Om du vill ha de mest orörda, renaste bilderna av vårt universum, är det bästa att göra att lämna jorden. Här på vår planet kan du hitta ett helt gäng av alla möjliga effekter som stör vår renderingskapacitet. Ljusföroreningar begränsar vårt synområde; atmosfären gör vår upplösning och vår förmåga att se tydligt; moln och väder hindrar oss från att samla ljus; Solen och jorden själva blockerar en enorm del av vårt synfält från var som helst på jorden.
Ändå har observatorier som Hubble, Chandra, Fermi, Spitzer och andra visat hur effektiv rymdteleskop kan vara. De åsikter och data som de returnerade till jorden lärde oss mycket mer än liknande observationer från jorden kunde lära. Varför inte placera ett teleskop på månen då? Tro det eller inte, det här är en hemsk idé. Hon har bara en positiv poäng. Och det är varför.
Teleskop på månen: Är det dåligt?
Månen kan vid första anblicken verka som en idealisk plats att placera ett teleskop. Den har praktiskt taget ingen atmosfär, vilket eliminerar någon rädsla för ljusföroreningar. Det är beläget långt från Jorden, vilket betydligt borde minska störningar från alla signaler som produceras av människor. Extra långa nätter innebär också att du kan observera samma mål kontinuerligt i 14 dagar utan avbrott. Och eftersom du har fast mark behöver du inte gyroskop eller svävahjul. Det verkar som om allt är coolt.
Men när du börjar tänka på hur månen kretsar runt jorden, hela mån-jord-systemet som kretsar kring solen, börjar du förstå några av de problem som hela denna idé oundvikligen står inför.
Först, om du placerar ditt teleskop på månen, vilken sida kommer du att välja: nära eller långt? Var och en av dem har sina egna nackdelar.
Kampanjvideo:
Om du placerar ditt teleskop på den nära (jordvända) sidan av månen, ser du alltid jorden. Detta innebär att du kan skicka och ta emot signaler, styra ditt teleskop och ladda ner data med praktiskt taget ingen fördröjning, med den enda begränsningen är ljusets hastighet. Men det följer också att störningar från jorden, som sändningssignaler, alltid kommer att vara ett problem som du måste hantera.
Å andra sidan, om du är på månens bortre sida, är du ganska effektiv på att skydda dig själv från allt som kommer från jorden, men du har inte heller någon direkt dataväg eller upprätthåller en kommunikationssignal. Vi måste installera en ytterligare mekanism, en orbiter eller genomföra kommunikation till den närmaste sidan för att driva teleskopet.
I alla fall kommer du att ha många problem som du kommer att behöva kämpa med och som vanligtvis inte finns i avgrunden i det interplanetära rymden. De två största:
Moonquakes. Tror du att det är månen som reglerar tidvattnet på jorden? Tidvattenkrafterna som jorden utövar på månen är 20 gånger starkare än tidvattenkrafterna som månen utövar på jorden. Det finns tillräckligt med dem för att provocera ganska sjukliga månskalv på satelliten.
Temperaturskillnad. På grund av tidens blockering av månen av jorden och dess extremt långsamma rotation, badar den i solljus nästan konstant i 14 dagar och kastar sig sedan i totalt mörker under 14 dagar. Dagstemperaturer kan nå över 100 grader, och på natten svalnar månen till -173 grader.
Medan ett rymdteleskop kan styra temperaturen genom aktiv eller passiv kylning (eller en kombination av båda), måste teleskopet svalna under temperaturen på de våglängder som det försöker observera, annars kommer bruset att dölja den avsedda signalen. Detta skulle vara en enorm nackdel för ultraviolett, optisk eller infraröd astronomi, om någon av dem försökte utvecklas på månen.
Att designa ett teleskop som tål dessa extrema temperaturer och fortfarande fungerar är en skrämmande uppgift. Det är inte förvånande att det enda teleskopet på månen vi har är det nära sidan ultravioletta teleskopet av resenären, som arbetar på våglängder där jordens atmosfär absorberar nästan allt ljus.
För de flesta applikationer skulle det att gå ut i rymden vara ett bättre alternativ än månen. Månens yta, bedömd av de extrema temperaturerna och svårigheterna att kommunicera med jorden, erbjuder fler nackdelar än att ha en yta att bygga eller göra något annat.
Men det finns en mycket specifik applikation som månen erbjuder: radioteleskop. Jorden är en oerhört "radiohög" källa av naturliga och mänskliga skäl. Till och med i rymden genomsyrar signaler från jorden hela solsystemet. Men månen ger en enorm immunitet mot jordens radiosignaler: satellitens bortre sida använder bokstavligen hela månkroppen som en sköld.
Kosmolog Joe Silk skrev följande tidigare i år:
Vi kunde upptäcka signaler för inflation, de första stadierna av Big Bang och bildandet av de första stjärnorna i universum med månmånets teleskop. Även om det finns hopp om att göra detta på jorden eller i rymden, erbjuder månens yta mer känslighet eftersom den är skyddad från jorden av en sköld än något annat alternativ.
Nuförtiden, när något rymdskepp går längre än månen, sett från jorden, träffar det en radio-blackout. Det faktum att radiovågor inte kan passera genom månen innebär att inga signaler kan sändas dit eller tas emot under denna tidsperiod. Omkring satelliter, alla avlägsna stationer eller rover och till och med Apollo-astronauter förlorar sin förmåga att kommunicera med jorden.
Men detta betyder också att de är skyddade från alla typer av förorenande radiosignaler som genereras på jorden. GPS-kommunikation, mikrovågor, radar, mobil- och Wi-Fi-signaler och till och med digitalkameror är bland de många markbundna källorna som förorenar radioobservatorier. Men på månens bortre sida är alla störningskällor 100% blockerade. Detta är den renaste radioastronomimiljön som kan tänkas.
Dr Gillion Scudder konstaterar också att denna idé har sina nackdelar. Dataöverföring kräver något som en orbital enhet som kan kommunicera med både jorden och teleskopet. Ett teleskop eller en rad radioteleskop måste byggas och distribueras på månen och kopplas samman om det talar om en matris (och detta alternativ är att föredra). Alternativt kan kablar köras till nära sida för dataöverföring till jorden.
Och den största frågan kommer att vara kostnaden. Att transportera material till månen, landa på månens yta, distribuera och mycket mer är ett kolossalt jobb. Till och med det mest blygsamma förslaget, Lunar Array for Radio Cosmology (LARC), består av över hundra enkla designantenner fördelade på en två kilometer lång räckvidd. Projektet kommer att kosta 1 miljard dollar och kommer att vara det dyraste radioprogrammet i jordens historia om det är byggt.
Praktiskt taget alla förnuftiga astronomiska förslag innebär att rymden är mycket bättre än månens yta för teleskopplacering. Temperaturfall faller vid alla punkter på månen. Endast radioastronomer kunde få fördelen med att placera ett teleskop på månens bortre sida, men den möjligheten skulle kosta ett ganska öre.
Tills vi hittar ett sätt att sänka kostnaderna eller komma på något bättre är det mycket osannolikt att vi någonsin kommer att se ett månteleskop som överträffar andra alternativ. Universum går inte någonstans, det väntar på att vi ska avslöja sina hemligheter.
Ilya Khel