天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

目前没有一台天文望远镜是可以从地面上清晰观察到月球表面的天文望远镜看月亮吓人。

天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

无论你把这台光学望远镜造得有多大,都无法清晰地拍摄到月亮,不仅是因为地球与月球之间隔着38万公里,更因为地球表面有一层厚厚的大气。我们隔着大气看月亮,就如同隔着河水看水底的5角钱硬币一样,尽管水很清澈,尽管我们凑得很近,却很难看清楚上面的花纹。因为河水是流动的,水面的波纹干扰了我们的视线,以致于我们很难分辨细节。

天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

(信徒们投进许愿池中的钱币,池水平静,所以能够看得比较清楚)

天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

我们周围的大气层就更加变幻莫测,它的每一部分的温度和密度都是不同的,并且它在一刻不停地做无规律的流动,这就是大气湍流。

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天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

(大气湍流)

天文望远镜看月亮吓人,什么样的天文望远镜能清晰观察到月球表面

经常乘坐飞机旅行的人会有这样的体验,明明飞机是在晴朗的天空中飞行,但美丽的空姐却在广播中要求我们在座位上系好安全带,说会有颠簸。这就是大气湍流造成的。

大气湍流不仅会给几千米高空中飞行的飞行员和旅客带来麻烦,它也一直是困扰天文学家们的一件头痛的事情。因为无论通过多大的光学望远镜看天空中的星星,它都是闪烁不定的,更不用说看得有多清楚了。天文学家们想了许多办法来克服大气湍流的影响,包括通过智能光学补偿的方式来对图像进行修正。

(对大气湍流进行光学校正的原理)

但修正后能得到的图像往往还是差强人意的。

(对大气湍流进行修正的图像对比)

为了能够穿透大气这层“毛玻璃”,得到更加清晰的星空图像,科学家们想了一个办法:把天文望远镜送到大气层外边,送到太空中去。为此,他们制造了哈勃太空望远镜。

(哈勃太空望远镜)

果然,在距离地面575公里的高空,大气已经变得极其稀薄,摆脱了大气湍流的影响,哈勃望远镜为我们奉献了一大批极其绚丽的星空照片,这些星系甚至距离我们数亿光年,但它们如同在我们身边一样清晰。

(哈勃望远镜最近拍摄到的超新星RS Puppis,它距离我们6500光年)

哈勃望远镜如此的强大,拍多少亿光年之外的天体都可以这么清楚,我们拿它来拍月亮应该没什么问题吧?事实上,NASA真拿它来拍过月亮,他们将哈勃望远镜对准了月球上的“哥白尼环形山”,得到的照片是这样子的:

(哈勃拍摄的哥白尼环形山)

哥白尼环形山是月球上最突出的环形山之一,是一个直径为93千米的年轻环形山。哈勃只能拍清楚月球上50到100米的东西,更小的东西它就完全看不清楚了。

如果要想得到更加清晰的月球照片,就必须飞到离月球更近的地方,比如距离月球上空200公里的环月飞行轨道,利用更加精密的照相机对它进行拍照。

(月球Aristarchus火山口的照片)

上面这张照片是美国近月轨道卫星上的LROC照相机拍下的,它每个像素的分辨率大约是0.5米,这已经是非常清晰的一张月球照片了。

通过我们上述的分析,你大概已经明白了:要想通过望远镜拍到一张清晰的月球照片是件很难的事,除非你足够靠近月球。

2022-06-10

2022-06-10