Maapohjaisen kaukoputken käytön edut ja haitat

1600-luvun alussa Galileo Galilei osoitti kaukoputken taivaaseen ja pani merkille taivaankappaleet, kuten Jupiterin kuut. Teleskoopit ovat kulkeneet pitkälle näiden aikaisin Euroopasta peräisin olevien kaukoputkien jälkeen. Näistä optisista instrumenteista kehittyi lopulta jättimäisiä teleskooppeja, jotka istuivat observatorioissa vuorien ja tulivuorten kärjissä, kuten Mauna Kea Havaijilla. Tähtitieteilijät ja tutkijat ovat jopa sijoittaneet luomuksensa avaruuteen täydentämään maapohjaisten teleskooppiensa tarjoamia tietoja. Maateleskooppien mukavuudesta huolimatta niillä on muutamia haittoja, joita avaruusteleskoopeilla ei ole.

Maanpäälliset teleskoopit maksavat noin 10-20 kertaa vähemmän kuin vastaava avaruusteleskooppi. Avaruusteleskoopin, kuten Hubble-teleskoopin, kalliuuteen sisältyy materiaalien, työn ja sen avaruuteen laukaisemisen kustannukset. Maapallon kaukoputket maksavat vähemmän, koska niitä ei tarvitse laukaista avaruuteen, eikä maanpäällisen kaukoputken luomiseen käytetyt materiaalit ole yhtä kalliita. Kaksi maanpäällistä Gemini-teleskooppia maksaa kumpikin noin 100 miljoonaa dollaria. kun taas Hubble-teleskooppi maksaa Yhdysvaltain veronmaksajille noin 2 miljardia dollaria.

Työn laadusta huolimatta kaikki teleskoopit vaativat jonkinlaista huoltoa. Maapallon insinöörit voivat helposti ylläpitää ja korjata toimintahäiriöitä maanpäällisissä teleskoopeissa, kun taas joukkue astronauttien joukko ja kallis avaruusoperaatio olisi koottava avaruushäiriöiden varalta kaukoputket. Jokainen avaruusoperaatio tuo mukanaan omat vaarat, kuten Challenger- ja Columbia-sukkuloiden katastrofit osoittavat. Maalla sijaitsevien kaukoputkien käyttöikä on pidempi, koska ne voidaan korjata suhteellisen helposti. NASA on tehnyt useita huoltokäyntejä Hubbleen, puhumattakaan lukuisista vaarallisista korjaustehtävistä, joihin astronautit joutuivat kellumaan avaruudessa korjaamaan Hubblen ongelmat manuaalisesti.

Koska maanpäälliset kaukoputket ovat herkkiä ympäristötekijöille, ne olisi asennettava tiettyihin paikkoihin. Tutkijoiden ja insinöörien on otettava huomioon erilaiset fyysiset tekijät, kun he löytävät sopivan paikan maanpäällisen kaukoputken sijoittamiseen. Observatoriot sijaitsevat yleensä korkeammalla - 18 kilometriä lähellä maapalloa päiväntasaaja ja yli 8 kilometriä (5 mailia) arktisella alueella - pilven vaikutusten estämiseksi peite. Teleskooppi olisi myös sijoitettava kauas kaupungin valoista, jotta minimoidaan häiriöt teleskoopin valaistusolosuhteisiin. Optimaalinen maanalaisen kaukoputken toiminta vaatii matalan lämpötilan ja paineen, mutta avaruudessa olevat instrumentit eivät vaativat ympäristön vakautta, koska tilassa ei ole suuria valaistuksen, lämpötilan ja paineen vaihteluita.

Sama ilmapiiri, joka suojaa maapallon elämää, häiritsee myös kaukoputken kuvanlaatua. Maapallon ilmakehän elementit ja hiukkaset taivuttavat valoa niin, että observatorion kaukoputkista havaitut kuvat näyttävät epäselviltä. Ilmapiiri aiheuttaa tähtien ilmeisen tuikkuvan vaikutuksen, vaikka tähdet eivät oikeastaan ​​välkytä avaruudessa. Jopa keksinnöllisen optiikan keksiminen, tekniikka, joka vähentää ilmakehän häiriöiden vaikutusta kuvan laatuun, ei pysty toistamaan avaruusteleskooppien kuvan selkeyttä. Sen sijaan ilmakehä ei estä Hubblen kaltaisia ​​avaruusteleskooppeja ja tuottaa siten selkeämpiä kuvia.

Kuvien hämärtämisen lisäksi maapallon ilmakehä absorboi myös merkittäviä osia valoa tai sähkömagneettista spektriä. Ilmakehän suojaavan vaikutuksen vuoksi maanpäälliset kaukoputket eivät pysty vastaanottamaan sähkömagneettisen spektrin tappavat, näkymättömät osat, kuten ultraviolettisäteet, röntgensäteet ja gammasäteet. Nämä spektrin osat auttavat tähtitieteilijöitä keräämään parempia kuvia tähdistä ja muista avaruusilmiöistä. Oleellisten tietojen puuttuessa tutkijat eivät kyenneet ekstrapoloimaan tietoja, kuten ikä maailmankaikkeus, tähtien syntymä, mustien aukkojen ja pimeän aineen olemassaolo avaruuden tuloon asti kaukoputket.