دانستنی های تلسکوپ فضایی جیمز وب James Webb

  • توسط هیئت تحریریه زانکو
  • ۲ ماه قبل
  • 0
تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا
تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا

تلسکوپ فضایی جیمز وب، پر آوازه ترین ماموریت چند دهه اخیر ناسا. برخی از روزنامه نگاران، جیمز وب را جانشین میلیون دلاری هابل میدانند؛ اما آیا واقعا تلسکوپ جیمز وب جانشین هابل خواهد بود؟ در این مقاله از زانکو تمام آنچه از تلسکوپ فضایی جیمز وب و این ماموریت هیجان انگیز لازم است بدانید را بررسی خواهیم کرد. تا انتهای دانستنی های تلسکوپ فضایی جیمز وب همراه ما باشید تا کشف کنید به راستی چگونه جیمز وب پرده از اسرار نا گفته کیهان خواهد برداشت.

 

تلسکوپ فضایی جمیز وب پروژه مشترک آژانس فضایی اروپا (ESA)، ناسا (NASA) و آژانس فضایی کانادا (CSA) می باشد.

 

تلسکوپ فضایی جیمز وب، اسرار کیهان را فاش خواهد کرد!

جیمز وب یکی از بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ‌هایی است که تا به امروز به دست بشر ساخته شده و انتظار می‌رود بینش جدیدی از هر مرحله از تاریخ جهان، از شکل‌گیری نخستین ابرهای غبار گرفته تا تشکیل منظومه شمسی در اختیار ما قرار دهد.

تلسکوپ جیمز وب به ما کمک خواهد کرد تا اندازه و ژئومتری جهان را بهتر درک کنیم و همچنین این تلسکوپ فوق پیشرفته بر ماده تاریک، انرژی تاریک و سرنوشت نهایی جهان هستی، نوری از آگاهی خواهد تاباند.

 

 بزرگترین پروژه ای که وب در طول اولین سال ماموریت خود انجام می دهد، جمع آوری اطلاعات وسیع و عمیق از نیم میلیون کهکشان کهکشان با عنوان COSMOS-WEBB است.

نور فرابنفش و مرئی ساطع شده از اولین اجرام نورانی در اثر انبساط مستمر کیهان کشیده شده یا “تغییر قرمز” یافته که امروز به عنوان نور مادون قرمز قابل مشاهده است. محققین و سازندگان جیمزوب این نکته را بسیار مورد توجه قرار دادند و تلسکوپ وب را برای دیدن نور مادون قرمز با وضوح و حساسیت بی سابقه طراحی کردند.

این ابزار رصدی پیشرفته به طور مستقیم بخشی از فضا و زمان را مشاهده می کند که قبلاً دیده نشده است و به دورانی خواهد نگریست که اولین ستاره ها و کهکشان ها در بیش از ۱۳٫۵ میلیارد سال پیش شکل گرفتند. اینگونه وب می تواند اسرار ناگفته منظومه شمسی را برای ما حل کرده و ساختار و منشا اسرارآمیز کیهان را بررسی و کشف کند.

 

جیمز وب کیست؟ چرا این تلسکوپ را جیمز وب نامگذاری کردند؟

جیمز ادوین وب James Edwin Webb رئیس سازمان فضایی ناسا در دوره ریاست جمهوری جان اف کندی (از سال ۱۹۶۱ تا سال ۱۹۶۸) بود،  مردی با بصیرت و با دانش سیاسی؛ کسی که توانست قدرت ناسا را در دوره ریاست خود کنترل و سازماندهی کند و آن را به دوران اوج خود برساند، جایگاهی که پیش از این هرگز به چشم ندیده بود.

احتمالا ماجرای رقابت های سازمان فضایی آمریکا و شوروی را شنیده باشید. ریاست جیمز وب درست به همان سالها برمیگردد. در سال ۱۹۶۱ رئیس جمهور کندی وعده فرود انسان بر روی ماه‌ (ماموریت آپولو) را داد و از جیمز وب خواست این وعده را عملی کند. اگر چه در طول این مدت ماموریت های آپولو بسیاری با شکست های سنگین رو به رو شدند اما وب، مصرانه به اهداف سازمان فضایی پایبند ماند.

