ما وراء هابل: ستحمل مراصد الفضاء المستقبلية إرث التلسكوب إلى الأمام

جيمس ويب فنان تلسكوب الفضاء

مفهوم الفنان لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا ، والذي من المقرر إطلاقه في عام 2018. (رصيد الصورة: ناسا)





قلة من الباحثين توقعوا تنوع عبء عمل تلسكوب هابل الفضائي عندما انطلق المرصد الأيقوني في مدار ربع قرن قبل هذا الأسبوع.

على سبيل المثال ، يساعد هابل العلماء في البحث عن الكواكب الخارجية ، التي تم اكتشافها لأول مرة بعد عامين من اكتشاف التلسكوب الشهير 24 أبريل 1990 ، الإطلاق . يرسم هابل أيضًا رسمًا بيانيًا للتوسع المتسارع للكون ، وهو اكتشاف مفاجئ ساعدت الأداة في تحقيقه في عام 1998.

المذهل أيضًا ، من منظور تكنولوجي ، هو أن هابل يواصل العمل بشكل مثالي ، بعد 25 عامًا من إطلاقه ، وذلك بفضل خمس بعثات خدمة مختلفة قام بها رواد فضاء بين عامي 1993 و 2009. [ تلسكوب هابل الفضائي في 25: ذكرى مصورة ]



قال مارك بوستمان ، عالم الفلك في معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور ، 'كنا نعلم أنه سيكون موجودًا لفترة طويلة ، لكنني لا أعرف أي شخص [من] توقع حياة مدتها 25 عامًا أو 30 عامًا'. الذي يدير عمليات هابل العلمية.

ما التالي بالنسبة للتلسكوبات الفضائية ، من منظور تقني؟ قال Postman إنه ، من الناحية المثالية ، ستكون جميع هذه النطاقات قابلة للخدمة ، على الرغم من أن النطاقات المخطط لها في المستقبل القريب لن تكون كذلك. وأضاف أن المراصد الكبيرة التي يُتوقع وصولها إلى الفضاء في المستقبل القريب ستحمل إرثًا من ربع قرن (وما زال العد) من العمليات الناجحة لتلسكوب هابل.

مفهوم الفنان لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا ، والذي من المقرر إطلاقه في عام 2018.(رصيد الصورة: ناسا)



تلسكوب جيمس ويب الفضائي

يرصد هابل الكون من مدار أرضي منخفض ، على ارتفاع 353 ميلاً (569 كيلومترًا) فقط فوق سطح الكوكب. سيطلق تلسكوب جيمس ويب الفضائي جيمس ويب (JWST) التابع لناسا والذي يبلغ 8.8 مليار دولار ، في عام 2018 إلى نقطة لاغرانج 2 من الأرض والشمس ، وهي بقعة مستقرة جاذبيًا على بعد حوالي 930 ألف ميل (1.5 مليون كيلومتر) من الأرض.

ستسمح نقطة المراقبة هذه لـ JWST بالبحث في جميع الاتجاهات لفترات أطول من هابل ، الذي يتواجد في ضوء النهار الفلكي غير المجدي لنصف مداره البالغ 90 دقيقة. قال عالم الفلك بات مكارثي ، عضو الفريق العلمي لأداة Hubble's Wide Field Camera 3 ، والتي تم تركيبها في عام 2009. [كيف يعمل تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا (James Webb Space Telescope) مخطط معلومات بياني) ]

مع كل جيل من أدوات التلسكوب ، تصبح التكنولوجيا أفضل وأفضل. قال مكارثي إن الصور النموذجية لكاميرا الهاتف المحمول أفضل مما يمكن أن يديره هابل عند إطلاقه قبل 25 عامًا.



تستخدم التلسكوبات الفضائية الجديدة تقنيات المرايا خفيفة الوزن - مثل & hellip؛ المرايا المصنوعة من البريليوم على تلسكوب الفضاء ويب - لتقليل تكاليف الإطلاق والتأثيرات الحرارية.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصميم ويب قابل للطي ، وهو ما لم يكن تصميم هابل كذلك.

نظرًا لأن تلسكوب جيمس ويب يمكنه رؤية المزيد في الأشعة تحت الحمراء أكثر مما يستطيع هابل ، فإن التلسكوبين سيكونان قادرين على إجراء ملاحظات تكميلية للأجسام للحصول على رؤية أكثر اكتمالاً لما يحدث في الأجزاء الداخلية للأجسام.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المرآة الأساسية الأكبر لتلسكوب جيمس ويب - بعرض 21.3 قدمًا (6.4 مترًا) مقارنة بعرض 7.9 قدمًا (2.4 مترًا) لتلسكوب هابل - ستسمح للتلسكوب الأحدث بدراسة المجرات التي تشكلت بالقرب من السطح. الانفجار العظيم ، الحدث الذي خلق الكون 13.82 مليار سنة.

