فناوری

پنج حقیقت جالب درباره تلسکوپ فضایی جیمز وب که باید بدانید

تلسکوپ فضایی جیمز وب قدرتمندترین رصدخانه فضایی است که تاکنون ساخته شده و حالا قرار است پس از سال‌ها تاخیر در ۱ دی ۱۴۰۰ به فضا پرتاب شود. این رصدخانه را می‌توان معجزه مهندسی دانست که می‌تواند به سوالات اساسی ما درباره کیهان پاسخ دهد و حدود ۱۳ میلیارد سال پیش را ببیند. در این مطلب با پنج حقیقت جالب درباره این ماموریت آشنا شوید.

آینه بزرگ از جنس طلا

قطعه اصلی این تلسکوپ آینه اولیه بزرگ آن است که ساختاری مقعر به قطر ۶.۵ متر دارد و از ۱۸ قطعه شش ضلعی جداگانه ساخته شده است. این قطعه‌های آینه از جنس بریلیم هستند که پوششی از جنس طلا دارند و طوری طراحی شده‌اند تا نور فروسرخ را از نقاط دوردست کیهان دریافت کنند.

این رصدخانه چهار ابزار علمی دارد که با آن‌ها دو هدف مهم این ماموریت را برآورده می‌کند: تصویربرداری از اجرام کیهانی و اسپکترومتری. اسپکترومتری در واقع آشکارسازی نور اجرام کیهانی است که منجمان با این کار می‌توانند به مطالعه ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی این اجرام بپردازند.

آینه ثانویه وب

آینه و ابزار رصدخانه با محافظ خورشیدی یا آفتابگیر (sunshield) محافظت می‌شود که به اندازه یک زمین تنیس است. لایه‌های این آفتابگیر از جنس عایق کاپتون است که به ثبات و مقاومت حرارتی در دامنه گرمایی گسترده‌ای معروف است. از آنجایی که سمت رو به خورشید این رصدخانه تا ۱۱۰ درجه سلسیوس گرم می‌شود و دمای سمت دیگر آن باید تا ۲۳۷- درجه سلسیوس کاهش یابد.

این تلسکوپ یک اتوبوس فضایی (spacecraft bus) دارد که سیستم‌های الکتریکی، پیشرانه، ارتباطات، جهت‌یابی، گرمایشی و پردازش داده را در بر دارد. در کل با وجود تمام این سیستم‌ها، تلسکوپ فضایی جیمز وب وزنی به اندازه یک اتوبوس مدرسه دارد.

سفر یک میلیون کیلومتری

این تلسکوپ در مداری به فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین فرستاده می‌شود که تقریبا چهار برابر فاصله بین زمین و ماه است. بر خلاف هابل که به دور زمین می‌چرخد، وب قرار است تا در مداری به دور خورشید قرار بگیرد.

اگر از دید خورشید به این تلسکوپ نگاه کنیم، این رصدخانه دقیقا در پشت زمین قرار می‌گیرد و همیشه در شب سیاره ما قرار دارد. آفتابگیر این رصدخانه همیشه بین آینه اولیه و خورشید قرار می‌گیرد. حدود یک ماه طول می‌کشد تا وب به این نقطه از فضا یعنی نقطه لاگرانژی ۲ برسد. منجمان تاکنون چندین بار برای تعمیر تلسکوپ فضایی هابل به آن فرستاده شده‌اند، اما وب به جایی می‌رود که هیچ انسانی تا به حال به این مدار نرفته است.

اوریگامی فناورانه

از آنجایی که این تلسکوپ به قدری بزرگ است که داخل محفظه باری هیچ راکت موجودی قرار نمی‌گیرد، باید مثل اوریگامی جمع شود تا مهندسان بتوانند آن را پرتاب کنند. باز کردن تلسکوپ در فضا چالشی‌ترین عملیاتی است که ناسا تا به حال برای انجام آن تلاش کرده است.