سر انجام جیمز وب تنها ۳ روز پیش از ماموریت آپولوو ۷ از ریاست سازمان فضایی آمریکا استعفا داد. با این وجود میتوان گفت نقش بسیار پررنگی در موفقیت ماموریت آپولو ۱۱ داشت. به پاس قدردانی از این مرد جسور و بی باک، سازمان فضایی آمریکا، ناسا، نام تلسکوپ پر آوازه و پیشرفته خود را جیمز وب قرار داد.

 

James Edwin Webb

 

طرز کار تلسکوپ فضایی James Webb

همانطور که در بالا نیز اشاره کردیم، تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا به گونه‌ای طراحی‌شده که بتواند جهان را در زیر نور فروسرخ که برای چشم انسان نامرئی است، مشاهده نماید. در ادامه مهم ترین ویژگی ها و طرز کار تلسکوپ فضایی James Webb را بررسی خواهیم کرد.

 

  •  تلسکوپ فضایی جیمزوب، رصدخانه ای مادون قرمز، با قابلیت تشخیص طول موج بلندتر و حساسیت بیشتر از هابل است.
  • این تلسکوپ دارای آینه ای اصلی با قطر ۶٫۵ متر است و خود این آینه از تعداد ۱۸ عدد شش ضلعی طلایی تشکیل شده است.
  • به سبب طراحی ویژه‌ این آینه ها، جیمز وب، در حدود شش برابر بیشتر از هابل توانایی جمع‌آوری نور را دارد.
  • میدان دید JWST به واسطه دوربین‌ها و طیف سنج های به کار رفته در آن حدوداً ۱۵ برابر وسیع تر از دامنه دید هابل است.

 

تجهیزات و امکانات تلسکوپ جیمز وب

تلسکوپ جیمزوب به تجهیزات و امکاناتی دارد که آن را در مسیر ماموریتش یاری میکنند؛این تجهیزات عبارتند از:

 

  • طیف سنج فروسرخ نزدیک که توانایی رصد همزمان ۱۰۰ جسم را دارد.
  • دوربین فروسرخ نزدیک
  • دوربین و طیف سنج تلفیقی میانه به همراه سردکننده ای که دمای دستگاه را در حدود منفی ۲۶۶ درجه سانتیگراد نگه میدارد.
  • سیستم هدایتی و تصویربردار میدان وسیع که شامل تنظیماتی جهت مشاهده سیارات فراخورشیدی‌ست.
  • سایبانی به اندازه یک زمین تنیس دارد که مانند یک مانع با SPF یک میلیون عمل می‌کند و اجازه عبور هیچ نوری از خورشید را نمی‌دهد.
  •  

 

تجهیزات و گجت های تلسکوپ جیمز وب
تجهیزات و گجت های تلسکوپ جیمز وب

 

مهم ترین پروژه ها و ماموریت های تلسکوپ جیمز وب

پروژه های مختلفی برعهده جیمزوب قراردارد که از جمله آنها میتوان به این موارد اشاره کرد:

 

  • شناسایی و رصد سامانه های سیاره ای
  •  رصد و بررسی اتمسفر سیارات فراخورشیدی سنگی و زیست پذیر احتمالی
  • بررسی میزان ماده تاریک با مشاهده روند منحنی چرخش کهکشان ها در طول زمان
  • بررسی ثابت هابل
  • آگاهی از نحوه تشکیل کهکشان ها در طول زمان کیهانی
  • اطلاع از ترکیبات شیمیایی جو ستارگان و…

 

تلسکوپ جیمز وب چگونه به کشف سیارات فراخورشیدی کمک خواهد کرد؟

سیارات فراخورشیدی یا Exoplanets از جمله جذاب‌ترین موضوعات حال حاضر در حوزه ستاره‌شناسی هستند. زمانی که ساخت تلسکوپ فضایی وب آغاز شد، ۲ سیاره فراخورشیدی شناسایی شده بودند. در حال حاضر، دانشمندان می‌دانند که تعداد زیادی از سیارات فراخورشیدی وجود دارند که مشابه زمین هستند و امکان حیات در آنها محتمل است. اما اکنون تلسکوپ جیمز وب ناسا با استفاده از تجهیزات و ساختار قدرتمند خود خواهد توانست تعداد بی شمار سیاره فراخوردشیدی را رصد کند و شرایط محیطی آن ها را بسنجد.

