في الثامن من كانون الثاني (يناير) 2022 ، يمكن القول إن أعظم إنجاز هندسي للبشرية أتى ثماره على بعد نصف مليون ميل من كوكبنا. بعد 20 عامًا من التطوير ، وإنفاق 10 مليارات دولار ، و 14 يومًا من الأوريغامي الرائع عالي التقنية في الفضاء ، تم نشر تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) بالكامل.
بعد الإطلاق بنجاح من مركز غيانا للفضاء في غيانا الفرنسية في يوم عيد الميلاد أثناء طيها في انسيابية صاروخ Ariane 5 ، قام المهندسون بالتحكم عن بعد في 50 جزءًا متحركًا و 178 دبوس تحرير. كان يجب أن يحدث كل شيء بشكل صحيح ، بالتسلسل ، لوضع Webb في تكوينه النهائي. انها عملت.
يوم الاثنين 24 يناير ، بعد رحلة استغرقت 30 يومًا في الفضاء ، وصل Webb إلى وجهته النهائية. حلم يتحقق؟ ليس بعد. هذا هو ما سيحدث بعد ذلك.
ما هو ويب؟
ويب هو أكبر مرصد فضائي تم تشييده وأكثرها تقدمًا على الإطلاق. أقوى بحوالي 100 مرة من هابل ، ويب هو حجم ملعب تنس بطول 70 قدمًا. مرآتها الأساسية الضخمة التي يبلغ ارتفاعها 21.6 قدمًا (إلى مرآة هابل الأساسية التي يبلغ ارتفاعها 8 أقدام) مصنوعة من البريليوم فائق القوة وتتألف من 18 قطعة سداسية.
جميع التلسكوبات هي آلات للوقت … كل فوتون يكتشفه ويب هو ضوء قديم ، ولكن نظرًا لأنه تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، فإنه سيكتشف أقدم وأقدم ضوء.
كل قطعة مغطاة بالذهب ، مما يجعلها مثالية لعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء. وهذا هو الفرق الرئيسي بين Webb و Hubble. على عكس هابل ، الذي ينظر إلى الكون في ضوء مرئي وفوق بنفسجي ، يلتقط ويب ضوء الأشعة تحت الحمراء القديم الممتد. هذا ، إلى جانب مرآته الأكبر ، يعني أنه يمكن أن ننظر إلى الوراء في الزمن أكثر مما كان علماء الفلك قادرين على فعله من قبل.
هل سينظر ويب حقًا إلى الوراء في الوقت المناسب؟
جميع التلسكوبات هي آلات للوقت. ضوء كل نجم تراه قديم وسافر بعيدًا جدًا ليصلك. حتى ضوء الشمس يبلغ 8 دقائق و 20 ثانية. يقع ألمع نجم في سماء الليل ، Sirius ، على بعد 8.6 سنة ضوئية. هذا يعني أن ضوءها قد سافر لمدة 8.6 سنوات بسرعة 186000 ميل في الثانية للوصول إلى عينيك.
كل فوتون يكتشفه ويب هو ضوء قديم ، ولكن نظرًا لأنه تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، فإنه سيكتشف أقدم وأقدم ضوء. ضوء الأشعة تحت الحمراء هو إشعاع كهرومغناطيسي ذو أطوال موجية أطول من الضوء المرئي ، لذلك فهو غير محسوس للعين البشرية.
أقدم ضوء في الكون – انبعث بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار سنة ، عندما تشكلت النجوم والمجرات الأولى – قد تمدد بسبب توسع الكون ، لذلك فهو أحمر للغاية. أحمر جدًا في الواقع أنه يسقط من طيف الضوء المرئي تمامًا وفي طيف الأشعة تحت الحمراء.
سيكون ويب قادرًا على دراسة تلك النجوم والمجرات الأولى بعد بضع مئات الملايين من السنين بعد الانفجار العظيم ، وهو شيء لم يستطع تلسكوب آخر القيام به. هذا هو سبب بناء Webb.
أين ويب؟
ال تلسكوب ويب هنا حاليا. على الرغم من أنها صغيرة جدًا وخافتة بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، إلا أن النظر في الليل سيكون ويب بالخارج. إنه حاليا في كوكبة Monoceros ، إلى الشرق قليلاً من حزام الجبار. سيكون Webb دائمًا في الجانب الليلي من كوكبنا حتى يتمكن دائمًا من الحصول على رؤية واضحة للفضاء السحيق.
