به گزارش خبرنگار ایمنا، تلسکوپ‌های فضایی همواره در شناخت فضای خارج از جو زمین نقش به‌سزایی داشته و خواهد داشت؛ دستیابی بشر به تلسکوپ فضایی هابل باعث ایجاد انقلابی در علم نجوم و کیهان‌شناسی شد. با پیشرفت تکنولوژی و دستیابی بشر به دنیای جدید علم، اهداف فضایی نیز ارتقا یافت و به مرور زمان تلسکوپ‌های فضایی با پیشرفت چشمگیری تکامل یافت؛ ساخت تلسکوپ فضایی جیمز وب اوج پیشرفت علم فضایی است و درصورتی که این تلسکوپ با موفقیت به مقصد خود برسد و فعالیت خود را به صورت رسمی آغاز کند، مرزهای شناخت کیهان گسترش خواهد یافت.
تلسکوپ فضایی هابل؛ انقلابی در علم کیهان‌شناسی و نجوم
محسن منتظری کارشناس فضایی رصدخانه لارستان با بیان اینکه تلسکوپ فضایی هابل انقلابی در علم کیهان‌شناسی و نجوم ایجاد کرد، به خبرنگار ایمنا می‌گوید: مطالعه پیرامون این تلسکوپ از سال ۱۹۲۳ آغاز و در نهایت با ساخته شدن به دست سازمان فضایی ناسا و اروپا در آپریل ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد.
وی می‌افزاید: هابل باید به شکلی از جو زمین خارج می‌شد که ارتعاشات جوی بر روی آن تأثیر نگذارد و مشکلاتی که در تصویربرداری از زمین وجود دارد را حذف کند که با بررسی و مطالعات در نهایت این تلسکوپ از پایگاه فضایی کندی آمریکا با موشک شاتل دیسکاوری با موفقیت به فضا پرتاب و در نقطه مورد نظر قرار گرفت.
این کارشناس فضایی رصدخانه لارستان در رابطه با مشخصات این تلسکوپ اظهار می‌کند: وزن هابل حدود ۱۱ تن است و در ارتفاع ۵۵۹ کیلومتری زمین قرار گرفته است؛ شتاب آن هشت متر بر ثانیه بوده و هر ۹۶ الی ۹۷ دقیقه یک بار به دور زمین گردش می‌کند که گاهی اوقات از آسمان ایران نیز می‌گذرد.
وی ادامه می‌دهد: با استفاده از تلسکوپ هابل و بررسی ستارگان تپنده عمر کیهان مشخص و همچنین سیاهچالهای بسیار پهناور در مرکز کهکشان راه‌شیری کشف شد که پس از آن دانشمندان متوجه شدند در مرکز اکثر کهکشان‌ها چنین سیاهچالهای وجود دارد.
منتظری در رابطه با قابلیت خاص این تلسکوپ می‌گوید: هابل تنها تلسکوپی است که قابلیت تعمیر و نگهداری بیرون از جو زمین را دارد و تا سال ۲۰۲۰ پنج بار تعمیر شده است؛ این تلسکوپ حدود ۳۰ سال فعالیت کرده است که طبق محاسبات انتظار می‌رود تا سال ۲۰۳۰ الی ۲۰۴۰ به کار خود ادامه دهد.
وی به خرابی کنونی تلسکوپ هابل اشاره می‌کند: در ژوئن سال ۲۰۲۱ مشکلی در تلسکوپ هابل رخ‌داد که به واسطه آن اطلاعات جمع‌آوری نمی‌شود و نیاز است برای ادامه کار رفع مشکل شود تا بتواند در سال‌های آتی اطلاعات جمع‌آوری و به زمین مخابره کند.
این کارشناس فضایی رصدخانه لارستان اظهار می‌کند: هابل از فیلم رنگی استفاده نمی‌کند و برای ارائه تصویر به صورت رنگی باید در اتاق‌های پردازش سازمان فضایی ناسا و اروپا با استفاده از آشکارسازها تبدیل به عکس رنگی شود.
