امکان ساخت نسل بعدی تلسکوپ‌های فضایی غول‌پیکر در خارج از زمین

مونتاژ تلسکوپ در فضا، رویکرد خلاقانه ناسا برای ساخت تلسکوپ‌هایی با قدرت دید ۴۰ برابر قوی‌تر از تلسکوپ هابل است.

برای کشف حقایق بیشتر درباره کیهان، دانشمندان پیوسته در تلاش برای ساختن رصدخانه‌های بزرگ‌تر و بهتر هستند تا بتوانند عمق کیهان را از زمین و حتی مدار زمین کاوش کنند. این رصدخانه‌ها یا تلسکوپ‌ها با قرار گرفتن در مدار زمین به‌عنوان چشم بشر و به دور از آلودگی‌های اتمسفر به اعماق کیهان یا در حقیقت وقایع هزاران سال قبل می‌نگردند.

مهندسان مهیای شروع توسعه و ارتقا لازم برای ساختن نسل جدید تلسکوپ فضایی با فناوری‌هایی برگرفته از مرزهای دانش بشر هستند؛ ولی مشکلی فراتر از ساخت تلسکوپ‌ها وجود دارد. این رصدخانه‌های فضایی ممکن است برای پرتاب به فضا بسیار بزرگ باشند. وقتی از تلسکوپ‌ها صحبت می‌کنیم، اندازه و وزن معیار‌های مهمی خواهند بود که می‌توانند تحقق رؤیا‌های کشف کیهان را به تعویق بیندازند. شاخص‌هایی چون اندازه و وزن تلسکوپ‌ها ستاره‌شناسان و مهندسان را به برنامه‌ریزی و تلاش مضاعفی واداشته تا از بیشترین توان موشک‌‌هایی که امروزه در اختیار بشر است استفاده کنند. چرا که قدرت یک تلسکوپ به مقدار زیادی وابسته به دیافراگم یا قطر آینهٔ اصلی آن است.

سیستم پرتاب فضایی

مگاموشک‌های جدید ناسا همچون سیستم فضایی پرتاب (SLS) ممکن است به قدر کافی بزرگ باشند تا بعضی از تلسکوپ‌های فضایی نسل بعدی را به مدار زمین منتقل کنند، لیکن گسترش توانایی تلسکوپ‌ها به‌طور حتم می‌تواند یک فشار مضاعف در روند طراحی موشک‌ها باشد و در صورت عدم برآورده شدن خواسته‌های ستاره‌شناسان، ممکن است ظرفیت‌های بسیاری از کشف حقایق علمی نابود شود.

تلسکوپ‌های غول‌پیکر در فضا مونتاژ خواهند شد

برای حذف محدودیت و مشکل قرارگیری تلسکوپ‌ها در موشک‌ها و حتی مگا‌موشک‌ها که به یک چالش جدی تبدیل شده است، دانشمندان ناسا به‌دنبال راه جدید و موثری برای فرستادن تلسکوپ‌های فضایی به مدار هستند. آن‌ها تصمیم دارند تا تلسکوپ‌ها را به‌نحوی طراحی کنند تا همچون قطعه‌های قابل مونتاژ به مدار پرتاب شود و در آنجا به‌صورت روباتیک یا با کمک فضانوردان سرهم شود.

در ۲۳۳مین جلسه جامعه اخترشناسی آمریکا (AAS) در سیاتل، نیک سیگلر سرپرست تکنولوژیست برنامه اکتشاف سیاره فرا‌خورشیدی گفت:

تلسکوپ‌های بزرگ‌تر قدرت تفکیک‌پذیری زاویه‌ای و تفکیک‌پذیری طیفی بهتری را به ما می‌دهند و به ناچار برای آینده باید تلسکوپ‌های فضایی بهتری بسازیم.