قطع Webb مليون ميل / 1.5 مليون كيلومتر من الأرض إلى ما يُعرف باسم نقطة لاغرانج الثانية (L2). هذا موقع مهم جدًا في الفضاء بالنسبة إلى الأرض.
تمت تسمية L2 على اسم عالم رياضيات إيطالي ، وهي نقطة توازن جاذبية على الجانب البعيد من الأرض بعيدًا عن الشمس – حوالي أربعة أضعاف المسافة من الأرض إلى القمر – حيث تتحد جاذبية الأرض والشمس هنا لتكوين عنصر نسبي موقع مستقر.
إنه مكان يمكن لـ Webb فيه إبقاء الشمس والأرض والقمر خلفه في جميع الأوقات ، موجهًا ألواحه الشمسية للخلف بينما تكون مرآته القوية محمية في نفس الوقت من أشعة الشمس بواسطة ألواح واقية من الشمس بحجم ملعب التنس. يعد L2 أيضًا مكانًا مفيدًا لأنه قريب بدرجة كافية من الأرض بالنسبة لنا للحفاظ على اتصالات سهلة.
يختلف Webb عن معظم التلسكوبات الفضائية – بما في ذلك Hubble – التي تنظر إلى الفضاء أثناء الدوران حول الأرض. لذلك ، في حين تم إصلاح هابل من قبل رواد مكوك الفضاء في عام 1993 بعد إطلاقه قبل بضع سنوات بشذوذ بصري ، فإن ويب بعيد جدًا عن الإصلاح إذا حدث خطأ ما.
ومع ذلك ، لن يكون هناك وحده ؛ وكالة الفضاء الأوروبية جايا يدور مخطط النجوم ثلاثي الأبعاد حول L2 الآن ، و تلسكوب الفضاء الروماني سيصل في عام 2027.
ماذا سيفعل Webb الآن؟
مع اكتمال الكشف الميكانيكي للمرصد ، واصل المهندسون محاذاة المرايا. بتحريك كل مقطع من مقاطع المرآة الأساسية البالغ عددها 18 والمرآة الثانوية عن بُعد من تكوين الإطلاق ، قاموا بالتلاعب بانحناء كل مقطع مرآة لضبط الشكل العام لمرآة Webb الأساسية.
تقول ناسا إن الأمر قد يستغرق حتى 24 أبريل لمحاذاة قطاعات البريليوم السداسية المغطاة بالذهب وعددها 18 لإنشاء مرآة ويب الأولية.
“هذا التلسكوب غير جاهز للاستخدام خارج الصندوق وستكون الصور الأولى قبيحة – ستكون ضبابية ،” قالت جين ريجبي، عالم مشروع عمليات ويب ، مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، في مؤتمر صحفي في يناير. سيكون لدى المهندسين بشكل فعال 18 صورة يجب تجميعها معًا في صورة تلسكوبية واحدة.
سيكون عمل شاق. قال ريجبي: “نبدأ بالمرايا من المليمترات ونقودها لتكون في نطاق أقل من حجم فيروس كورونا – إلى 10 نانومتر”. “إنها عملية مدروسة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً.”
بمجرد انتهاء هذه العملية – بحلول منتصف شهر مارس أو ما يقرب من ذلك – سيستغرق المهندسون حوالي شهرين لتوجيه Webb إلى بعض النجوم الساطعة لتصطدم التلسكوب بشكل صحيح وتركيزه. سيقومون بعد ذلك بالاختبار والتكليف أربعة أدوات علمية رئيسية لويب حيث تبرد إلى درجة حرارة -370 درجة فهرنهايت / -223 درجة مئوية.
تقول ناسا إنها لا تتوقع الصور الأولى من Webb إلا بعد حوالي خمسة أشهر من الإطلاق ، بمجرد انتهاء التكليف ، والذي يكون أواخر شهر مايو وفقًا للجدول الزمني الحالي.
قال ريجبي: “نريد أن نتأكد من أن الصور الأولى التي يراها العالم تنصف هذا التلسكوب الذي تبلغ قيمته 10 مليارات دولار”. لن يتم رسمها بالضبط على ما ستكون عليه الصور “الرائعة” ، لكنها تتوقع رؤية تراكبات ويب العميقة بالأشعة تحت الحمراء على صور هابل الكلاسيكية مثل سديم رأس الحصان و ال أركان الخلق.
مع وصول Webb بأمان إلى وجهته ، يمكننا الآن التطلع إلى حقبة جديدة في علم الفلك.
- ماذا يوجد في قائمة مهام تلسكوب ويب؟