Недавно один из моих подписчиков обратился ко мне с вопросом:
"Что случилось с флагом, который американцы установили на Луне? Он ведь не мог исчезнуть или разложиться, верно? Если он до сих пор там, то можно ли увидеть его через телескоп, например, через телескоп Хаббл?"
Флаги, установленные различными миссиями программы "Аполлон" на поверхности Луны, находятся в неповрежденном состоянии. Однако ни один из современных телескопов не может различить такие мелкие детали на поверхности Луны.
Для того чтобы разглядеть мелкие детали на Луне, такие как посадочный модуль (примерно 10 метров), лунный ровер (3 метра) или флаг (немного больше 1 метра), необходимы телескопы с огромным диаметром, измеряемым десятками или даже сотнями метров.
Как определить, какого размера должен быть диаметр телескопа, чтобы увидеть тот или иной объект на Луне? Это довольно просто: сначала нужно вычислить угловое разрешение телескопа. Угловое разрешение телескопа определяет угол между объектами, который он способен различить. Угловое разрешение телескопа для определенной длины волны равно этой длине волны, деленной на диаметр телескопа (R = λ / D).
Свет видимого спектра находится в диапазоне 400-700 нм. Для упрощения расчетов в данной статье предположим, что это значение составляет 600 нм. Так, для телескопа Хаббла с диаметром 2,4 метра угловое разрешение составит 0,00000025 радиан.
Чтобы определить, какой объект сможет разглядеть телескоп с таким угловым разрешением на поверхности Луны, достаточно представить себе прямоугольный треугольник. В этом треугольнике один катет представляет собой расстояние от Земли до Луны, а противолежащий угол равен угловому разрешению телескопа. Чтобы определить размер минимально различимого объекта на Луне, нужно вычислить второй катет, используя катет и противолежащий угол. Это несложно:
Подставив значения в формулу, получим, что минимально различимый размер объекта на Луне составляет 96,1 метра. Следует учитывать, что на снимке, сделанном телескопом Хаббла, такой объект будет выглядеть как точка размером в один пиксель.
Если мы хотим увидеть хотя бы изображение американского флага, нам потребуется телескоп с диаметром около 220 метров, чтобы разглядеть лунный ровер — 75 метров, а посадочный модуль — 25 метров. Для сравнения, самый большой оптический телескоп, известный как Большой Канарский Телескоп, имеет диаметр всего 10,4 метра и не подходит для подобных задач.
Недавно запущенный космический телескоп имени Джеймса Вебба будет иметь диаметр 6,5 метра и также не сможет разглядеть детали места высадки на Луне.
Построение таких громадных телескопов, которые позволили бы разглядеть даже лунные модули, не говоря уже о более мелких деталях, пока остается в далеком будущем.
Однако, к счастью, Луна находится довольно близко к Земле, и нам не приходится строить огромные телескопы, чтобы рассмотреть места высадки миссий "Аполлон". Такие места уже были сфотографированы американскими, китайскими, индийскими и японскими космическими аппаратами, находящимися в орбите Луны.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!