'Flydende astronomisk teleskop': Baner vejen for kæmpe teleskop på månen


Højt oppe i Himalayas bjerge har et astronomisk teleskop med flydende hulspejl taget sine første billeder.
Teleskopet hedder IMLT (International liquid Mirror Telescope) og er det største af sin slags.
Det er bygget til at foretage astronomiske observationer med sit hulspejl på fire meter i diameter, skriver magasinet New Scientist.
- emailE-mail
- linkKopier link

Fortsæt din læsning
- Sortér efter chevron_right
- Trådet debat
God video om flydende spejle:
IR absorberes og reflekteres fra vandoverflader afhængigt af bølgelængden af IR.
Atmosfæren er transparent og ugennemsigtig ved forskellige bølgelængder af IR.
Commercielle IR kameraer fungerer i 3-5 uM bølgelængde. millitære anlæg fungerer ofte i 8-12 uM.
JWST operere i 5-27 uM bølgelængder.
Måske geden kan barberes igen?
Jeg får L = g / (2omega²) hvor omega er i radianer per sekund.</p>
<p>Her er en artikel hvor de støber et ø=6.5m F/1.25 spejl ved 7.4 RPM, det passer med formlen ovenfor
Den køber jeg. Jeg mangler en faktor 2 et eller andet sted, men fred være med det. Hvad jeg reagerede på var sætningen
Det giver en omkreds på 250m, som skal holdes under lydhastigheden på ca. 325m/s i 3km højde, dvs. 1.3 omgang i sekundet (=78RPM!)
Der var skudt helt i skoven.
Den folie (du ikke tror på) ville jeg ikke lade følge vækstens overflade, men spænde stramt op som et trommeskind over gryden. TPX har ret gode IR transmissionsegenskaber. Folien fjerner vindhastighed og gør fordampning irrelevant.
Fin artikel om støbning i øvrigt.
Med andre ord PHK's formodning er korrekt, vand absorberer effektivt IR.
… og dermed er den ged vist rundbarberet :-)
Som jeg umiddelbart forstår konceptet, peger teleskopet kun i én retning?</p>
<p>Det bliver altså vanskeligt/umuligt at følge objekter på himlen?</p>
<p>
Korrekt, du vil år efter år kun kunne observere det samme spor over himlen.
Hvis du placerer det roterende spejl på månen får du noget bedre observationsmuligheder, på grund af dens komplexe bane, men det er stadig kun en lille del af hele himmelkuglen du kan observere.
Man skal dog samtidig tænke over hvad man vil gøre hvis/når solen kommer i Zenith.
Jeg ved ikke hvad solindstrålingen er på Månen, men hvis ELT med sit ø=39m hovedspejl kommer til at pege på solen, vil sekundærspejlet blive ramt af 1MW koncentreret sollys.
Jeg har ikke målt direkte på vand med IR, men det er en rigtig god baggrund til IR. Det giver en fantastisk kontrast. Et staldtip til folk, der bruger IR udstyr. Oversat til synligt-lys området svarer det til at hænge sort velour op i baggrunden af det der skal fotograferes.
Med andre ord PHK's formodning er korrekt, vand absorberer effektivt IR.
Jeg kan ikke følge din matematik.
Jeg får L = g / (2omega²) hvor omega er i radianer per sekund.
Her er en artikel hvor de støber et ø=6.5m F/1.25 spejl ved 7.4 RPM, det passer med formlen ovenfor.
https://adsabs.harvard.edu/full/1992ESOC...42...57H
Det er helt klart vindhastigheden der er den begrænsende faktor og iflg Beaufort skalaen skal man under 0.5m/s for spejlblankt vand.
1m/s vindhastighed kræver ca. 250 sekunder per omdrejning, ~ ¼ RPM og det giver en brændvidde på 7km og med et ø=10m sekundærspejl skal det op i ca. 6km højde.
...og det forudsætter at der er vindstille på vores bjerg(!)
Med 2½ RPM får du 10m/s vindhastighed (Beaufort = "Moderate bølger") og sekundærspejlet skal kun ca. 60m op i luften.
Ideen med plastfolien tror jeg ikke på.
På plussiden kunne man metalisere den og derved få en metaloverflade.
På minussiden skal man have alle luftbobler ud fra under 5000m² plastfolie på en vandoverflade, en plastfolie der desuden skal være i ét stykke, dvs. ø=80m og hvis tykkelse må ikke variere mere end ca. 200nm.
En anden ulempe ved plastfolien er at du ikke længere kan rense den reflekterende overflade ved at cirkulere vandet igennem et filter.
...og alt det for kun at kunne kigge på et "spor" rundt om stjernehimlen, uden mulighed for særligt lange exponeringstider: Selv hvis der laves gymnastik med spejl-3 er exponeringstider over 60 sekunder udelukket.
Som jeg umiddelbart forstår konceptet, peger teleskopet kun i én retning?
Det bliver altså vanskeligt/umuligt at følge objekter på himlen?
IMHO er projektet dødfødt.
Jeg mener, et af de populærvidenskabelige magasiner omtalte ideen for ca. 40 år siden?
("Fakta", "Ill.Vid")
30 RPM giver derfor en brændvidde på ca 10m
arrrghhhh, 1 meter...... ikke 10 meter. Jeg så det 2s for sent. Well, så blev ideen bare endnu bedre da vi kan reducere omdrejningstal med en faktor lidt over 3
Det giver en omkreds på 250m, som skal holdes under lydhastigheden på ca. 325m/s i 3km højde, dvs. 1.3 omgang i sekundet (=78RPM!)
Her går det galt i din argumentation. Jeg har lige skriblet lidt tal sammen.