تلسکوپ وب با استفاده از روش طیف‌سنجی گذری اتمسفر این سیاره‌ها را بررسی خواهد کرد. در این روش هنگامی که سیاره فراخورشیدی بین ما و ستاره میزبان خود قرار می‌گیرد، طیفی از نور ستاره به دست می‌آید. با استفاده از این روش می‌توان ترکیب اتمسفر سیاره را یافت.

مقالات نحوه نامگذاری سیارات فراخورشیدی و نحوه تحلیل منحنی نوری فراخورشیدی را را حتما مطالعه کنید.

 

دانشمندان به دنبال ترکیباتی مانند آب و متان و دسته‌ای دیگر از ترکیبات شیمیایی هستند که می‌توانند نشان دهنده احتمال سکونت پذیری سیاره باشند.

 

تلسکوپ جیمزوب در چه مکانی در فضا قرار می‌گیرد و مدار آن به چه شکل خواهد بود؟

 

جیمزوب برخلاف هابل به دور زمین نخواهد گشت؛ اما مدار زمین در چرخش به دور خورشید را دنبال خواهد کرد. به عبارت دیگر، جیمز وب نیز به دور خورشید میگردد.

 

این تلسکوپ پس از پرتاب، بیش از ۱.۵ میلیون کیلومتر را طی می‌کند تا به نقطه پایدار جاذبه موسوم به لاگرانژ۲ یا همان L2 برسد. این نقطه روی خط مستقیم خورشید به زمین قرار دارد و بدین ترتیب در مدار سالانه گردش زمین به دور خورشید مستقر میشود. تلسکوپ فضایی جیمز وب، برخلاف تلسکوپ هابل که به دور زمین می‌چرخد و هر ۹۰ دقیقه در سایه آن قرار می‌گیرد، دیدی بدون مانع از جهان هستی خواهد داشت و سایه زمین در هیچ زمانی دامنه دید JWST را محدود نخواهد کرد.

 

نقطه L2 ، خانه تلسکوپ جیمز وب در فضا
نقطه L2 ، خانه تلسکوپ جیمز وب در فضا

 

آیا تلسکوپ جیمز وب در فضا قابل تعمیر است؟

 

در کل تاریخ ماموریت‌های فضایی، تنها یک جسم فضایی ساخته شد که بتوان آن را در فضا تعمیر کرد، تلسکوپ هابل!

 

تمامی ماهواره‌ها با این پیش فرض ساخته شده‌اند که امکان تعمیر آن‌ها در فضا وجود ندارد و این فرض در مورد تلسکوپ جیمز وب نیز صدق می‌کند. تلسکوپ وب آنقدر در فاصله دوری از زمین قرار دارد که نمی‌توان فضانوردان را به آن نقطه فرستاد تا در صورت نیاز، تلسکوپ را تعمیر کنند. رباتی که توانایی تعمیر چنین دستگاه پیشرفته‌ای را داشته باشد نیز وجود ندارد. بنابراین باید نهایت دقت در طراحی و ساخت جیمز وب به کار برد.

 

تفاوت های تلسکوپ فضایی جیمز وب و هابل

 

  هابل جیمز وب
دما ۲۱ درجه سانتیگراد ۲۳۰- درجه سانتیگراد
اندازه تلسکوپ اصلی مشابه اتوبوس مدرسه برابر با نیمی از بوئینگ ۷۳۷
اندازه ۱۳.۲*۴.۲ متر ۲۲*۱۲ متر (فقط سایه بان)
قطر آینه اصلی ۲.۴ متر ۶.۵ متر
وزن ۱۲۲۴۶ کیلوگرم ۶۵۰۰ کیلوگرم
اجرام رصد شده کهکشان‌های کودک کهکشان‌های نوزاد
امواج رصد شده نور مرئی، فرابنفش، فروسرخ نزدیک (۰.۱-۲.۵ میکرون) نور مرئی تا فروسرخ میانه (۰.۶-۲۸.۵میکرون)
فاصله از زمین ۵۷۰ کیلومتر ۱.۵ میلیون کیلومتر

