Beiträge von JSchmoll im Thema „Apolloüberreste von der Erde aus sehen und fotografieren.“

Hi Dietrich,

die Natriumschicht liegt etwa in 80-100km hoehe (das variiert), und die Wellenlaenge ist 589nm.

Ich weiss aber nicht, was fuer das Lunar Laser Ranging verwendet wurde. Die Reflektoren muessen ja fuer die passende Wellenlaenge optimiert werden. Fuer Infrarotlicht waeren sie am Besten mit Gold beschichtet worden, und das wuerde in Bildern der Teile sichtbar sein. Ich habe vor vielen Jahren mal einen Artikel in einer damals schon alten Sky&Telescope gelesen, wo die NASA auf Hawaii ein Teleskop fuers Laserranging errichtet hatte, das mit vielen relativ kleinen Linsen arbeitete, die offenbar Fotomultiplier fuetterten. Leider habe ich die Quelle nicht zur Hand.

Generell ist es aber so, dass nahes Infrarotlicht die Atmosphaere ungestoerter durchdringt als sichtbares Licht. Wobei es aber jenseits der 1000nm viele Absorptionsbanden gibt.

Hi Jurgen,

das stimmt! Meine Kontemplation einer Aufloesung des Objekts wuerde nur einen Punkt zeigen. Um diesen Punkt in eine Flaeche und damit Form zu verwandeln, muss die Aufloesung nochmal hoeher sein. So waere die Apollehardware von einem Felsen nicht zu unterscheiden.

Auch sind mir 5m etwas optimistisch. Die Landefaehren haben ja nur ihr Unterteil zurueckgelassen, und auch die Mondautos waren kleiner.

Um 1m aufzuloesen, was eine grobe Formerkennung ermoeglichen wuerde. muesste das Fernrohr noch 5x groesser sein. Also ein 250m-Teleskop. Wegen der stoerenden Atmosphare idealerweise im Orbit.

Wenn ein Multimilliardaer mitliest, der das Teil sponsern will ... ich entwerfe gern die Optik.

Hallo Juergen,

die Rechnung bezieht sich auf die Beugungsgrenze. Diese ist vom Durchmesser, nicht von der Flaeche abhaengig und deswegen linear. Ein Fernrohr doppelten Durchmessers hat die doppelte Aufloesung. Die Aufloesung wird nicht durch Pixel begrenzt (hier koennte ja einfach hoeher vergroessert werden, um den Plattenmassstab anzupassen), sondern durch die Wellennatur des Lichtes. Eine Punktquelle wird bei hoher Vergroesserung als Scheibchen abgebildet. Dieses Scheibchen wird kleiner, wenn das Teleskop groesser wird. Einfach hoeher vergroessern oder eine Kamera mit kleineren Pixeln verwenden erzeugt nur sogenannes Oversampling - im Visuellen auch als "leere Vergroesserung" bekannt und der Grund, warum der erfahrene Sternfreund bei 60mm-Billigrefraktoren mit 525x-Vergroesserung das Laestern anfaengt.

Um wirklich 5m auf dem Mond aufzuloesen, muss das Teleskop eine Mindestgroesse aufweisen. Und dies setzt Beugungsbegrenztheit voraus, also dass die Optik nicht durch ihre Herstellungsfehler oder die Atmosphaere eine geringer Leistungsfaehigkeit verliehen bekommt.

Mathematisch liegt diesem Problem die Airygleichung zugrunde:

Beugungsscheibchendurchmesser phi in Radian = 1.22 lambda/D

wobei lambda die Lichtwellenlaenge und D der Durchmesser der Optik ist. Beispiel:

Lambda = 550nm (sichtbar gelb) = 0.00000055 m

D = 14 cm = 0.14 m

Dann ist phi = 1.22 * 0.00000055 / 0.14 = 0.000004792.

In Grad ausgedrueckt, muss das mit 180/pi multipliziert werden. Es ergibt sich phi[Grad]=0.00027461 Grad

In Bogensekunden sind das der Gradwert multipliziert mit 3600, da ein Grad 3600 Bogensekunden sind:

phi ["] = 0.9985", also rund eine Bogensekunde.

Hi Dietrich,

klar, Teleskopzeit an einem hypothetischen 50m-Teleskop zu bekommen, um auf den Mond zu gucken - das waere vielleicht ein PR-Gag zur Einweihung des Teleskops, aber ansonsten wissenschaftlich nicht notwendig. Es geht mir in meinen Ausfuehrungen einfach nur um die Physik; darum, zu zeigen, was physikalisch fuer ein dergestaltes Unternehmen notwendig waere.

Ich wundere mich aber, ob es moeglich waere, ueber Schattenwurf Stukturen zu erkennen, wenn die Schatten ein paar hundert Meter lang werden. Wahrscheinlich gibt es im Unfeld zu viel Geroell, das dann auch lange Schatten macht oder die Mondoberflaeche ist zu uneben. Das waere fuer mich die einzige Moeglichkeit, was zu erkennen. Ein bisschen wie Rupes Recta, die Verwerfung, die sich auch nur durch ihren Schatten verraet.

Die Erdatmosphaere mal ausser Acht lassend: 5m auf dem Mond sind im Perigaeum von 363000km noch ein Winkel von 2.8 Millibogensekunden.

Eine Bogensekunde wird im sichtbaren Licht mit einem 14cm-Teleskop aufgeloest. Ein Teleskop, das 5m auf dem Mond aufloesen soll, muss also 14cm * 1/0.0028 = 50m gross sein.

Also selbst das derzeit gebaute ELT der ESO waere mit 39m Oeffnung zu klein. Und in der Praxis waere dann noch adaptive Optik notwendig, um die Beugungsgrenze ueberhaupt zu erreichen!

Die einzige erdgebundene Moeglichkeit waere, einen langen Schattenwurf zu erwischen. Ich habe aber noch nie solche Aufnahmen gesehen. Was es gibt, sind Aufnahmen aus niedrigem Mondorbit, wo die schiere Naehe zum Objekt die Teile, sogar die Fuss-Spuren der Astrononauten zwischen verschiedenen Objekten, sichtbar macht. Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hat das vor Jahren mal gemacht.

(EDIT: Perigaeum, nicht Apogaeum natuerlich)