Med mindre jeg har regnet forkert, ender brændvidden på (g/(omega^2)).
30 RPM giver derfor en brændvidde på ca 10m. 40m brændvidde opnås med 15 RPM hvilket er overkommeligt.
Køler man vandet til tæt på frysepunktet reduceres fordampningen. Trækker man en tynd folie af feks TPX (polymethylpenten) over skålen kan man reducere fordampningen til nul idet man mætter den indespærrede gas. Den tynde folie vil samtidig fange luften over vandoverfladen så den vil rotere med samme hastighed som skålen, hvilket vil fjerne problemet med bølger.
Jeg syntes det er en interessant ide. Brændvidden er uafhængig af vækstens densitet, så det behøver ikke bare at være vand. Glykol kunne måske også være interessant. Desværre tror jeg vi skal have frie elektroner i væsken for at få refleksion. Det begrænser os til metaller, men den er jeg ikke sikker på i skrivende stund.
For omkring 35 år siden prøvede jeg at lave en epoxyparabel på min grammofon. Desværre blev epoxyen så varm under hærdning at den begyndte at koge 🙈, jeg har ikke skænket konceptet en tanke siden.
“ Det nye astronomiske teleskop har sine udfordringer, såsom at det kun kan bruges, når det ikke regner.”
Ja, det er træls. Sådan er det også med mit teleskop ;-)
Her på jorden.
Interessant ide...
Reflekterer en vandoverflade faktisk IR som et spejl ?
Jeg kunne frygte at IR absorberes i bindingerne i de øverste lag af molekyler, således at der kun lidt eller intet IR reflekteres, eller det genudsendes i tilfældige retninger, således at overfladen er mat frem for spejlblank ?
Nogen der ved det, eller kan lave experimentet med et termokamera ?
Men antag at vand virker som et spejl for IR stråling:
Du skal op i 3+km højde hvis der skal være noget IR at kigge på, både vand, CO2, CH4 og mange andre gasser absorberer IR i molekylebindingerne.
ESO brugte ret mange millioner på at måle sig frem til at det bedste sted er Peru, hvor de derfor bygger ELT. I bagklogskabens klare lys ville kandidat nr. 2, Sydpolen, formodentlig have været et bedre valg: Meget lange nætter og meget færre satelitter.
Men det kan vi glemme alt om for et vandspejlsteleskop, så vi skal op på toppen af Peru.
Hvis et teleskop er større end et par meter skal det bruge adaptiv optik til kompensere for atmosfærens uro (= "Stjernerne tindrer") men det kan formodentlig gøre på det 3. spejl neden under hovedspejlet.
Fordampningen fra en vandoverflade vil stadig være stor i den højde, så der skal stadig tilføres en masse varme for at holde vandet flydende.
Det tæppe af vanddamp hovedspejlet udlægger vil absorbere en masse af den IR stråling du prøver at se.
Men hvad bliver brændvidden ?
Hvis det skal give nogen mening med et teleskop der kun kan kigge lodret op, skal du mindst fordoble i forhold til ELT's ø=39m, så lad os regne på ø=80m.
Det giver en omkreds på 250m, som skal holdes under lydhastigheden på ca. 325m/s i 3km højde, dvs. 1.3 omgang i sekundet (=78RPM!)
Undersiden laver vi som "skål over skål", således at der kun er en centimeter fra den roterende skåls underside til en ligedannet fast skåls overside. På den måde pumpes mellemrummet ned i tryk, hvilket reducerer luftmodstanden.
Så er der vandoverfladen ?
Jeg kan ikke lave hovederegning på Kelvin-Helmholz og det der er værre, men min erfaring siger mig, at man ikke finder en spejlblank vandoverflade, hvor tør luft blæser forbi med 1100km/h.
Hvis vi skal have en spejlblank vandoverflade kommer rotationen til at foregå meget, meget langsommere, formodentlig med maksimal overfladehastighed i cykel- eller fodgængertempo.
Dermed bliver dit hovedspejl nærmest fladt, hvilket igen betyder at dit sekundærspejl skal monteres i en højde af flere hundrede meter, hvis det ikke skal skygge for hele af hovedspejlet.
Så alt i alt: Nej.
Det må være muligt at bruge vand til at lave et kæmpe stort IR teleskop.
Så skal du bruge endnu mere varme...
Det må være muligt at lave et IR teleskop med vand
Det må være muligt at bruge vand til at lave et kæmpe stort IR teleskop.
god forklaring :-)
For mange år siden havde vi en mægtig interessant brainstorming-session med salig Jens Martin-Knudsen om netop "enorme" kviksølvspejle på Månen og Mars - men endte med at dømme ideen ude.
Begge steder vil spejlskålen blive fyldt med skrammel af relevant størrelse fra alle meteor nedslag i en meget stor radius.
På Mars er støvstormene en stor komplikation i den henseende.
Det vil kræve et ret tykt lag kviksølv hvis det skal kunne skylle skrammel bort fra spejlskålen, formodentlig omkring 1mm. (Kompliceret: Partiklernes form, densitet og kviksølvs overfladespænding. Dyrt hvis man underdimensionerer.)
Til et ø=100m spejl med 1mm kviksølvlag skal der bruges 8m³ kvivksølv, det vejer 60 tons.
Hertil et destillationsanlæg til at rense kviksølvet.
Kviksølvet skal holdes flydende, dvs. > 234K, hvorfor strålingsbalancen i forhold til rummets 4K bliver ca. 170W/m².
Ved et ø=100m spejl skal der bruges ca. 1.5MW for at holde kviksølvet flydende.
Kviksølvs ordampningsvarme er 60 kJ/mol hvilket betyder at der også fordamper en hel del.