10 مليار دولار من تلسكوب جيمس ويب الفضائي المقرر إطلاقه في يوم عيد الميلاد

من المقرر إطلاق التلسكوب الأكثر طموحًا وتكلفة على الإطلاق في الفضاء في يوم عيد الميلاد ، بهدف البحث بشكل أعمق في الفضاء – بمرور الوقت – أكثر من أي وقت مضى.

بعد ثلاثة عقود من التخطيط والعديد من التأخيرات في البناء وارتفاع التكاليف ، سوف يذهب تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي تبلغ قيمته 10 مليارات دولار أخيرًا إلى مدار خاص يبعد أربعة أضعاف عن الأرض عن القمر.

كان أحد الأغراض الرئيسية هو التقاط صور للنجوم والمجرات الأولى التي تشكلت من غاز أدي في “الفجر الكوني” بعد حوالي 200 مليون سنة من الانفجار العظيم.

لكن علماء الفلك يتوقعون أن يوفر تلسكوب الويب كنوزًا أقرب إلى الوطن ، وخاصة الكواكب – النجوم التي تدور في نظامنا الشمسي وفي أماكن أخرى من المجرة. تقيس أدواتها التركيب الكيميائي لهذه الأجواء الكوكبية وتبحث عن اللبنات الجزيئية الأساسية للحياة.

شارك ريتشارد إليس ، أستاذ علم الفلك في جامعة كوليدج لندن ، في المشروع منذ أوائل التسعينيات ، عندما شكلت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا فريقًا علميًا للتخطيط لخلافة مختبر هابل الذي تم إطلاقه مؤخرًا. تمت تسميته جيمس ويب تخليداً لذكرى مدير ناسا الذي قاد برنامج أبولو في الستينيات. وقد انضمت وكالات الفضاء الأوروبية والكندية إلى البرنامج الذي تقوده الولايات المتحدة كشركاء مبتدئين.

وقال إليس: “كان الأمر مكلفًا للغاية ، وكان هناك الكثير من التأخير ، وهددت شبكة الويب بالإلغاء عدة مرات”. “ولكن الآن ، أخيرًا ، لدينا تلسكوب ، والذي يشعر علماء الفلك بحماسة كبيرة ويفخرون به.”

إن VP 6.5 متر أقوى 100 مرة من الزوج الزجاجي الرئيسي. لكن الاختلاف الرئيسي بين التلسكوبين الكبيرين هو أن هابل يرصد الضوء المرئي ، بينما تعمل الشبكة في منطقة الأشعة تحت الحمراء. هذا الأخير أفضل بكثير للكشف عن الأجسام البعيدة لأن ضوءها ينتقل إلى أطوال موجية أطول عن طريق تمدد الكون.

يقع هابل في مدار منخفض على ارتفاع 550 كيلومترًا فوق الأرض ، ويبعد الويب 1.5 مترًا عند “النقطة الطويلة الثانية” أو L2. هنا ، تعمل الجاذبية من الشمس والأرض على موازنة الحركة المدارية للقمر الصناعي تمامًا بحيث يدور في نفس المكان في الفضاء.

ميزة L2 على مدار الأرض المنخفض هي أن المسافة الأكبر من الكوكب تجعل من الأسهل بكثير الحفاظ على الحرارة باردة وتجنب التداخل مع الأشعة تحت الحمراء للأرض. عيب واحد هو المسافة التي لا يمكن الوصول إليها عن طريق أعمال الصيانة والإصلاح في حالة حدوث أي خطأ. عندما قام رواد فضاء المكوك بتركيب بصريات مراجعة على زجاجه المعيب في عام 1993 ، اشتهر هابل بإنقاذ هابل من حالة سيئة.

بعد إطلاق صاروخ أريان 5 الأوروبي في الفضاء ، استغرق الأمر شهرًا للوصول إلى شبكة الإنترنت L2. في الطريق ، يوسع البريليوم المطلي بالذهب زجاجه الرئيسي ، المصنوع من 18 لوحة سداسية من المعدن ، وواقي شمسي عملاق بحجم ملعب تنس ، مما يحافظ على التلسكوب في الظل الدائم عند درجة الحرارة المتوقعة. -233 ج.

لكنها ليست باردة بما يكفي لواحدة من أدوات Webb الأربعة ، أداة Mid-Infrared أو MIRI. يمكن خفضه إلى -266 درجة مئوية ، سبع درجات فوق الصفر المطلق ، باستخدام أداة cryocolor. قالت جيليان رايت ، مديرة مركز المملكة المتحدة للتكنولوجيا الفلكية في إدنبرة والرئيس المشارك لفريق MIRI ، “إنها تعمل على نفس مبدأ ثلاجة منزلك ، حيث يكون الهيليوم سائلاً في درجات حرارة منخفضة للغاية.

تلعب MIRI دورًا مهمًا في اكتشاف وميض الضوء النجمي الأول من خلال سحب غاز Adi السميك أثناء الفجر الكوني وفي تحليل الغلاف الجوي للكواكب البعيدة. ولكن عندما سُئلت عن الملاحظات التي كانت تتطلع إليها أكثر من غيرها ، أجابت رايت: “أنا متحمس للغاية لاكتشاف شيء مذهل للغاية.

قال رايت إن الويب وجميع أدواته سيبدأ العمل في أبريل ومايو مع المراقبة المستمرة لمعرفة ما إذا كانت تعمل بشكل صحيح. سيبدأ البحث الفلكي في يوليو.

كرس معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور 30 ​​عامًا من وقت الرصد لعلماء الفلك في Hub ، وسيفعل الشيء نفسه بالنسبة للحرارة. يتم الاشتراك في الفتحات بشكل كبير ، لذلك يتم استخدام نظام مراجعة الأقران لتحديد من يجب أن يحصل عليها ، محجوز للعلماء المشاركين في تطوير بعض الأدوات التلسكوبية.

قال رايت إن فريقه ، المعروف باسم Hubble Deep Field ، سوف يستكشف بنشاط منطقة صغيرة من السماء تعاني بالفعل من دوار شديد ويبحث عن مجرات مبكرة جدًا. وقال “لدينا خطة كبيرة للنظر في الغلاف الجوي للكواكب”. سؤال آخر يود العلماء الإجابة عنه هو كيف تتشكل الكواكب الخارجية – النجوم التي تدور في مكان آخر في مجرتنا – من الغبار الكوني.

لكن يتعين على علماء الفلك أن يتحملوا أولاً ما أسماه إيليس “الأشهر المؤلمة” ، بعد إطلاق يوم عيد الميلاد من كرو في غيانا الفرنسية ، حيث تنتظر شبكة الويب لإكمال سلسلة الافتتاحات المعقدة والتدريبات التي تديرها الأجهزة.

إذا جاء التلسكوب في حالة عمل جيدة ، فإنه يعد بأكبر عائد علمي – هدية عيد الميلاد الفلكية التي ستستمر لعقد من الزمان.

قال إليس: “لقد كنت أعمل على التطور المبكر للمجرات منذ سنوات عديدة”. “إن مشاهدة” الفجر الكوني “بالحرارة ستكون ذروة مسيرتي المهنية.”