قال بوستمان إن اكتشافات هابل للمجرات التي كانت موجودة بعد 500 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم كانت مفاجأة ، وأبلغت تصميم تلسكوب جيمس ويب في هذا الصدد.

WFIRST-AFTA

لدى ناسا تلسكوبانان في التخزين ، تبرع بهما مكتب الاستطلاع الوطني الأمريكي (NRO) في عام 2012 ، ويمكن استخدامهما في مهمة تسمى WFIRST-AFTA (تلسكوب مسح الأشعة تحت الحمراء واسع النطاق - أصول التلسكوب المركّز للفيزياء الفلكية).

فنان

مفهوم الفنان لمهمة التلسكوب الفضائي WFIRST-AFTA المقترحة من وكالة ناسا ، والتي ستستخدم معدات تم التبرع بها لوكالة ناسا من قبل مكتب الاستطلاع الوطني الأمريكي.(رصيد الصورة: ناسا)

في حالة الموافقة على WFIRST-AFTA ، يمكن إطلاقه في وقت مبكر من عام 2024. سيذهب أحد التلسكوبات إلى الفضاء ، وسيبقى الآخر على الأرض كسرير اختبار هندسي.

تلسكوبات NRO لها نفس قطر المرآة مثل Hubble ولكن مجال رؤية أكبر 200 مرة. قال بوستمان إن هذا سيسمح لعلماء الفلك برسم خرائط لعمليات مثل تشكل النجوم أو أنشطة المجرات عبر مدى أكبر بكثير.

أحد الأشياء الرئيسية التي تعلمناها مع هابل هو أن الدقة الزاويّة العالية التي قدمها هابل سمحت لنا بفهم قدر لا يُصدق عن الأشياء في الكون ، والعمليات في عناقيد النجوم و المجرات التي لم نشهدها من قبل.

تكنولوجيا المستقبل

أشار مكارثي إلى أنه لا يوجد تلسكوب يعمل بمعزل ، وكان هابل مثالًا رئيسيًا على كيفية عمل التعاون عبر التلسكوبات المختلفة. ساعد هذا التعاون على تثبيت معدل توسع الكون ، من بين أمور أخرى.

هذا إرث قال مكارثي إنه سيكون سعيدًا بمواصلة تلسكوب ماجلان العملاق (بتوقيت جرينتش) ، الذي يديره. سيجمع المرصد الأرضي في شيلي عدة مرايا للحصول على سطح تجميع واحد مكافئ يبلغ 80 قدمًا (24.5 مترًا).

وقال مكارثي: 'بحلول الوقت الذي يرى فيه توقيت جرينتش أول ضوء في 2021-2022 ، نأمل أن يكون JWST يعمل منذ بضع سنوات'. 'التآزر العلمي الناتج عن الجمع بين JWST والتلسكوبات مثل GMT سيكون لصالح علماء الفلك في جميع أنحاء العالم.'

تعمل ناسا أيضًا على تلسكوبات محتملة ذات تقنيات تجريبية أكثر ، مثل تدور حول قوس قزح 'المفهوم ، الذي قد يستخدم ملايين الجسيمات الدقيقة ، بدلاً من المرآة التقليدية ، لعكس الضوء. يقول الباحثون إنه يمكن استخدام هذه الاستراتيجية للبحث عن الكواكب الخارجية ، لأنه من المفيد البحث عن عوالم غريبة في الأشعة تحت الحمراء - ضوء ذو موجة أطول ينكسر بسهولة بواسطة الجسيمات أكثر من الضوء البصري.

قال الباحث الرئيسي ماركو كوادريللي ، من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في باسادينا ، كاليفورنيا ، إن دوران قوس قزح هو مثال على التلسكوبات التي لا يجب بالضرورة أن تكون كبيرة وثقيلة لأداء علوم قيمة.

مشكلة التلسكوبات مثل Hubble و JWST هي أنها متجانسة. قال لـ ProfoundSpace.org إنها ثقيلة وهي كبيرة. 'نحن نحاول المضي قدمًا في المستقبل واستخدام تلسكوبات خفيفة الوزن جدًا وصغيرة جدًا.'

اتبع إليزابيث هويل تضمين التغريدة أو guesswhozoo.com تضمين التغريدة . نحن أيضا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . نُشر في الأصل في موقع guesswhozoo.com .