همه چیز درباره تلسکوپ فضایی جدید ناسا

به گزارش ، سازمان فضایی آمریکا، برای پرتاب تلسکوپ فضایی جدید خود به نام "جیمز وب" آماده می‌شود که بیشتر از هر چیزی که تاکنون توسط نوع بشر ساخته شده است می‌تواند نگاهی به درون عالم بیندازد.

توسعه و ساخت تلسکوپ فضایی جیمز وب ۳۰ سال زمان برده و هزینه‌ای بیش از ۱۰ میلیارد دلار برای آن صرف شده است. از این تلسکوپ به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تلاش‌های علمی قرن بیست و یکم یاد می‌شود.

هدف این تلسکوپ چیست؟
تلسکوپ فضایی جیمز وب قادر خواهد بود تا هر چیزی را در آسمان ببیند. با این وجود، هدف اصلی آن مشاهده نوریست که از نخستین ستارگانی که در عالم درخشیده اند، ساطع می‌شود.

تصور می‌شود که این ستارگان اولیه حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ)، یا کمی بیش از ۱۳.۵ میلیارد سال پیش درخشش خود را آغاز کرده اند.

تلسکوپ جیمز وب گروه‌هایی از این ستارگان را انتخاب خواهد کرد. آن‌ها به اندازه‌ای دور هستند که نور آن‌ها حتی در صورت حرکت با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه میلیادر‌ها سال طول خواهد کشید تا در کیهان سفر کند.

تلسکوپ جیمز وب باید قادر به دیدن یا حداقل تشخیص درخششی ضعیف از لحظه‌ای باشد که تاریکی به پایان رسیده و این نخستین ستارگان به زندگی سوسو زده اند.

چرا می‌خواهیم نخستین ستارگان را ببینیم؟
اگر انفجار بزرگ را زمان شکل گیری عالم در نظر بگیریم، تنها سه عنصر شیمیایی شامل هیدروژن، هلیوم و مقداری لیتیوم در آن وجود داشتند.

عناصر شیمیایی دیگر از جمله نمونه‌هایی که برای حیات ضروری هستند، مانند کربن و اکسیژن، باید توسط واکنش‌های هسته‌ای در مرکز ستارگان شکل گرفته باشند.

تلسکوپ جیمز وب به ما در درک ریشه‌های هر چیزی که اطراف خود مشاهده می‌کنیم و این که چگونه به وجود آمده ایم کمک خواهد کرد.

تلسکوپ جیمز وب چه تفاوتی با تلسکوپ‌های فضایی موجود دارد؟
تلسکوپ جیمز وب بسیار بزرگ‌تر از تلسکوپ فضایی هابل است که از سال ۱۹۹۰ در مدار قرار دارد. تلسکوپ هابل نور را با استفاده از یک آینه اصلی با عرض ۲.۴ متر جمع آوری می‌کند، در شرایطی که جیمز وب دارای یک آینه اصلی با قطر ۶.۵ متر است. هرچه آینه بتواند نور بیشتری جمع کند، تلسکوپ می‌تواند جزئیات بیشتری را مشاهده کند.

این آینه شامل ۱۸ بخش شش ضلعی از جنس بریلیوم با پوشش طلاست که هر کدام ۱.۳۲ متر قطر دارند. این بزرگ‌ترین آینه‌ای است که ناسا تا به حال ساخته است که البته اندازه بزرگ آن یک مشکل منحصر به فرد را ایجاد کرد.

همراه با دیگر تجهیزات مرتبط، تلسکوپ جیمز وب تقریبا به اندازه یک زمین تنیس است. این تلسکوپی بسیار بزرگ است و برای این که درون راکت پرتاب خود جای بگیرد باید جمع شود. از این رو، تلسکوپ به شکل مجموعه‌ای از قطعات متحرک طراحی شده تا به سبک اُریگامی تا شده و درون فضایی ۵ متری برای پرتاب قرار بگیرد.

اما جنبه کلیدی تلکسوپ جیمز وب این است که برای تشخیص نور فروسرخ که تلسکوپ هابل قادر به تشخیص آن نیست، تنظیم شده است. این نور برای چشم انسان نامرئی است، اما نوعی از نور محسوب می‌شود که در آن درخشش دورترین اجرام در عالم نمایان خواهد شد.

چه زمانی پرتاب می‌شود؟
در حال حاضر، تلسکوپ فضایی جیمز وب که نام آن از جیمز ئی وب، رئیس ناسا که بر پروژه فرود بر ماه آپولو نظارت داشت، گرفته شده، قرار است در روز چهارشنبه ۲۲ دسامبر ۲۰۲۱ برابر با یکم دی ۱۴۰۰ به سمت مدار خود پرتاب شود.

راکت اروپایی آریان ۵ که از گویان فرانسه پرتاب خواهد شد، جیمز وب را به سمت مقصد خود هدایت خواهد کرد. آزانس فضایی اروپا شریک این پروژه است و مسئولیت انتقال تلسکوپ به فضا را بر عهده گرفته است.

تلسکوپ جیمز وب با ارزش‌ترین محموله‌ای است که تا به امروز روی یک راکت آریان قرار گرفته است. خوشبختانه، این راکت به بسیار قابل اعتماد بودن شهرت دارد.

راکت آریان به دور شدن حدود ۱.۶ میلیون کیلومتری تلسکوپ جیمز وب از زمین کمک خواهد کرد.

در آن فاصله، جیمز وب می‌تواند مشاهداتی را به دور از آثار سایه‌ای گاه و بیگاه که در صورت نزدیک‌تر بودن به جهان ما می‌توانست تجربه کند را انجام خواهد داد.

