آغاز کاوشی جدید در اعماق فضا
به گزارش جهان صنعت نیوز: تلسکوپ ناسا در حال حاضر از موشک اصلی آریان ۵ جدا شده و در مسیر سفر اصلی خود قرار گرفته است. دوربین‌هایی که روی این موشک قرار داده شده‌اند وضعیت تلسکوپ گران‌قیمت «جیمز وب» را به ما نشان می‌دهند. مهندسان ناسا می‌گویند تاکنون شرایط کاملا عادی بوده و همه چیز طبق برنامه پیش رفته است. این سازه حدود ۱۰ میلیارد دلاری اطلاعات بسیار بیشتری درباره منشأ کیهان و حتی حیات فرازمینی در اختیار ما قرار خواهد داد.
طبق پیش‌بینی‌ها، «جیمز وب» احتمالا به آرامی و حدود یک ماه دیگر تجهیزات خود را به صورت کامل باز می‌کند تا در حالت آماده به کار قرار بگیرد. برنامه ساخت این تلسکوپ حدود ۳۰ سال پیش آغاز شد و تولید آن با همکاری دانشمندان سازمان‌های مختلفی از جمله سازمان فضایی آمریکا و اروپا انجام گرفته است. «راب ناویاس»، سخنگوی ناسا می‌گوید تلسکوپ «جیمز وب» بیش از نیم قرن پس از زمانی پرتاب شد که فضانوردان ماموریت آپولو ۸ در روز کریسمس این جشن را از ماه به زمینی‌ها تبریک گفتند. نکته جالب این است که نام این تلسکوپ هم از روی یکی از معماران ماموریت‌های آپولوی ماه برداشته شده است. وزن این تلسکوپ ۶۲۰۰ کیلوگرم و اندازه آینه‌های آن ۶/۵ متر است و پیش‌بینی می‌شود که ۱۰ سال در فضا دوام بیاورد. این تلسکوپ برای فعالیت در دمای منفی ۲۳۰ درجه سلسیوس ساخته شده است. با آغاز به کار تلسکوپ ناسا می‌توانیم منتظر نگاهی به تاریخ ۷/۱۳ میلیارد ساله جهان و فرآیند شکل‌گیری کهکشان‌ها باشیم. درنتیجه وقتی جیمز وب به این خوشه‌های کهکشانی نگاه بیندازد، آنها را در ۶/۱۳ میلیارد سال پیش، درست پس از پدید آمدن جهان رصد می‌کند. اخترشناسان باور دارند که بیگ‌بنگ، رویداد آغازگر انبساط جهان ما ۸/۱۳ میلیارد سال پیش به وقوع پیوست.
هرچند سفر اولیه به فضا موفقیت‌آمیز بوده است، همچنان مسیری مخاطره‌آمیز پیش‌روی تلسکوپ فضایی جیمز وب قرار دارد. در طول یک ماه آینده، فضاپیما درحال حرکت به سمت مقصدش در فاصله ۵/۱ میلیون کیلومتری از زمین خواهد بود. درطول مسیر، «جیمز وب» به آرامی باز می‌شود و به شکل پیکربندی نهایی‌اش درمی‌آید. این فرآیند شامل صدها گام مختلفی است که وقوع اشکال در اجرای حتی یکی از آنها، می‌تواند کل ماموریت را با خطر شکست مواجه کند. اما اگر همه چیز به خوبی پیش برود، جیمز وب به یکی از مهم‌ترین ابزارهایی تبدیل خواهد شد که تاکنون برای مطالعه فواصل دوردست فضا داشته‌ایم. علاوه بر کهکشان‌های اولیه، جیمز وب هر نوع جرم کیهانی را که احتمالا می‌توانیم ببینیم، رصد خواهد کرد؛ از جهان‌های بیگانه دوردست و سیاه‌چاله‌ها تا ابرنواخترها و برخوردهای فاجعه‌بار بین ستارگان متراکم و شاید چیزهایی که اصلا انتظارشان را نداریم. توماس زوربوخن، مدیر واحد ماموریت‌های علمی ناسا به خبرگزاری ورج گفت «بدون شک قرار است شگفتی‌هایی را ببینیم که اکنون فقط می‌توانیم آرزویشان را داشته باشیم.»
