تلسکوپ جیمز وب، جام جهان‌نمای بشر

فرارو؛ بابک زمانی- تلسکوپ جمیز وب (Webb) بزرگترین، قدرتمندترین و پیچیده‌ترین تلسکوپ فضایی خواهد بود که تاکنون به دست بشر ساخته شده و به فضا پرتاب می‌شود. این تلسکوپ که به نوعی جانشینی برای تلسکوپ معروف هابل است، اساساً درک ما از جهان را تغییر خواهد داد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب (که گاهی اوقات JWST یا وب نامیده می‌شود) یک رصدخانه مادون قرمز (فرو سرخ) در مدار است که اکتشافات تلسکوپ فضایی هابل را با تکمیل طول موج طولانی‌تر و حساسیت بسیار بهبود یافته تکمیل و گسترش می‌دهد. طول موج‌های طولانی‌تر، وب را قادر می‌سازد تا به آغاز زمان بسیار نزدیکتر شود و به دنبال شکل گیری غیرقابل اطمینان از اولین کهکشان‌ها باشند و همچنین ابر‌های گرد و غبار که امروزه از آن‌ها ستاره‌ها و سیستم‌های سیاره‌ای در حال شکل گیری هستند را بررسی کند.

محققان برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آرایش و تاریخ منظومه شمسی ما، سیارک‌های دوردست را مشاهده می‌کنند که برخی از آن‌ها دارای قمر هستند.

میلیون‌ها سیارک در منظومه شمسی ما پرسه می‌زنند. بسیاری در بین کمربند اصلی سیارک بین مریخ و مشتری قرار می‌گیرند، در حالی که گروه دیگری که به عنوان تروجان شناخته می‌شوند، هم هدایت کننده و هم دنبال کننده‌ی مشتری هستند.

اما این تکه‌های سنگ که در اطراف منظومه شمسی مانند اتومبیل‌های مسابقه‌ای می‌چرخند، می‌توانند در مورد شکل گیری منظومه شمسی برای ما چه بگویند؟ تحقیقات آینده با تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، به سرپرستی اندرو اس. ریوینک از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکین، داده‌های جدیدی را ارائه می‌دهد که به منجمان کمک می‌کند تا از این راز‌ها پرده بردارند.

ریوکین می‌گوید: "آنچه در مورد سیارک‌ها جالب است این است که تعداد زیادی از آن‌ها وجود دارد. این بدان معنی است که همیشه چیزی به اندازه کافی روشن و در جای مناسب برای مشاهده وب وجود دارد. "

ریوکین با کریستینا‌ای توماس از دانشگاه آریزونا شمالی، استفانی ان میلام از مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، و هایدی همل، ستاره شناس سیاره‌ای و معاون رئیس جمهور انجمن دانشگاه‌ها برای تحقیقات در نجوم (AURA) در واشنگتن دی سی، برای رصد این سیارک‌ها در نور نزدیک و اواسط مادون قرمز همکاری می‌کند.

برنامه این تیم، مشاهدات جدید بسیاری را بع تحقیقات روز افزون در مورد سیارک‌ها اضافه می‌کند و به دانشمندان کمک می‌کند تا درباره منشاء و آرایش سیارک‌ها اطلاعات بیشتری کسب کنند و سرنخی از تاریخچه حرکت سیارات در اوایل خورشیدی به آن‌ها کمک می‌کند.

پروژه‌ی ساخت تسلکوپ جیمز وب یک همکاری بین المللی بین ناسا (NASA)، آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) است. مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا تلاش‌های توسعه‌ای را مدیریت می‌کند. شریک تجاری اصلی این پروژه، شرکت (Northrop Grumman) است. موسسه علوم تلسکوپ فضایی وب بعد از راه اندازی وب، فعالیت خود را آغاز خواهد کرد.

 

 

چندین فناوری نوآورانه برای تلسکوپ جیمز وب ایجاد شده است؛ شامل یک آینه اولیه که از ۱۸ قطعه جداگانه ساخته شده است و پس از پرتاب باز و تنظیم می‌شوند. آینه‌ها از بریلیوم فوق سبک ساخته شده‌اند. بزرگترین ویژگی این تلسکوپ، یک سپر خورشیدی پنج لایه‌ای به اندازه یک زمین تنیس است که بیش از یک میلیون بار گرمای خورشید را کاهش می‌دهد.

