¿Podría el Hubble observar el lado nocturno de la Luna?

El tamaño de píxel de la cámara de campo amplio 3 o WFC-3 del HST es 164/2048 = 0,08 segundos de arco.

El lado nocturno de la Luna está iluminado por el brillo de la Tierra y el brillo depende del ángulo de fase de la luna (y el clima en la Tierra (nubes, olas inducidas por el viento en el océano) y el tiempo (océano versus tierra) pero podemos encontrar algunos promedios. Usemos la magnitud +15 por segundo de arco cuadrado desde abajo con a como un número representativo. Se vuelve un poco más brillante en ángulos de fase pequeños cuando el lado de la Tierra mayormente iluminado por el sol mira hacia la Luna, pero entonces el Hubble estaría comenzando a apuntar peligrosamente cerca al sol.

Un tamaño de píxel de 0,08 x 0,08 segundos de arco es 0,0064 de un segundo de arco cuadrado, por lo que es$-2.5log_{10}(0.0064) \approx +5.5$magnitud; entonces su magnitud de +20.5 por píxel .

El Sol tiene una magnitud de +27, 1360 W/m^2 y 2,5E+06 segundos de arco cuadrados. Suponiendo que HST+WFC-3 se utilice sin filtro, cubren la mayor parte de la energía del espectro solar.

Entonces, el Sol -11 mag/arcsec^2 o -5.5 mag/pixel es 5E-04 W/arcsec^2 o 3E-06 W/pixel.

Eso hace que el lado nocturno de la Luna (26 magnitudes sea más tenue) alrededor de 1.4E-16 Watts/pixel.

Multiplique por 6E+18 (e- por culombio) y divida por 2,5 eV (algún tipo de energía promedio por fotón) y eso es alrededor de 200 e- por segundo en el CCD si añado una eficiencia cuántica de 0,8 y un relleno de píxeles. factor de 0,8.

¡Eso es bastante tenue! Una exposición de cinco segundos da 1000 e- y la$\sqrt{N}$el ruido de disparo es del 3%. La corriente oscura del CCD enfriado es minúscula aquí, estamos limitados por el ruido de disparo: 1 , 2 y el ruido de lectura de aproximadamente ~ 20 e-.

Como han señalado las otras respuestas, el seguimiento puede ser un desafío. Cinemáticamente no hay diferencia entre el telescopio girando a 0 arcsec/seg para seguir las estrellas y 15 arcsec/seg para seguir a la Luna, pero puede haber problemas con la forma en que las cámaras estelares obtienen datos si las estrellas se están moviendo, por lo que puede ser necesario darle al HST una "patada ciega" de 15 arcsec/seg para seguir a la Luna, y leer las imágenes, digamos, una vez por segundo para apilarlas fuera de línea y corregir cualquier desviación residual de subpíxeles.

De las mediciones del brillo de la superficie del brillo de la tierra con aplicaciones para calibrar los destellos lunares (también aquí ):

Abstracto

Hemos utilizado la gran base de datos de observaciones fotométricas de las partes brillantes y oscuras de la cara de la Luna del Proyecto Earthshine en el Observatorio Solar Big Bear para determinar el brillo superficial del brillo de la tierra y sus variaciones. Nuestro propósito es hacer que estas observaciones sean apropiadas para la calibración de los destellos lunares según su magnitud. Hemos evaluado los cambios de magnitud diarios, estacionales y anuales para todo nuestro conjunto de datos y también hemos calibrado el brillo de la superficie de toda la geografía lunar para varias fases lunares mediante la observación de eclipses lunares. Encontramos variaciones entre +12 y +17 mV arcsec²con cambios horarios hacia arriba del orden de 0,25 mV arcsec², que se deben únicamente a la meteorología terrestre. Este rápido cambio en el flujo terrestre que llega a la Luna generalmente se pasa por alto al calibrar la magnitud de los eventos de impacto lunar. Justificamos esto usando observaciones de brillo de la tierra para determinar el brillo para el día, la hora y la ubicación selenográfica de un evento dado para mejorar la precisión de su calibración de brillo hasta 0,25 mag.

De hecho, Hubble puede observar la Luna, y lo ha hecho . Aquí hay una imagen del sitio del Apolo 17 (la parte superior derecha es de la propia misión del Apolo 17). La x muestra dónde está el sitio real. También puede ver más imágenes del Hubble de la Luna en esta página .

Creo que COS (el instrumento UV sensible) podría dañarse si se apuntara a la luna iluminada. (Sin embargo, no pude encontrar ningún documento en línea que confirme esto) Los instrumentos no apuntan en la misma dirección. Por lo tanto, es posible orientar el telescopio para que uno no apunte a la luna mientras que otros sí lo hacen.

Las observaciones lunares son difíciles porque la plataforma no está realmente diseñada para rastrear objetos en movimiento. Por lo tanto, no puede sentarse y mirar fijamente a un lugar. Estoy seguro de que cualquier imagen del hubble tendría algún valor, pero la resolución no se acercará a la de LRO.