پرتاب «جیمز وب» آغاز راهی طولانی
پرتاب تلسکوپ تازه آغاز راهی طولانی است. جیمز وب اکنون فهرستی بلندبالا از کارهایی را دارد که باید درطول هفته‌های پیش‌رو به تدریج انجام دهد. تلسکوپ هم‌اکنون پنل‌های خورشیدی‌اش را برای تامین نیرو از خورشید گشوده است و آنتن‌های گین خود را برای برقراری ارتباط با زمین باز خواهد کرد. یکی از مهم‌ترین قسمت‌هایی که در طول مسیر باز خواهد شد، سپر خورشیدی تلسکوپ است؛ قطعه‌ای متشکل از ۵ لایه نازک ساخته‌شده از ماده‌ای به نام کپتون. «جیمز وب» برای آنکه بتواند در نور فروسرخ ببیند، باید در دمایی بسیار پایین فعالیت کند. سپر خورشیدی شرط ضروری برای جذب گرمای خورشید است و به «جیمز وب» امکان می‌دهد تا در دمای بسیار سرد منفی ۲۲۳ درجه سانتیگراد قرار داشته باشد. استقرار سپر خورشیدی باید بی‌نقص باشد تا موفقیت ماموریت تضمین شود.
پس از سپر خورشیدی، نوبت گشودن کامل آینه اصلی خواهد بود. آزمون نهایی تقریبا ۲۷ روز آینده از راه خواهد رسید؛ وقتی «جیمز وب» پیشرانه‌هایش را روشن کند و خود را در مدار نهایی در فاصله ۵/۱ میلیون کیلومتری از زمین قرار دهد، تلسکوپ تا پنج یا ده سال آینده که سوخت خود را به اتمام برساند، در این مدار به دور خورشید در گردش خواهد بود. حتی اگر باز شدن تمام بخش‌های تلسکوپ به خوبی پیش برود، تا آغاز فعالیت علمی «جیمز وب» هنوز زمان زیادی باقی خواهد بود. اول، فضاپیما باید تا دمای فوق‌سرد خنک شود و سپس دانشمندان باید تمام ابزارهای «جیمز وب» را آزمایش کنند تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان یابند. این فرآیند تقریبا شش ماه زمان خواهد برد؛ اما اگر خوش‌شانس باشیم، نخستین تصاویر باورنکردنی از «جیمز وب» ممکن است تابستان سال آینده به دستمان برسد. ناسا نمی‌گوید این تصاویر اولیه چه چیز خواهند بود؛ اما وعده می‌دهد که عکس‌هایی شگفت‌آور را شاهد خواهیم بود. امبر استراون، دانشمند پروژه «جیمز وب» در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا به ورج می‌گوید «می‌خواهیم جهان را با این تصاویر شگفت‌زده کنیم. نخستین تصاویر علمی اولیه، زیبا، خیره‌کننده و شگفت‌انگیز خواهند بود و شخصا نمی‌توانم برای دیدن آنها صبر کنم.»
ابزار و ماموریت‌های علمی تلسکوپ «جیمز وب»
این تلسکوپ چهار ابزار علمی مهم دارد که روی اتوبوس فضایی ۱۲ متری رصدخانه سوار شده‌اند: NIRCam یا دوربین فروسرخ نزدیک، NIRSpec یا اسپکترومتر فروسرخ نزدیک، MIRI یا ابزار فروسرخ میانی و FGS/NIRISSیا سنسور هدایتگر دقیق به همراه تصویرگر فروسرخ نزدیک و طیف‌نگار بدون شکاف چهار ابزار علمی تلسکوپ «جیمز وب» است. دوربین نیرکم وب در طول موج فروسرخ نزدیک کار می‌کند و قرار است تا اولین ستاره‌ها و کهکشان‌های در حال شکل‌گیری در کیهان را ببیند. از آنجا که سرعت نور محدود است، هر چه به اعماق کیهان نگاه می‌کنیم، بیشتر به گذشته نگاه کرده‌ایم. بنابراین هنوز نور اولین ستاره‌هایی که در دویست میلیون سال ابتدایی کیهان در حال شکل‌گیری بوده‌اند، در فضا وجود دارد و ما می‌توانیم با ابزار قدرتمندی مثل تلسکوپ فضایی «جیمز وب» آن را مشاهده کنیم. علاوه بر این، دوربین نیرکم مجهز به کرونوگراف است. این ابزار به «وب» اجازه می‌دهد تا برای مشاهده اجرام کم‌فروغ، جرم نورانی‌تر را مسدود کند و نور جرم کم‌نورتر را بهتر ثبت کند. این کار دست مثل وقتی است که دستتان را جلوی خورشید می‌گیرید و نور آن را مسدود می‌کنید تا اطراف خود را بهتر ببینید. اسپکترومتر نیراسپک نیز داده‌های خود را در فروسرخ نزدیک دریافت می‌کند. از آنجا که نور هر جسمی مثل اثر انگشت عمل می‌کند و نشانگر اجزای تشکیل‌دهنده آن است، اسپکترومترها می‌توانند با بررسی نور ستاره‌ها و اجرام آسمانی ترکیبات شیمیایی و ویژگی‌های فیزیکی آنها را تشخیص دهند. حالا این ابزار «وب» قرار است تا نور کهکشان‌های اولیه در کیهان و حتی کهکشان‌های جوان امروزی را بررسی کند و اطلاعات بسیار مفیدی را در اختیارمان قرار دهد. نیراسپک می‌تواند همزمان صد جرم را رصد کند و نور آنها را بررسی کند و این کار را با شاتر بی‌نظیر خود انجام می‌دهد که نوآوری جدیدی در تکنولوژی تصویربرداری محسوب می‌شود. شاتر این ابزار از صدها میکروشاتر به قطر یک تار موی انسان تشکیل شده که هر کدام جداگانه می‌تواند کنترل شود و در صورت نیاز باز و بسته شود. ابزار میری از یک دوربین و اسپکترومتر تشکیل شده است که در طول موج فروسرخ میانی کار می‌کند. این ابزار می‌تواند انتقال به سرخ کهکشان‌های دوردست، ستاره‌های جوان در حال تشکیل و اجرام کمربند کوییپر را مشاهده کند.