چه کاری می‌تواند انجام دهد؟
مهندسی تلسکوپ جیمز وب با تمام جنبه‌های پیشرفته خود یک چالش فوق العاده بوده است.

این رصدخانه از سه بخش اصلی تشکیل شده است.

یکی از آن‌ها ماژول ابزار علمی یکپارچه شده است که مجموعه چهار ابزار جیمز وب را در خود جای داده است. این ابزار‌ها بیشتر برای ثبت تصاویر یا طیف‌سنجی - تجزیه نور به طول موج‌های مختلف برای تعیین اجزای فیزیکی و شیمیایی - استفاده خواهند شد.

المنت تلسکوپ اپتیکال، چشم اصلی رصدخانه، شامل آینه‌ها و صفحه پشتی یا ستون فقرات است که از آینه‌ها پشتیبانی می‌کند؛ و در نهایت، المنت فضاپیما وجود دارد که شامل اتوبوس فضاپیما و آفتابگیر می‌شود.

اتوبوس شامل شش زیرسیستم اصلی مورد نیاز برای فعالیت فضاپیما است که پیشرانش، نیروی الکتریکی، ارتباطات، داده‌ها و کنترل‌های حرارتی را شامل می‌شوند.

آفتابگیر پنج لایه جیمز وب که به اندازه یک زمین تنیس باز می‌شود از آینه عظیم تلسکوپ و ابزار‌های آن در برابر گرمای خورشید محافظت می‌کند، زیرا آن‌ها برای کارکردن باید در دمای منفی ۱۸۸ درجه سلسیوس نگهداری شوند.

آیا فضانوردان می‌توانند به تلسکوپ جیمز وب خدمات ارائه کنند؟
خیر. تلسکوپ فضایی جیمز وب در فاصله‌ای بسیار دور از زمین قرار خواهد گرفت و امکان دسترسی فضانوردان به آن وجود ندارد.

حتی اگر فضانوردان می‌توانستند به این تلسکوپ دسترسی داشته باشند، طراحی آن اجازه نمی‌دهد ابزار‌ها و دیگر قطعات فرسوده جایگزین شوند.

تلسکوپ جیمز وب از منبع سوختی برخوردار خواهد بود که باید آن را برای ۱۰ سال به صورت پایدار در مدار نگه دارد. این که مخزن سوخت آن بتواند در آینده توسط یک فضاپیمای رباتیک پر شود، کاملا دور از ذهن نیست، اما این چشم انداز در برنامه فعلی در نظر گرفته نشده است.

چه زمانی باید منتظر نخستین تصاویر باشیم؟
پس از پرتاب از گویان فرانسه، تلسکوپ جیمز وب سفری حدودا یک ماهه خواهد داشت تا به مداری در حدود ۱.۶ میلیون کیلومتری از سیاره زمین برسد. طی این ۲۹ روز، جیمز وب آینه‌ها و آفتابگیر خود را باز خواهد کرد. هزاران قسمت در این روند درگیر هستند و باید در ترتیبی درست کار کنند. خوشبختانه، در صورت بروز مشکل، هر مرحله از روی زمین قابل کنترل است.

سپس، یک دوره راه اندازی در فضا طی می‌شود که حدود شش ماه طول خواهد کشید که شامل خنک کردن ابزارها، تنظیم و کالیبراسیون می‌شود. تمام ابزار‌ها برای مشاهده این که چگونه کار می‌کنند یک روند بررسی را پشت سر خواهند گذاشت.

سپس، جمع آوری داده‌ها و ارائه نخستین تصاویر در سال ۲۰۲۲ آغاز خواهد شد. هزاران دانشمند سال‌ها منتظر بوده اند تا ببینند تلسکوپ فضایی جیمز وب چه چیزی می‌تواند به ما نشان دهد.

ساخت تلسکوپ جیمز وب چه میزان هزینه داشته است؟
ناسا برای طراحی و ساخت جیمز وب ۸.۸ میلیارد دلار هزینه کرده است و ۸۶۰ میلیون دلار دیگر نیز برای پشتیبانی از فعالیت‌های ماموریت طی پنج سال اختصاص خواهد داد. در مجموع، تلسکوپ فضایی جیمز وب هزینه‌ای ۹.۷ میلیارد دلاری برای آمریکایی‌ها به همراه داشته است.

آژانس فضایی اروپا حدود ۷۰۰ میلیون یورو در این پروژه سرمایه گذاری کرده است که در دو ابزار از چهار ابزار جیمز وب و راکت پرتاب آریان بکار گرفته شده است. آژانس فضایی کانادا نیز حدود ۲۰۰ میلیون دلار کانادا در این پروژه سرمایه گذاری کرده است.

همه این موارد، جمع هزینه را به بیش از ۱۰ میلیارد دلار می‌رساند.

درست است که تلسکوپ جیمز وب سال‌ها از برنامه پیش بینی شده برای پرتاب عقب مانده و در مواقعی با مدیریت ضعیف پروژه مواجه بوده است، اما مقداری از پول صرف پیشرفت‌های فناوری شده که کاربرد گسترده‌تری در جا‌های دیگر داشته اند. به عنوان نمونه، یک ابزار اندازه گیری که برای جیمز وب ساخته شده است اکنون در جراحی دقیق چشم استفاده می‌شود.

در مقام مقایسه، تلسکوپ هابل با قیمت‌های امروز تاکنون نزدیک به ۱۵ میلیارد دلار هزینه به همراه داشته است. پس از همه اکتشافات این تلسکوپ طی بیش از ۳۰ سال گذشته، عده کمی شاید به ارزش آن شک داشته باشند و انتظار می‌رود تلسکوپ جیمز وب نیز گزینه‌ای انقلابی باشد.

منبع: عصر ایران

انتهای پیام/