既然哈勃望远镜可以看到几亿光年之外,那么用它来看月球,火星可以有多清晰?

爱瓠说


既然哈勃望远镜可以看到几亿光年之外,那么用它来看月球,火星可以有多清晰?

其实用看多远来评价一台望远镜是一个错误的观点,比较准确的说法是这台望远镜的口径是多少?焦比是多少?极限分辨率是多少,这两个一定的时候基本上它的光学性能就定了;天文望远镜标注有一个F值就是焦比,观看不同的天体选用不同焦比的的望远镜能获得最佳观测性能!

上图为哈勃的内部结构示意图,其中有一部分是光学结构,我们可以从中了解到哈勃应该是一个RC光学结构的望远镜。

RC结构的主镜和副镜一并构成这个望远镜的焦距,副镜的弧面将大幅增加这个复合焦距,如下为哈勃的光学参数:

类型: RC 反射镜

口径: 2.4 米 (94 英吋)

集光面积: 约4.3 平方米 (46 平方英呎)

焦距: 57.6 m (189 ft)

焦比=焦距/口径=57.6/2.4=24 这个一个超长焦比的望远镜,俗称一个“洞”,什么含义呢,就是看景物只能看到局部,如果事先不告诉您看哪里的话,您根本就不知道在看什么!

望远镜的分辨率主要和口径有关,并且哈勃超长焦比,加上其在太空,没有大气层视宁度和悬浮颗粒影响,其可以达到极限!其可见光分辨力0.0583角秒。实际受系统精度限制,这个值会加大,目前一般认为哈勃的总体分辨力优于0.1角秒,这个角秒大家其实都没什么概念,简单的说在月球这个距离上,大约能分辨50M左右的物体(即50M的物体为一个点)!火星距离5500万千米至2亿千米不等,您可以用三角函数计算下,0.1角秒的顶角三角形,垂线距离为5500万千米的时候底边长度是多少,就是极限分辨率的尺寸!

看这张图的特征应该是拼接的,即焦比太长倍率太大无法拍下全景时只能用多张拼接成一张完整的高清照片,这是拍摄高清月面时常用的技术手段!

如果您还是没有太大的概念,那么下面简单再比喻下,比如我拿个双筒望远镜即能看到月球上的环形山,但我仍然看不清楚一千米以外那个房子窗户里的人在干吗.....这就是看得远和看得清的区别!


星辰大海路上的种花家


答:并没有大家想象得那么清晰,哈勃望远镜观测月球,大约只能看清50米大小的物体。


哈勃太空望远镜,是人类目前服役中最强大的可见光望远镜,我们看过的很多遥远星系的漂亮图片,都出自哈勃太空望远镜。



而这些遥远星系,动不动就远在几亿光年、几十亿光年之外;那么肯定有人会想,如果用哈勃望远镜观测月球,分辨能力会不会超强?

答案是否定的,哈勃望远镜拍摄过月球,图片如下:



该图片的分辨率,大约能区分出50米大小的物体,再小的就无法进行分辨。

月球距离地球38万公里,该分辨能力相当于在北京观测位于上海处,大小0.16米的漫反射物体(相当于一部6英寸手机大小),这已经相当厉害了!


之所以限定为“漫反射物体”,是因为如果物体是发光源,那么可以在更远的距离上看到;好比我们在光线较弱夜晚,很难看清10米处的物体,但是在500米外燃着的蜡烛却很容易被我们发现。



哈勃望远镜也是这样的,当对焦距离较远时,望远镜的通光量大大减小,对不发光物体的观测能力大大降低,但是对于发光物体还具有很高的观测能力。

对于哈勃望远镜的拍摄的图片,我们需要认清几个事实:

(1)数千万、数亿光年之外的星系,每个像素对应的实际尺寸,都有数十光年;

(2)星系中存在大量的恒星,这些恒星都是较强的发光源,无数这样的发光源提高了星系的绝对亮度,也大大提高了哈勃望远镜对它们的观测能力;

(3)哈勃望远镜对天体的观测能力,取决于相对距离和天体的绝对亮度,并不是距离一个因素决定,其中“亮度”这个因素很容易被人忽略;

如果知道了以上原理,就很容易明白哈勃望远镜能观测数十亿光年外的星系,但是对月球的观测能力很有限;不过,哈勃望远镜观测月球,也比地面上的其他可见光望远镜强很多倍。

如果想进一步观测月球,就只能靠环月飞行器,或者直接登陆月球啦!


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


哈勃太空望远镜的物镜口径是2.4米,上面的光学系统里配备了一个长焦距的行星照相机,根据资料给出的行星照相机1600×1600像素时,单像素分辨率为0.043弧秒,而现在的相机CCD的分辨率是4096×4096像素,所以单像素分辨率大约为0.0168弧秒,相机分辨率大约相当于1600万像素。经查月球视直径约33弧分,(百度出来是33'27”,取整数33')约1980弧秒。根据这个数字我们可以来简单计算一下用它看月球是什么效果。

视直径1980除以单像素分辨率0.0168约等于117857,这就是月球直径的分辨率。月球直径是3476公里除以117857像素,得到约0.0295公里/像素,大约30米左右,这就是单个像素的分辨率,也就是哈勃对月球的识别极限了。

近在咫尺的月球也就那样了,至于火星我就不算了,题主实在想知道可以自行计算,你只要得到火星近地点的视直径就可以按照上面的方法计算。而视直径的计算也不难,以近地点为半径算周长,用火星直径除以周长,然后乘以360就得到视直径弧度,再乘以60得到弧分,再乘以60得到弧秒。


星宇飘零2099


用哈勃望远镜看月球和火星,感觉是高射炮打蚊子,大材小用。问题是,你高射炮还打不着蚊子。



一样的,哈勃望远镜是用来观测星系的,它可以把遥远星系发出的光线,在达到地球时有效地集中起来用于成像。即便这些光线经历了遥远距离的传播,已经变得十分微弱,哈勃依然可以收集到足够的光线成像。目前,理由哈勃,人们成功观测到了距离地球134亿光年的GN-z11星系发出的微光,也是宇宙大爆炸发生后4亿年时发出的光。

虽然哈勃可见进行深空观察,但是如果用它观测太阳系里面的月球或者火星,就不行了。哈勃是个远视眼,你看近距离的根本不不行,不太好聚焦。另外,哈勃强大的光线收集能力,如果强行对月球聚集,大量的光线有可能直接把哈勃的光线收集器直接烧毁。再说,哈勃的轨道和月球和火星不一样,也比较难调整姿态对着月球和火星,只有月球或者火星刚好运行到哈勃前面时,才能对他们进行拍照。



所以,哈勃平时看不了火星和月球,只有极其特殊的时候,才能对其进行一定程度的拍照,但是分辨率也不会很高,距离越远,分辨率越低,清晰度大概也就是天文望远镜的几十倍,这是光学显微镜所决定的。


PhD肖


简单来说,看得远并不等于清晰度,聚焦点的问题。

当然如果用“哈勃望远镜”看月球,可以看到很多清晰的点,而非整体的面。对研究、观察帮助不大!


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