می‌دانیم کیهان در هر لحظه منبسط می‌شود و فضا-زمان با شتاب خاصی در حال گسترش است. همین باعث می‌شود که نور ستاره‌هایی که به ما می‌رسد کمی کش بیاید و به قرمزی میل کند. اگر نور کهکشان‌های دوردست را مشاهده کنیم، این اثر بیشتر می‌شود و نور آنها در طول موج فروسرخ دیده می‌شود. این اثر «انتقال به سرخ» نام دارد و درست مثل وقتی است که صدای ماشینی در حال دور شدن، طبق اثر دوپلر بم‌تر می‌شود. از آنجا که «وب» برای مشاهده کهکشان‌های دور باید ساعت‌ها رصد کند، به سنسوری نیاز دارد تا بتواند آینه را در حالتی پایدار نگه دارد. سنسور هدایتگر دقیق قرار است همین کار را بکند. این سنسور آینه «وب» را به سمت اجرامی که از قبل تعیین شده‌اند، نشانه می‌رود و آن را پایدار نگه می‌دارد. تصویرگر فروسرخ نزدیک و طی‌نگار بدون شکاف اولین نورگیری تلسکوپ فضایی «جیمز وب» را انجام می‌دهد و به شناسایی سیارات فراخورشیدی می‌پردازد. این ابزار می‌تواند جو سیارات فراخورشیدی را مطالعه کند و عناصر آن را بررسی کند تا از احتمال وجود حیات روی این سیارات به ما بگوید. یکی از پیچیده‌ترین عملیات‌هایی که «وب» پس از پرتاب باید انجام دهد، باز کردن آفتابگیر (Sunshield) رصدخانه است. از آنجا که ابزار علمی «وب» تنها در دمای بسیار پایین کار می‌کند، مهندسان آفتابگیری برای آن طراحی کرده‌اند تا اکثر گرمای خورشید، زمین و ماه را بازتاب کند. اگر هر کدام از این رخدادها به موقع انجام نشود، کل پروژه تلسکوپ فضایی «جیمز وب» با شکست مواجه می‌شود. با این حال، «ناسا» برای چنین مواقعی چندین سناریو چیده تا در صورت بروز هر اتفاقی از شکست کل پروژه جلوگیری کند. اما همچنان احتمال اینکه اتفاقی بر خلاف تصور همه بیفتد نیز وجود دارد.
هدف نهایی «جیمز وب»
تلسکوپ فضایی «جیمز وب» پاسخ بزرگ‌ترین سوالات امروزی کیهان‌شناسان را می‌دهد و دویست میلیون سال ابتدایی کیهان را پس از عصر تاریکی به ما نشان خواهد داد. با پرتاب موفقیت‌آمیز این تلسکوپ عصر جدیدی در کیهان‌شناسی آغاز می‌شود و انقلابی در نظریه‌های شکل‌گیری کیهان رخ می‌دهد. ممکن است بفهمیم که تا امروز اشتباه می‌کردیم و ممکن است از یافته‌هایمان مطمئن شویم، اما مهم‌ترین اتفاقی که می‌افتد درک بهتر ما نسبت به جهان اطراف و پدیده‌هایی است که هم‌اکنون در حال رخ دادن است و ما از آنها بی‌خبریم. با بهبود بینش و جهان‌بینی بشریت می‌توانیم هر روز رو به جلو حرکت کنیم و قدمی در راستای پیشرفت جهان برداریم.
اخبار برگزیدهخواندنیدانش و فناوریلینک کوتاه :