وی ادامه می‌دهد: یکی از مسابقاتی که توسط ناسا در سطح بین‌المللی برگزار می‌شود نیز مربوط به پردازش تصاویر تلسکوپ هابل است که علیرضا کارکن برای اولین بار در ایران طی دو سال پیاپی موفق به دریافت جایزه این مسابقه شد.
تجهیزات تلسکوپ فضایی هابل
منتظری در رابطه با تجهیزات به کار رفته در این تلسکوپ می‌گوید: هابل دارای یک دوربین پیشرفته است که به بررسی آب و هوای دیگر سیارات، نقشه برداری از کیهان و مطالعه ستارگان می‌پردازد؛ این دوربین جایگزین قطعه قبلی که سوژه‌های کم نور را مورد بررسی قرار می‌داد شده است و تا به امروز تصاویر بسیار با کیفیتی را ارائه داده است.
وی ادامه می‌دهد: دیگر قطعه این تلسکوپ دوربین میدان باز و سیاره‌ای است که جز کاربردی‌ترین تجهیزات آن به شمار می‌رود؛ این دوربین تمامی اجسام کیهان را مورد بررسی قرار می‌دهد و اکثر تصاویری که از پراکندگی و خوشه‌های ستاره‌ای در سایت‌های مختلف مشاهده می‌شود توسط این دوربین گرفته شده است.
این کارشناس فضایی رصدخانه لارستان اشاره می‌کند: دوربین فروسرخ و طیف نگار دیگر قطعه این تلسکوپ است و از قطعه دیگر آن می‌توان به حسگرهای راهنمایی دقیق که هدف‌گیری دقیق بر روی اجرام آسمانی را برعهده دارد، اشاره کرد.
اسپیتزر تلسکوپی برخلاف انتظارها
عرفان تمنده کارشناس فضایی مجموعه آسمان‌سرای سُها با بیان اینکه اسپیتزر چهارمین و آخرین مرحله پروژه تلسکوپ‌های فضایی بزرگ ناسا است به خبرنگار ایمنا، می‌گوید: در ۲۵ آگوست سال ۲۰۰۳ این تلسکوپ از پایگاه کیپ کاناورال توسط موشک دلتا دو به فضا ارسال شد.
وی می‌افزاید: این تلسکوپ در طول موج قرمز فعالیت می‌کرد؛ اسپیتزر دارای آینه اصلی با قطر ۸۵ سانتی‌متر، فاصله کانونی ۱۲ برابر نسبت به قطر آینه و ساخته شده از برلیم است که حدود ۸۰۰ میلیون دلار برای ساخت آن هزینه شده است.
این کارشناس فضایی مجموعه آسمان‌سرای سُها ادامه می‌دهد: برای ساخت اسپیتزر و مقاوم‌سازی آن برلیم را تا ۵.۵ درجه کلوین یعنی منفی ۲۷۶ درجه سانتی‌گراد سرد کرده بودند که طبق پیش‌بینی انتظار می‌رفت حدود ۲.۵ سال در دمای منفی ۲۶۸ درجه سانتی‌گراد فعالیت کند.
وی اظهار می‌کند: بر خلاف انتظارها تانک هلیوم اسپیتزر بیش از پنج سال فعالیت کرد و در سال ۲۰۰۹ از کار افتاد؛ برخلاف انتظار عموم فعالیت اسپیتزر با تخلیه مخزن هلیوم پایان نیافت بلکه پژوهشگران با تغییر در ساختار آن از دستگاه تصویربرداری فروسرخ اسپیتزر استفاده و حدود ۱۰ سال با کمک آن تصویربرداری کردند.
تمنده به پایان کار این تلسکوپ اشاره و می‌گوید: پس از چندین سال فعالیت بر خلاف تصور پژوهشگران و مخابره تصاویر فوق‌العاده درنهایت ۳۰ ژانویه ۲۰۲۰ این تلسکوپ فضایی بازیابی و در حالت Safe mode قرار گرفت که در این مرحله ارتباط آن برای همیشه با زمین قطع شد.