حدود نیم ساعت پس از پرتاب، آنتن تلسکوپ و پنل خورشیدی آن باز می‌شود تا ارتباط بین تلسکوپ و انرژی مورد نیاز آن را تامین کند. در روز ششم که رصدخانه از مدار ماه عبور کرده است، نوبت به باز کردن آفتابگیر می‌رسد. لایه‌های نازک آفتابگیر با مکانیزم پیچیده‌ای باز می‌شود که شامل ۴۰۰ قرقره و ۱۳۱۲ فوت کابل است.

در هفته دوم آینه‌های تلسکوپ باز می‌شود. وقتی که آینه در حالت نهایی خود قرار می‌گیرد، خنک‌کننده‌ها شروع به کار می‌کنند تا ابزار علمی را برای دریافت داده آماده کنند. پس از شش ماه بالاخره تلسکوپ آماده به کار می‌شود.

حیات، کیهان و همه‌چیز در جهان

وب دو ماموریت مهم علمی دارد که بیشتر از ۵۰ درصد از زمان رصد با وب صرف این ماموریت‌ها می‌شوند. این رصدخانه ابتدا به مطالعه مراحل اولیه تاریخ کیهان می‌پردازد و چند صد میلیون سال ابتدایی پس از بیگ بنگ را مطالعه می‌کند. منجمان با وب می‌توانند اولین ستاره‌ها و کهکشان‌های در حال شکل‌گیری در کیهان را ببینند و تکامل آن‌ها در گذر زمان را مشاهده کنند.

در دومین ماموریت، وب به یافتن سیارات فراخورشیدی می‌پردازد و احتمال وجود حیات روی این سیارات را با بررسی اتمسفر آن‌ها می‌سنجد. اما مهم‌ترین و جالب توجه‌ترین قابلیت وب، توانایی آن در دریافت طول موج فروسرخ است.

بر خلاف هابل که اکثرا در طول موج فرابنفش و نور مرئی کار می‌کند، وب در طول موج فروسرخ داده‌های خود را دریافت می‌کند. طول موج فروسرخ می تواند به راحتی از لایه‌های گرد و غبار کیهانی عبور کند و می‌تواند جهان اولیه را از پس لایه‌های غبار کیهانی مشاهده کند.

علاوه بر این، فروسرخ به منجمان این امکان را می‌دهد تا به گونه‌ای با پدیده‌ای به نام انتقال به سرخ در زمان سفر کنند. به دلیل انبساط کیهان، نور اجرام دورتر زمانی که به ما می‌رسند، کش می‌آیند و در طول موج بلندتر و به سمت طول موج فروسرخ دیده می‌شوند.

وب در کنار ماموریت‌های اصلی خود اجرام منظومه شمسی مثل مریخ و قمر یخی مشتری یعنی اروپا را هم رصد می‌کند.

ساخت تلسکوپ طی ده‌ها سال

منجمان ساخت این تلسکوپ را از دهه ۹۰ میلادی مطرح کردند تا بتواند جانشینی برای هابل باشد، اما ساخت خود تلسکوپ از سال ۲۰۰۴ میلادی آغاز شد. پرتاب این رصدخانه تاکنون بارها به تعویق افتاده و دلیل این تاخیرها پیچیدگی در ساخت این تلسکوپ بوده است.

این رصدخانه حاصل سال‌ها تلاش و همکاری موسسات بین‌المللی و همکاری سازمان‌های فضایی اروپا و کانادا با ناسا است. بیش از ۱۰ هزار نفر در این پروژه دست داشته‌اند که در نهایت بودجه این پروژه به نزدیک ۱۰ میلیارد دلار رسید. عمر مفید این رصدخانه تقریبا پنج سال تخمین زده می‌شود ولی احتمالاتی هم وجود دارد تا نزدیک به ۱۰ سال و یا حتی بیشتر هم بتواند به جامعه علمی دنیا خدمت کند.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا