Frag KCST

Zitat von KCST

Du wolltest doch wissen ob man den Tesla mit einem Teleskop noch sehen kann.
Ich hab gerade Pause gemacht und den Mist einfach durchgerechnet, mit dem Ergebnis dass ich dir einen detaillierten Plan geben kann wie du dir mit einigen einfachen Haushaltsmitteln ein solches Teleskop sogar selber bauen kannst.
Es wäre natürlich alles wesentlich leichter gewesen hättest du nicht gesagt dass du den Tesla unbedingt SEHEN können willst, aber naja, was will man machen, wenigstens war dir die Farbe nicht wichtig sodass ich mich auf eine Wellenlänge beschränken konnte.

Du brauchst:
Eine Sternenkarte
Ein Gerät um die Erdatmosphäre zu vernichten
Ein Röntgenteleskop mit 10m Öffnung
Einen 25 Petalumen Röntgenlaser
Einen echt guten Stromvertrag
Und das wars auch schon
(Achso, ne Bleiwand wär evtl auch gut¹)

Problem 1: Die Wellenlänge
Der Tesla ist jetzt nicht gerade groß und schon ein gutes Stück weg. Der limitierende Faktor bei Optik ist leider die Beugung, die stark mit der Wellenlänge zusammen hängt. Würden wir mit rotem Licht arbeiten, würden wir eine 2,2km Öffnung brauchen. Da du mir erlaubt hast Farben für irrelevant zu erklären, nehm ich einfach ne andere Wellenlänge und bilde das Objekt nur noch ab. Mit 150nm UV Strahlung sind es nur noch 537,69m Öffnung die benötigt werden. Geht da noch was? Klar: Schon mit weichen Röntgenstrahlen von 1nm Wellenlänge lässt sich die Öffnung auf knappe 10m drücken . Das ist technisch sehr gut machbar. Vielleicht solltest du vorher ein bisschen Geld anlegen oder so, keine Ahnung, ich bin kein Wirtschaftler

Problem 2: Helligkeit
Die Frage ist ja auch ob wir den Tesla überhaupt sehen. Er wird ja nur passiv angestrahlt, aber er hat ja noch Scheinwerfer! Es ist schwer verlässliche Informationen zu den Scheinwerfern vom Tesla zu finden, aber wenn es Xenon-Scheinwerfer wären, liegen wir rund um 1500 Lumen² (lm). Die sind nun schon ein gutes Stück weg von uns, und deren Licht breitet sich (stark idealisiert weil es noch schwieriger ist Daten zu deren Streuung zu finden) halbkugelförmig aus. In unserem 723896km entferntem 10m Teleskop kommen immerhin noch 4,27*10**-15 lm an. Wird vielleicht ein bisschen dunkel und ist auch in der falschen Wellenlänge. Deswegen kommen wir zu Problem 3

Problem 3: Beleuchtung
Es wäre natürlich energetisch sinnvoller gewesen, eine Hochleistungs-Leuchtquelle an den Tesla zu hängen, aber naja, das ist jetzt auch zu spät. Deswegen müssen wir ihn von hier aus beleuchten. Ein normaler Laser³ streut auf 1m Weg etwa 1mm in die Breite (Durchmesser). Was bei uns als süßer kleiner Strahl (naja gut, du hast die Leistung und wellenlänge schon gesehen, so süß ist er gar nicht :D) anfing, weitet sich am ende auf nen satten halben Quadratkilometer. Ist natürlich nicht gut, weil die Leistung die wir reinpumpen sich auch über die Fläche verteilt. Das viel größere Problem ist aber dass das ankommende Licht in alle (naja, idealisiert wieder die hälfte aller möglichen) Richtungen gestreut wird und sich die Leistung, die auf der gegen den halben Quadratkilometer winzig wirkenden Fahrzeugfläche (7,39m**2 im günstigsten Fall, bei unserem Tesla reflektieren natürlich alle Teile! ) tatsächlich ankommt wieder mal halbkugelförmig entfernt. Am Ende müssen wir für jedes Watt was wir wieder zurück bekommen wollen nur 2,28*10**22 Watt reinpumpen.⁴

Erster Faktor der uns tatsächlich zu gute kommt: Benötigte Helligkeit
Teleskope sammeln Licht und können deswegen auch leuchtschwache Objekte wie Sterne abbilden^{[Beleg erforderlich]}. Es ist verdammt schwer Schätzungen anzustellen wie gut sich unser Teleskop dabei anstellt, aber so gut wie ein normales Teleskop wird es schon sein. Für normale Teleskope in unserer Größenordnung finden sich Daten, die allerdings alle in einer anderen Helligkeitsskala (nämlich mag) angegeben sind, ebenso wie die Helligkeiten von Sternen generell. Die Umrechnung auf eine Lumen-verwandte Einheit ist ein Albtraum, deswegen schätzen wir einfach ab dass unser Teleskop normale Sterne (etwa 10**-6 Lumen) schon schaffen wird und rechnen damit aus wieviel Leistung der Laser benötigt.
Das Ergebnis sind sparsame 50 Petalumen (10**15). Frag mich bitte nicht wieviel Watt wir dafür umwandeln müssen (Der "Was-müssen-wir-reinkippen-um-1-zurück-zu-bekommen"-Faktor ist interessanterweise einheitenlos und deswegen ohne Mühe auch auf Lumen anwendbar), aber gemessen an normalen Lampen (für die man im Gegensatz zu Lasern Daten findet) schafft man zwischen 10 und 80 lm pro W.

Wenn du das alles zusammengeschraubt und ausgerichtet hast, kannst du dich zurücklehnen und das Bild des Sieges betrachten:

Blick durchs Teleskop

Ja, achso. Was ich am Anfang nicht geschrieben habe, ist, dass ich mich vorher für eine 16x16 Pixel Auflösung entscheiden habe. Reicht um zu erkennen was es ist, aber für mehr auch nicht.
Aber so kann man den Auflösungswinkel mit 1,95*10**-8° schön klein halten (Hubble hat 1,38*10**-5°)

Ich wünsch dir jedenfalls viel Spaß mit deinem neuen Teleskop

¹: Vielleicht ist es auch einfach besser wenn du auf die andere Seite des Planeten gehst. Unter Umständen brauchst du auch kein Atmosphären-Vaporisierungs-Gerät mehr wenn du den Laser hast, aber das hab ich nicht durchgerechnet.
²: Man muss dazu sagen dass das schon die "ICH BIN BMW FAHRER UND LICHTHUPE MIT 300 AUF DER AUTOBAHN DEN SAFT AUS DEINEN AUGEN" Art von Scheinwerfern ist. Gute Halogenlampen kommen auf rund 1000-1200 lm. Ne 60W Glühbirne auf 300
³: Wir nehmen natürlich den guten Laserpointer als Anhaltspunkt, weil man Daten von Hochleistungslasern (du ahnst es schon) nur schwer bekommt.
⁴: An der Stelle sei erwähnt dass du vielleicht in einen Laser mit besserer Steuung investieren solltest. Das könnte sich am Ende bei der Stomrechnung lohnen, aber wie gesagt, ich bin kein Wirtschaftler

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Gibts evtl noch ein Bauplan/Skizze der ganzen Konstruktion und einen Preis?