היתרונות והחסרונות בשימוש בטלסקופ קרקעי

בתחילת המאה ה -17 כיוון גלילאו גליליי את הטלסקופ שלו לשמיים ורשם גופות שמימיות כמו ירחי צדק. הטלסקופים עברו דרך ארוכה מאז אותם טלסקופים ראשונים מאירופה. מכשירים אופטיים אלה התפתחו בסופו של דבר לטלסקופים הענקיים שישבו במצפי תצפית בראש ההרים והרי הגעש כמו מאונה קי בהוואי. אסטרונומים ומדענים אף הציבו את יצירותיהם בחלל כדי להשלים את הנתונים שמספקים הטלסקופים מבוססי כדור הארץ שלהם. למרות הנוחות של טלסקופים קרקעיים, הם כוללים כמה חסרונות שאין לטלסקופי החלל.

טלסקופים קרקעיים עולים פי 10 עד 20 פעמים פחות מטלסקופ חלל דומה. היקרות של טלסקופ חלל כמו טלסקופ האבל כולל עלות חומרים, עבודה ושיגור לחלל. טלסקופים על כדור הארץ עולים פחות מכיוון שאין צורך לשגר אותם לחלל, והחומרים המשמשים ליצירת טלסקופ ארצי אינם יקרים כל כך. שני טלסקופי ג'מיני הקרקעיים עלו כל אחד כ- 100 מיליון דולר. ואילו טלסקופ האבל עלה למשלם המסים האמריקני כ -2 מיליארד דולר.

למרות איכות הביצוע, כל הטלסקופים ידרשו איזושהי תחזוקה. מהנדסים על פני כדור הארץ יכולים לשמור ולתקן תקלות בקלות בטלסקופים קרקעיים, ואילו צוות של אסטרונאוטים ומשימה חללית יקרה תצטרך להרכיב לכל כשלים בחלל טלסקופים. כל משימת חלל מביאה את הסכנות שלה, כפי שמעידים אסונות המעבורת צ'לנג'ר וקולומביה. לטלסקופים קרקעיים אורך חיים ארוך יותר מכיוון שניתן לתקן אותם בקלות יחסית. נאס"א ביצעה כמה משימות שירות בהאבל, שלא לדבר על משימות תיקון מסוכנות רבות שגרמו לאסטרונאוטים לצוף בחלל כדי לתקן את בעיותיו של האבל באופן ידני.

בגלל הרגישות שלהם לגורמים סביבתיים, יהיה צורך להקים טלסקופים קרקעיים במקומות ספציפיים. מדענים ומהנדסים חייבים לקחת בחשבון גורמים פיזיקליים שונים בעת מציאת מקום מתאים להצבת טלסקופ קרקעי. מצפה כוכבים נוטים להיות ממוקמים בגבהים גבוהים יותר - 18 ק"מ מעל כדור הארץ בסמוך קו המשווה ומעלה מ 8 ק"מ (5 מייל) בצפון הקוטב הצפוני - כדי למנוע את השפעות הענן כיסוי. הטלסקופ יהיה גם צריך להיות ממוקם הרחק מאורות העיר כדי למזער את ההפרעה בתנאי התאורה של הטלסקופ. פעולה טלסקופית קרקעית אופטימלית דורשת תנאי טמפרטורה ולחץ נמוכים, אך מכשירים בחלל לא דורשים יציבות סביבתית מכיוון שהחלל נטול תנודות גדולות בתאורה, בטמפרטורה ובלחץ.

אותה אווירה המגנה על החיים על פני כדור הארץ מפריעה לאיכות התמונה של הטלסקופ. היסודות והחלקיקים באטמוספירה של כדור הארץ מכופפים אור כך שתמונות שזוהו מטלסקופי תצפית נראות מטושטשות. האטמוספירה גורמת לאפקט מנצנץ לכאורה של כוכבים, אם כי כוכבים לא ממש מנצנצים בחלל. אפילו המצאת האופטיקה האדפטיבית, טכניקה המפחיתה את השפעת הפרעות האטמוספירה על איכות התמונה, אינה יכולה לשחזר את בהירות התמונה של טלסקופי החלל. לעומת זאת, הטלסקופים החלליים כמו האבל אינם מונעים מהאווירה ובכך מייצרים תמונות ברורות יותר.

בנוסף לטשטוש תמונות, האטמוספירה של כדור הארץ סופגת גם חלקים משמעותיים מהספקטרום האור, או האלקטרומגנטי. בגלל האפקט המגן של האטמוספירה, טלסקופים קרקעיים לא יכולים להרים את חלקים קטלניים ובלתי נראים של הספקטרום האלקטרומגנטי כגון קרני אולטרה סגול, צילומי רנטגן ו קרני גמא. חלקים אלה בספקטרום עוזרים לאסטרונומים לחלץ תמונות טובות יותר של כוכבים ותופעות חלל אחרות. מחסור בנתונים חיוניים, מדענים לא הצליחו להפיק מידע כמו גיל העידן היקום, לידת הכוכבים, קיומם של חורים שחורים וחומר אפל עד הופעת החלל טלסקופים.