 

چگونه می‌توان مطمئن شد که JWST از دماهای بالا یا برخورد بقایای فضایی مانند میکرومتروئیدها در امان خواهد بود؟

 

از آنجا که JWSP در مدار L2 قرار دارد، دما چندان مسئله مشکل‌سازی نخواهد بود. تلسکوپ‌هایی که به دور زمین می‌چرخند، به صورت مداوم از سایه زمین خارج و در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند و سپس دوباره به سایه زمین وارد و از نور خورشید دور می‌شوند. امری که به تفاوت دما در ماهواره یا تلسکوپ منجر می‌شود که مشکلات خاص خود را ایجاد خواهد کرد. از طرف دیگر، از آنجا که JWST در فاصله‌ای زیاد از زمین قرار می‌گیرد، محافظت سپر مغناطیسی زمین را از دست داده و در معرض تابش کیهانی قرار می‌گیرد.

 

دانشمندان به صورت تقریبی تعداد و اندازه میکرومتروئیدهایی (ریز شهابواره ها) که در طول زندگی این تلکسوپ به آن برخورد خواهد کرد را محاسبه کرده‌اند. آن‌ها همواره این نکته را در نظر داشته‌اند که قابلیت‌ها و ساختار تلسکوپ فضایی جیمز وب باید به قدری قوی باشد که کل زمان ماموریت را تاب بیاورد. به عنوان مثال تنها یک بخش از تلسکوپ نیست که مسئولیت انجام دادن یک وظیفه را داشته باشد. برای هر یک از اهرم های کاربردی یک جایگزین در نظر گرفته شده تا در صورت بروز هر مشکلی، ماموریت تلسکوپ جیمز وب دچار اختلال نشود.

 

آخرین اخبار تلسکوپ جیمز وب ناسا! تلسکوپ جیمز وب کی پرتاب می شود؟

 

با آنکه ساخت این تلسکوپ حدود ۱۴ سال پیش تمام شده است ولی بارها شاهد به تعویق افتادن پرتاب آن توسط ناسا بوده ایم. اما اخیراً و پس از انتقال تلسکوپ به اروپا و درحالیکه کمتر از یک ماه به پرتاب باقی مانده بود، بر اثر رهاشدن ناگهانی یک بست که وب را به اداپتور متصل و محکم میکرد؛ باز هم اخباری مبنی بر به تعویق افتادن پرتاب آن منتشر شد. اما ناسا پس از ارسال تیم بررسی به اروپا اعلام کرد که تاخیر و تعویق جدیدی در کار نیست و جیمزوب در تاریخ ۱دی ماه ۱۴۰۰ سوار بر موشک آریان ۵از بندر گویان فرانسه به فضا پرتاب خواهد شد.

 

اینفوگرافی زمان راه اندازی تلسکوپ جیمز وب
اینفوگرافی زمان راه اندازی تلسکوپ جیمز وب

 

تاریخ دقیق پرتاب تلسکوپ جیمز وب اعلام شد!

 

پس از مدتها انتظار و بارها تاخیر و عقب افتادن زمان پرتاب تلسکوپ جیمز وب، سرانجام تاریخ دقیق پرتاب آن قطعی و اعلام شد.

 

قدرتمند ترین تلسکوپ فضایی تاریخ در روز ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱ ( ۵ دی ۱۴۰۰) ساعت ۷:۲۰ به وقت منطقه شرقی و ۱۵:۵۰ به وقت ایران از مرکز فضایی بندر گویان فرانسه پرتاب خواهد شد. در روزهای گذشته به علت وزش باد دید در این منطقه پرتاب جیمزوب به تعویق افتاده بود. امیدواریم در تاریخ اعلام شده مشکلی ایجاد نشود و این تلسکوپ پرقدرت و گران قیمت ناسا بدون هیچ نقصی سفر خود را آغاز کرده و زمین را برای همیشه ترک کند.