Saya sedang meneliti sebuah adegan untuk novel fiksi ilmiah di mana protagonis dalam waktu dekat mengamati bumi melalui teleskop yang dipasang di stasiun di orbit Mars. Tujuan saya adalah untuk memahami seberapa banyak detail yang dapat mereka lihat secara wajar.
Teleskop Hubble mungkin merupakan perbandingan yang masuk akal untuk tujuan saya. Saya menemukan gambar yang Hubble ambil dari Mars selama pendekatan yang dekat, tetapi saya tidak tahu apakah itu mewakili resolusi terbaik atau hanya resolusi yang dipilih atau tersedia pada saat itu, atau memang, jika seluruh planet dicitrakan pada tingkat yang lebih tinggi. resolusi daripada foto yang diterbitkan di outlet media populer.
Dapatkah teleskop mirip Hubble mengamati detail yang jauh lebih besar daripada yang ditampilkan pada artikel di bawah ini? Jika demikian, apa yang mungkin bisa diselesaikan? Kota besar? Bangunan individual?
Dari Hubble Vox.com dapat melihat galaksi yang sangat jauh. Inilah yang terjadi ketika melihat Mars dan Saturnus.
di atas: Dipotong dari Sumber NASA, ESA, dan STScI
di atas: Dipotong dari Sumber NASA / Hubble
Jawaban:
Lupakan pembesaran. Orang yang tahu teleskop tidak berpikir dalam hal perbesaran. Yang penting adalah resolusi sudut, atau kekuatan penyelesaian: ukuran sudut detail terkecil yang dapat Anda lihat dalam instrumen.
Rule of thumb: kekuatan penyelesaian teleskop dengan diameter 10 cm adalah 1 detik busur saat menggunakan cahaya tampak. Jumlahnya berbanding terbalik. Teleskop 20 cm menyelesaikan detail berukuran 0,5 arcsec. Teleskop 1 meter menyelesaikan 0,1 arcsec.
Hubble memiliki bukaan (diameter) 2,4 m, sehingga daya resolusinya adalah 0,04 arcsec.
Jarak minimum antara Bumi dan Mars adalah sekitar 55 juta km dan itu jarang terjadi. Jarak maksimum adalah 400 mil km. Jarak "rata-rata" adalah 225 mil km (tetapi jarak aktual bervariasi sepanjang waktu).
Mari kita terapkan garis singgung 0,04 arcsec pada 55 mil km:
https://www.wolframalpha.com/input/?i=tan(0.04+arcseconds)+*+55000000
Ini 10 km. Itu hanya akan dapat melihat fitur geografis utama.
Untuk melihat bangunan (hingga skala 10 m), dibutuhkan resolusi 1000x. Itu berarti bukaan 2,4 km. Tak satu pun dari desain teleskop klasik yang bisa menyediakan itu. Itu harus menjadi semacam desain interferometrik - bidang datar besar di mana beberapa cermin ditempatkan beberapa km terpisah dan digabungkan secara optik untuk berfungsi sebagai cermin besar tunggal (well, semacam - ini lebih merupakan penjelasan intuitif).
Ini akan mirip dengan Navy Precision Optical Interferometer dekat Flagstaff, Arizona.
Beberapa bagian Valles Marineris yang lebar dan rata mungkin menyediakan lokasi yang baik untuk interferometer. Acidalia Planitia bahkan akan menyediakan lebih banyak ruang untuk membangun interferometer besar, dan harus menjadi tempat yang baik untuk membangun struktur secara umum - datar hingga di luar cakrawala; itu adalah tempat di mana banyak buku / film The Mars mengatur cerita mereka. Tetapi bidang besar dan datar apa pun akan berhasil.
Semua hal di atas mengasumsikan jarak pendekatan terdekat antara Bumi dan Mars. Dalam praktiknya, jaraknya lebih besar dari itu, jadi aperture harus bertambah. Anda merenungkan sebuah interferometer dengan basis puluhan km jika Anda ingin membedakan struktur seperti bangunan.
Dapat dibayangkan, interferometer dapat dibangun di orbit, tetapi Anda harus memastikan bahwa jarak antara cermin dipertahankan dengan presisi luar biasa. Di permukaan planet, tanah memberikan kekakuan yang dibutuhkan. Di ruang angkasa kamu harus ... Aku tidak tahu, gunakan sihir ruang angkasa.
sumber
sumber