar Array for Radio Cosmology (LARC), è composta da oltre un centinaio di antenne dal design semplice distribuite su un raggio di due chilometri. Il progetto costerà 1 miliardo di dollari e, se costruito, sarà il radio array più costoso nella storia della Terra.
Praticamente qualsiasi proposta astronomica sensata implica che lo spazio è molto meglio della superficie lunare per il posizionamento del telescopio. Le cadute di temperatura si verificano in tutti i punti della luna. Solo i radioastronomi potrebbero ottenere il vantaggio di posizionare un telescopio sul lato più lontano della luna, ma questa opportunità costerebbe un bel penny.
Finché non troviamo un modo per tagliare i costi o trovare qualcosa di meglio, è altamente improbabile che vedremo mai un telescopio lunare che supera le altre opzioni. L'universo non sta andando da nessuna parte, sta aspettando che gli sveliamo i suoi segreti.
Ilya Khel
