I vantaggi e gli svantaggi dell'utilizzo di un telescopio terrestre

All'inizio del XVII secolo, Galileo Galilei puntò il suo telescopio verso il cielo e notò corpi celesti come le lune di Giove. I telescopi hanno fatto molta strada dai primi telescopi europei. Questi strumenti ottici alla fine si sono evoluti nei giganteschi telescopi posti negli osservatori ai vertici di montagne e vulcani come il Mauna Kea alle Hawaii. Astronomi e scienziati hanno persino collocato le loro creazioni nello spazio per integrare i dati forniti dai loro telescopi terrestri. Nonostante la comodità dei telescopi terrestri, presentano alcuni inconvenienti che i telescopi spaziali non hanno.

I telescopi terrestri costano da 10 a 20 volte meno di un telescopio spaziale comparabile. Il costo di un telescopio spaziale come il telescopio Hubble include il costo dei materiali, della manodopera e del lancio nello spazio. I telescopi sulla Terra costano meno perché non hanno bisogno di essere lanciati nello spazio e i materiali utilizzati per creare un telescopio terrestre non sono così costosi. I due telescopi Gemini terrestri costano circa 100 milioni di dollari ciascuno. mentre il telescopio Hubble è costato ai contribuenti statunitensi circa $ 2 miliardi.

Nonostante la qualità della lavorazione, tutti i telescopi richiedono una sorta di manutenzione. Gli ingegneri sulla Terra possono facilmente mantenere e riparare malfunzionamenti nei telescopi terrestri, mentre una squadra di astronauti e una costosa missione spaziale dovrebbe essere assemblata per eventuali guasti nello spazio telescopi. Ogni missione spaziale porta con sé i propri pericoli, come dimostrano i disastri dello shuttle Challenger e Columbia. I telescopi terrestri hanno tempi di vita più lunghi perché possono essere riparati con relativa facilità. La NASA ha effettuato diverse missioni di manutenzione su Hubble, per non parlare delle numerose pericolose missioni di riparazione che hanno coinvolto gli astronauti che fluttuavano nello spazio per risolvere manualmente i problemi di Hubble.

A causa della loro sensibilità ai fattori ambientali, i telescopi terrestri dovrebbero essere installati in punti specifici. Scienziati e ingegneri devono prendere in considerazione diversi fattori fisici quando trovano una posizione adatta per posizionare un telescopio terrestre. Gli osservatori tendono ad essere situati ad altitudini più elevate - 18 chilometri (11,2 miglia) sopra la Terra vicino l'equatore e superiore a 8 chilometri (5 miglia) nell'Artico - per precludere gli effetti delle nuvole copertina. Il telescopio dovrebbe anche essere posizionato lontano dalle luci della città per ridurre al minimo le interferenze con le condizioni di illuminazione del telescopio. Il funzionamento ottimale del telescopio a terra richiede condizioni di bassa temperatura e pressione, ma gli strumenti nello spazio no richiedono stabilità ambientale perché lo spazio è privo di grandi fluttuazioni di illuminazione, temperatura e pressione.

La stessa atmosfera che protegge la vita sulla Terra interferisce anche con la qualità dell'immagine di un telescopio. Gli elementi e le particelle nell'atmosfera terrestre piegano la luce in modo che le immagini rilevate dai telescopi dell'osservatorio appaiano sfocate. L'atmosfera provoca l'apparente effetto scintillante delle stelle, anche se le stelle in realtà non brillano nello spazio. Anche l'invenzione dell'ottica adattiva, una tecnica che riduce l'effetto dell'interferenza atmosferica sulla qualità dell'immagine, non può riprodurre la nitidezza dell'immagine dei telescopi spaziali. Al contrario, i telescopi spaziali come l'Hubble non sono ostacolati dall'atmosfera e quindi producono immagini più chiare.

Oltre a sfocare le immagini, l'atmosfera terrestre assorbe anche porzioni significative dello spettro luminoso, o elettromagnetico. A causa dell'effetto protettivo dell'atmosfera, i telescopi terrestri non possono captare il porzioni letali e invisibili dello spettro elettromagnetico come raggi ultravioletti, raggi X e x raggi gamma. Queste parti dello spettro aiutano gli astronomi a estrarre immagini migliori di stelle e altri fenomeni spaziali. In mancanza di dati essenziali, gli scienziati non sono stati in grado di estrapolare informazioni come l'età del l'universo, la nascita delle stelle, l'esistenza dei buchi neri e della materia oscura fino all'avvento dello spazio telescopi.