Какими характеристиками будет будущий усовершенствованный телескоп? [закрыто]

Телескоп можно улучшить тремя основными способами: улучшить его разрешение, увеличить поле зрения и уменьшить шум и ошибки. Я собираюсь предположить, что вы говорите здесь в первую очередь об оптических телескопах, а не о радиотелескопах или других видах телескопов.

Разрешение телескопа в основном определяет, насколько маленький объект он может видеть. Если два объекта находятся слишком близко друг к другу, например, планета, вращающаяся вокруг звезды, то объекты будут размыты вместе, как показано ниже.

Итак, разрешение телескопа зависит от двух вещей: его диаметра и длины волны, которую он использует. Предполагая, что мы смотрим только в оптическое пространство, это означает, что нам нужно увеличить диаметр, чтобы получить лучшее разрешение. В настоящее время диаметры наших телескопов ограничены размером зеркала, которое мы можем построить. Почти все исследовательские телескопы являются телескопами-рефлекторами. Большие зеркала сделать сложно, потому что увеличение размера может вызвать деформацию и деформацию зеркала. Большими телескопами также труднее управлять, потому что они тяжелее. Передовые производственные мощности и более прочные материалы могут позволить нам использовать все более и более крупные телескопы, увеличивая наше разрешение и позволяя нам видеть все меньшие и меньшие объекты.

Второй способ улучшить оптический телескоп — повысить эффективность детектора. Современные исследовательские телескопы используют специальную электронику, называемую ПЗС: устройства с зарядовой связью . Это специальные чипы, которые обнаруживают входящий свет и преобразуют его в цифровой электронный сигнал, который создает изображение. Сейчас наши производственные возможности ограничивают размеры этих детекторов. Наличие ПЗС-матриц большего размера позволило бы нам увеличить поле зрения, что позволило бы нам видеть больше объектов на одном и том же изображении. Повышение эффективности детектора также будет означать, что мы сможем отображать более тусклые объекты и иметь меньше визуальных дефектов.

Наконец, наши телескопы ограничены тем, что ученые называют «шумом». Шум — это, по сути, паразитные сигналы, которые портят наше изображение. Это могут быть фотоны от близкого яркого источника, например свет в обсерватории, или ошибки, вызванные турбулентностью в атмосфере. Некоторые из этих вещей мы можем обойти. Например, использование космических телескопов означает, что нам не нужно беспокоиться об атмосферной турбулентности. К другим источникам шума относятся электронные шумы, которые неизбежны, но их можно уменьшить, охладив наши детекторы и улучшив микросхемы.

Таким образом, два лучших способа улучшить оптический телескоп — это увеличить его размеры и улучшить электронику.