مشخصات تلسکوپ فضایی اسپیتزر
وی در رابطه با نامگذاری این تلسکوپ می‌گوید: در ابتدا اسپیتزر تجهیزات رصدخانه‌ای فروسرخ شاتل نام داشت و قرار بود با فضاپیمای شاتل پرتاب شود، اما به دلیل تجهیزات و وزن بسیار نیاز بود پرتابگر دیگری آن را حمل کند که در نتیجه از دلتا دو استفاده و نام آن را به اسپیتزر تغییر دادند.
این کارشناس فضایی مجموعه آسمان‌سرای سُها به تجهیزات اسپیتزر اشاره می‌کند: این تلسکوپ شامل سه دوربین IRAC (آرایه زیر سرخ)، IRS (طیف نگار فروسرخ) و IPC (فتومتر چند باند) بود که دوربین اول در طول موج‌های سه تا هشت میکرون عکاسی و دوربین سوم در طول موج‌های چند ۱۰ میکرون فعالیت می‌کرد.
وی می‌افزاید: در طول موجی که این تلسکوپ عکسبرداری می‌کرد به طور کلی غبارهای فضایی حذف و مشکلات پیش‌رو کنار می‌رفت و این قابلیت کمک‌های بسیاری به اخترشناسان کرد که در ادامه باعث یافتن پاسخ سوالات آن‌ها در مورد نحوه شکل‌گیری سیارات در ستارگان شد.
تمنده در رابطه با مدار این تلسکوپ می‌گوید: اسپیتزر برخلاف دیگر پروژه‌های فضایی به دور خروشید می‌چرخید و این مسئله بسیار مشکل‌ساز بود زیرا هنگامی که این تلسکوپ در پشت خورشید قرار می‌گرفت ارتباط آن با اتاق فرمان قطع و کنترل آن دردسرساز می‌شد.
جیمز وب؛ عصری جدید در تکنولوژی تلسکوپ‌های فضایی
عمران مرادی پژوهشگر و مدرس نجوم و علوم فضایی در رابطه با تلسکوپ فضایی جیمز وب به خبرنگار ایمنا، می‌گوید: جیمز وب یکی از پروژه‌های بسیار مهمی است که بیشتر منجمان منتظر موفقیت آن هستند زیرا این تلسکوپ می‌تواند نقطه عطفی برای علم نجوم و کیهان‌شناسی محسوب شود.
وی می‌افزاید: این تلسکوپ قرار بود در سال ۲۰۰۷ به فضا پرتاب شود و اکنون پس از ۱۴ سال تأخیر در نهایت به فضا پرتاب شد. دلیل این وقفه چند ساله این بود که تلسکوپ جیمز وب همانند هابل قابل تعمیر نیست و اگر کوچک‌ترین مشکلی در آن ایجاد شود، پروژه هزینه‌بر ناسا برای همیشه لغو خواهد شد.
این پژوهشگر و مدرس نجوم و علوم فضایی اشاره می‌کند: در مورد تلسکوپ فضایی هابل یک خاطره بد در ذهن پژوهشگران وجود دارد زیرا هنگامی که هابل پرتاب و شروع به عکسبرداری کرد، تصاویر مخابره شده توسط آن شفاف نبود و نزدیک بود که این پروژه شکست بخورد، اما به دلیل فاصله کم آن به زمین امکان تعمیر آن فراهم و مشکل برطرف شد.
وی تاکید می‌کند: ویژگی تعمیر دوباره که برای تلسکوپ فضایی هابل امکان پذیر بود در جیمز وب وجود ندارد و به همین دلیل باید با اطمینان کامل از صحت شرایط آن را پرتاب می‌کردند که این مسئله موجب تأخیر بسیار در پرتاب آن شد.
تکنولوژی تلسکوپ فضایی جیمز وب
مرادی به تکنولوژی این تلسکوپ اشاره می‌کند: نکته مهمی که در رابطه با این تلسکوپ وجود دارد تکنولوژی بسیار پیشرفته، همه جانبه، پیچیده و متنوع آن است؛ این تکنولوژی خاص در آینه این تلسکوپ که شامل ۱۸ قطعه مهندسی شده و از جنس برلیم است، به وضوح دیده می‌شود.