 

چهار ابزار این تلسکوپ عبارتند از:
_دوربین‌ها و طیف سنج، مجهز ردیاب‌های بسیار حساس و دقیقی هستند که قادر به ضبط سیگنال‌های بسیار ضعیف می‌باشند.

_ابزاری به نام (NIRSpec) که دارای ریزنوشنده‌های قابل برنامه ریزی است که مشاهده حداکثر ۱۰۰ شیء را بطور همزمان امکان پذیر می‌کند.

_و ابزار دیگری به نام (Cryocooler) برای خنک کردن ردیاب‌های مادون قرمزِ یک ابزار دیگر (MIRI) است تا بتواند در دمای بسیار سرد ۷ درجه‌ی کلوین (منفی ۲۲۳ درجه سانتیگراد) کار کند.

 

 

تلسکوپ فضایی جیمز وی بعنوان جانشینی برای تلسکوپ هابل با هدف کاوشِ فروسرخ جهان اولیه ساخته شده است که مأموریت آن چیزی در حدود ۱۰ سال به تاخیر افتاده است و هربار پیشرفته‌تر و مجهزتر شده است. این بار، ناسا اعلام کرده است که این تلسکوپ در سال ۲۰۲۱ میلادی از گویان با موشک آریان_پنجِ سازمان فضایی اروپا به فضا ارسال می‌شود و ماموریتش را آغاز خواهد کرد.

ابن بار، تسلکوپ به یک سپر پیشرفته برای محافظت دربرابر طوفان‌های خورشیدی مجهز شده است.

برای آزمایش آمادگی تلسکوپ فضایی جیمز وب برای سفر در فضا، تکنسین‌ها با موفقیت به آن دستور دادند تا بخش مهمی از این رصدخانه موسوم به مجمع برج قابل استقرار را مستقر و گسترش دهد.

هدف اصلی برج قابل استقرار، ایجاد شکاف بزرگ بین قسمت فوقانی رصدخانه است که آینه‌های روکش طلا و ابزار‌های علمی آن را در خود جای داده است و بخش پایین آن به عنوان اتوبوس فضاپیما معروف است که دارای سیستم‌های الکترونیکی و پیشرانه نسبتاً گرم آن است. با ایجاد فضایی بین این دو، سیستم خنک کننده فعال و غیرفعال وب را قادر می‌سازد که آینه‌ها و سنسور‌های خود را در دمای بی‌نهایت سرد مورد نیاز برای انجام علمیات، پایین بیاورد.

تلسکوپ جیمز وب به منظور یافتن اثری ضعیف از نور مادون قرمز طراحی شده است که در اصل انرژی گرمایی است. برای شناسایی سیگنال‌های گرمای بسیار ضعیف اشیاء نجومی که بسیار دور از دسترس هستند، خود تلسکوپ باید بسیار سرد و پایدار باشد.

در طول آزمایش، برج در طی چند ساعت به آهستگی ۴۸ اینچ (۱.۲ متر) به سمت بالا کشیده شد که همین مانور یک بار نیز در فضا اجرا می‌شود.

با شبیه‌سازی محیطی جاذبه صفر که تسلکوپ جیمز وب در آن فعالیت خواهد کرد، مهندسین یک سلسله ابتکاری از قرقره‌ها، پولی‌ها و یک جرثقیل ویژه به نام سیستم جاذبه گرانشی را به کار گرفتند که تمام تأثیرات گرانش زمین را در رصدخانه کاملاً تخلیه می‌کرد.

اکنون که وب کاملاً مونتاژ شده است، دشواری آزمایش و شبیه سازی صحیح یک محیط با قدرت صفر به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.

با آغاز ماموریت تلسکوپ جیمز وب، معلوم نیست قرار است چه چیز‌های جدیدی را از عمق کیهان ببینیم، اما چیزی که می‌دانیم این است که دانش و دیدگاه ما درباره‌ی جهان هستی را بسیار متحول خواهد کرد.