既然哈勃望遠鏡可以看到幾億光年之外,那麼用它來看月球,火星可以有多清晰?

愛瓠說


用哈勃望遠鏡看月球和火星,感覺是高射炮打蚊子,大材小用。問題是,你高射炮還打不著蚊子。



一樣的,哈勃望遠鏡是用來觀測星系的,它可以把遙遠星系發出的光線,在達到地球時有效地集中起來用於成像。即便這些光線經歷了遙遠距離的傳播,已經變得十分微弱,哈勃依然可以收集到足夠的光線成像。目前,理由哈勃,人們成功觀測到了距離地球134億光年的GN-z11星系發出的微光,也是宇宙大爆炸發生後4億年時發出的光。

雖然哈勃可見進行深空觀察,但是如果用它觀測太陽系裡面的月球或者火星,就不行了。哈勃是個遠視眼,你看近距離的根本不不行,不太好聚焦。另外,哈勃強大的光線收集能力,如果強行對月球聚集,大量的光線有可能直接把哈勃的光線收集器直接燒燬。再說,哈勃的軌道和月球和火星不一樣,也比較難調整姿態對著月球和火星,只有月球或者火星剛好運行到哈勃前面時,才能對他們進行拍照。



所以,哈勃平時看不了火星和月球,只有極其特殊的時候,才能對其進行一定程度的拍照,但是分辨率也不會很高,距離越遠,分辨率越低,清晰度大概也就是天文望遠鏡的幾十倍,這是光學顯微鏡所決定的。


PhD肖


答:並沒有大家想象得那麼清晰,哈勃望遠鏡觀測月球,大約只能看清50米大小的物體。


哈勃太空望遠鏡,是人類目前服役中最強大的可見光望遠鏡,我們看過的很多遙遠星系的漂亮圖片,都出自哈勃太空望遠鏡。



而這些遙遠星系,動不動就遠在幾億光年、幾十億光年之外;那麼肯定有人會想,如果用哈勃望遠鏡觀測月球,分辨能力會不會超強?

答案是否定的,哈勃望遠鏡拍攝過月球,圖片如下:



該圖片的分辨率,大約能區分出50米大小的物體,再小的就無法進行分辨。


月球距離地球38萬公里,該分辨能力相當於在北京觀測位於上海處,大小0.16米的漫反射物體(相當於一部6英寸手機大小),這已經相當厲害了!


之所以限定為“漫反射物體”,是因為如果物體是發光源,那麼可以在更遠的距離上看到;好比我們在光線較弱夜晚,很難看清10米處的物體,但是在500米外燃著的蠟燭卻很容易被我們發現。



哈勃望遠鏡也是這樣的,當對焦距離較遠時,望遠鏡的通光量大大減小,對不發光物體的觀測能力大大降低,但是對於發光物體還具有很高的觀測能力。

對於哈勃望遠鏡的拍攝的圖片,我們需要認清幾個事實:

(1)數千萬、數億光年之外的星系,每個像素對應的實際尺寸,都有數十光年;

(2)星系中存在大量的恆星,這些恆星都是較強的發光源,無數這樣的發光源提高了星系的絕對亮度,也大大提高了哈勃望遠鏡對它們的觀測能力;

(3)哈勃望遠鏡對天體的觀測能力,取決於相對距離和天體的絕對亮度,並不是距離一個因素決定,其中“亮度”這個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遠鏡能觀測數十億光年外的星系,但是對月球的觀測能力很有限;不過,哈勃望遠鏡觀測月球,也比地面上的其他可見光望遠鏡強很多倍。

如果想進一步觀測月球,就只能靠環月飛行器,或者直接登陸月球啦!


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艾伯史密斯


既然哈勃望遠鏡可以看到幾億光年之外,那麼用它來看月球,火星可以有多清晰?

其實用看多遠來評價一臺望遠鏡是一個錯誤的觀點,比較準確的說法是這臺望遠鏡的口徑是多少?焦比是多少?極限分辨率是多少,這兩個一定的時候基本上它的光學性能就定了;天文望遠鏡標註有一個F值就是焦比,觀看不同的天體選用不同焦比的的望遠鏡能獲得最佳觀測性能!

上圖為哈勃的內部結構示意圖,其中有一部分是光學結構,我們可以從中瞭解到哈勃應該是一個RC光學結構的望遠鏡。

RC結構的主鏡和副鏡一併構成這個望遠鏡的焦距,副鏡的弧面將大幅增加這個複合焦距,如下為哈勃的光學參數:

類型: RC 反射鏡

口徑: 2.4 米 (94 英吋)

集光面積: 約4.3 平方米 (46 平方英呎)

焦距: 57.6 m (189 ft)

焦比=焦距/口徑=57.6/2.4=24 這個一個超長焦比的望遠鏡,俗稱一個“洞”,什麼含義呢,就是看景物只能看到局部,如果事先不告訴您看哪裡的話,您根本就不知道在看什麼!

望遠鏡的分辨率主要和口徑有關,並且哈勃超長焦比,加上其在太空,沒有大氣層視寧度和懸浮顆粒影響,其可以達到極限!其可見光分辨力0.0583角秒。實際受系統精度限制,這個值會加大,目前一般認為哈勃的總體分辨力優於0.1角秒,這個角秒大家其實都沒什麼概念,簡單的說在月球這個距離上,大約能分辨50M左右的物體(即50M的物體為一個點)!火星距離5500萬千米至2億千米不等,您可以用三角函數計算下,0.1角秒的頂角三角形,垂線距離為5500萬千米的時候底邊長度是多少,就是極限分辨率的尺寸!

看這張圖的特徵應該是拼接的,即焦比太長倍率太大無法拍下全景時只能用多張拼接成一張完整的高清照片,這是拍攝高清月面時常用的技術手段!

如果您還是沒有太大的概念,那麼下面簡單再比喻下,比如我拿個雙筒望遠鏡即能看到月球上的環形山,但我仍然看不清楚一千米以外那個房子窗戶裡的人在幹嗎.....這就是看得遠和看得清的區別!


星辰大海路上的種花家


哈勃太空望遠鏡的物鏡口徑是2.4米,上面的光學系統裡配備了一個長焦距的行星照相機,根據資料給出的行星照相機1600×1600像素時,單像素分辨率為0.043弧秒,而現在的相機CCD的分辨率是4096×4096像素,所以單像素分辨率大約為0.0168弧秒,相機分辨率大約相當於1600萬像素。經查月球視直徑約33弧分,(百度出來是33'27”,取整數33')約1980弧秒。根據這個數字我們可以來簡單計算一下用它看月球是什麼效果。

視直徑1980除以單像素分辨率0.0168約等於117857,這就是月球直徑的分辨率。月球直徑是3476公里除以117857像素,得到約0.0295公里/像素,大約30米左右,這就是單個像素的分辨率,也就是哈勃對月球的識別極限了。

近在咫尺的月球也就那樣了,至於火星我就不算了,題主實在想知道可以自行計算,你只要得到火星近地點的視直徑就可以按照上面的方法計算。而視直徑的計算也不難,以近地點為半徑算周長,用火星直徑除以周長,然後乘以360就得到視直徑弧度,再乘以60得到弧分,再乘以60得到弧秒。


星宇飄零2099


按照這個原理,假如從火星上看地球也不會發現地球上有沒有生命體存在,因為地球是個不發光的星體,宇宙中存在生命體的星球都是不發光的,那麼天眼對探測發現太空有生命存在的星球太困難了。


志士明人


簡單來說,看得遠並不等於清晰度,聚焦點的問題。

當然如果用“哈勃望遠鏡”看月球,可以看到很多清晰的點,而非整體的面。對研究、觀察幫助不大!


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