وی ادامه می‌دهد: جیمز وب دارای یک سپر خورشیدی بسیار قوی است که برای محافظت از تلسکوپ در برابر اشعه‌های خورشیدی بسیار لازم است زیرا بسیاری از این اشعه‌ها توسط جو زمین خنثی می‌شود و هرچه یک سخت‌افزار فضایی از سطح زمین دور شود بیشتر در معرض تابش‌های خطرناک این ستاره قرار می‌گیرد.
این پژوهشگر و مدرس نجوم و علوم فضایی تاکید می‌کند: به دلیل حساسیت بسیار قطعات این تلسکوپ وجود سپر ذکر شده بسیار لازم است و باعث شده جیمز وب در برابر تابش‌های خورشید مقاومت کند که همین موضوع به تلسکوپ دسترسی بررسی سیگنال‌های بسیار ضعیف را می‌دهد.
مقایسه جیمز وب با هابل و اسپیتزر
وی در رابطه با مقایسه تلسکوپ جیمز وب با هابل و اسپیتزر اظهار می‌کند: تلسکوپ‌هایی که در گذشته به فضا پرتاب شده معمولاً در ناحیه مرئی قرار دارد به طور مثال تلسکوپ فضایی هابل بیشتر در ناحیه مرئی و فرا بنفش فعالیت می‌کرد در حالی که ما به آشکارسازها فروسرخ نیاز داریم.
مرادی ادامه می‌دهد: ویژگی آشکارسازهای فروسرخ این است که می‌توانند انرژی‌ها و گرماهای بسیار کم را تشخیص دهند و آشکارسازهای تلسکوپ فضایی جیمز وب نیز می‌تواند تا دمای هفت کلوین را آشکار و در این دما فعالیت کند.
وی می‌افزاید: مسئله دیگر در رابطه با تلسکوپ فضایی جیمز وب مطرح است که بتواند در دماهای بسیار سرد نیز فعالیت کند زیرا شرایط در فضای بیرونی زمین به گونه‌ای است که سمت رو به خورشید هر جرمی دارای دمای بسیار بالا و سمت دیگر با کاهش دمای بسیار شدیدی روبه‌رو می‌شود؛ بنابراین این اجرام به خصوص تلسکوپ فضایی جیمز وب که دارای قطعات بسیار حساس است باید قابلیت قرارگیری در این شرایط را داشته باشد.
این پژوهشگر و مدرس نجوم و علوم فضایی اشاره می‌کند: تفاوت بسیار مهم دیگری که جیمز وب با سایر تلسکوپ‌های فضایی دارد این است که در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین در نقاطی که به عنوان پارکینگ تجهیزات فضایی شناخته می‌شود قرار گرفته است؛ نام این پارکینگ‌ها نقاط لاگرانژی است که جیمز وب در دومین نقطه قرار می‌گیرد.
وی ادامه می‌دهد: تلسکوپ فضایی هابل به دلیل نزدیکی به مدار زمین مجبور است هر ۹۰ دقیقه یک بار به دور زمین بچرخد، اما جیمز وب به دلیل اینکه از زمین دور و در نقطه لاگرانژی دو قرار می‌گیرد این ویژگی را دارد که با پایداری بیش‌تری نسبت به هابل از فضا عکسبرداری کند و این ویژگی باعث افزایش دقت تصاویر می‌شود.
مرادی در رابطه با دقت جیمز وب می‌گوید: اگر فرض کنیم که این تلسکوپ در فاصله‌ای که ماه نسبت به زمین دارد قرار بگیرد، می‌تواند حرکت یک زنبور در سطح زمین را شناسایی کند که این قابلیت دقت بسیار زیاد جیمز وب را نشان می‌دهد.
گزارش از مهرداد رجبی، خبرنگار علمی ایمنا
نظر شما