توانایی تفکیک‌پذیری زاویه‌ای باعث تشخیص بهتر و بیشتر جزییات سوژه می‌شود و توانایی تفکیک‌پذیری طیفی باعث تشخیص بهتر تفاوت فرکانس‌های نزدیک به‌‌ هم می‌شود. افزایش این توانایی‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا کیهان را عمیق‌تر و واضح‌تر از قبل رصد کنند و در کشف و تشخیص سیار‌ه‌های اطراف ستاره‌ها با دقت بالاتری به پژوهش بپردازند.

تلسکوپ جیمز وب

البته سیگلر معتقد است که کلمه بزرگ نسبی است ولی در چالش پیش رو تلسکوپ‌ها، می‌تواند سمت و سوی اهداف آینده رصدخانه‌های فضایی را بیان کند. درهرصورت شما سازهای بزرگ دارید که سعی می‌کنید آن را به قطعات کوچک‌تر تا بزنید و حجم تلاشی که برای رسیدن به این هدف انجام می‌دهید درحقیقت طاقت‌فرسا و شگفت‌انگیز است. برای مثال تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برنامه‌ریزی شده تا در سال ۲۰۲۱ با موشک آریان ۵ به فضا پرتاب شود. وقتی این تلسکوپ آماده باز شدن می‌شود بیش از ۲۰۰ بخش متحرک با دقت بسیار بالا باید درکنار هم قرار گیرند تا این تلسکوپ بتواند به رصد کیهان بپردازد.
تلسکوپ جیمز وب با آینه‌ی ۶.۵ متر با بودجه‌ی بیش از ۸ میلیارد دلار بزرگ‌ترین تلسکوپی است که بشر تا به‌حال ساخته و آریان ۵ که برای حمل ماهواره‌های سنگین طراحی شده، وظیفه انتقال آن را به‌ مدار برعهده گرفته است. البته موشک آریان ۵ اکتبر ۲۰۱۸ در اجرای مأموریت بین‌المللی بِپی کُلُمبو نیز مشارکت داشت که بخشی از برنامه هواریزن ۲۰۰۰+ برای مطالعه عمیق روی سیاره‌ٔ عطارد بود.

تلسکوپ فضایی ناسا

از سویی دانشمندان ناسا فعالیتی دیگر و موازی برای ساخت تلسکوپ‌های بزرگ‌تری را پیگیری می‌کنند. مهندسان ناسا مشغول کار روی نقشه‌های سخت رصدخانه‌های فضایی پیشنهادی برای سال ۲۰۳۰ هستند. آن‌ها به‌دنبال ساخت تلسکوپ فضایی لوویر (LUVOIR) و تلسکوپ فضایی اوریجنز (OST) هستند و در اجرای این پروژه‌ها با محدودیت جدی از سمت موشک‌ها رو‌به‌رو هستند.

برای اجرای پروژه هر کدام از این دو تلسکوپ فضایی، مهندسین دو طرح متفاوت ارائه دادند. در تلسکوپ لوویر دو نسخه طراحی می‌شود. نسخه اول با نام لوویر-آ با قطر ۱۵ متر که از سیستم پرتاب فضایی ناسا برای رسیدن به مدار استفاده می‌کند و نسخه دوم لوویر-بی با قطر ۸ متر که با موشک‌های امروزی و ضعیف‌تر نیز می‌تواند به مدار فرستاده شود. این نسخه‌های کوچک‌تر در حقیقت برای زمانی در نظر گرفته شده‌اند که سیستم پرتاب فضایی ناسا در زمان مقرر آماده به‌کار نباشد و همان‌طور که روند اجرای پروژه SLS نشان داده، علاوه‌بر تأخیر زمانی به تزریق بودجه بیشتر نیز دارد.

فضانوردان در مقابل ربات‌ها

ناسا به رویکردی متفاوتی نیز می‌اندیشد. به‌جای انتظار برای ساخت موشک‌هایی که بتوانند تلسکوپ‌های فضایی نسل آینده را به فضا ببرند، تیمی از پژوهشگران ناسا به مطالعه امکانات مونتاژ در فضا می‌پردازند. این رویکرد نه ‌تنها محدودیت‌های پرتاب با موشک را از بین می‌برد بلکه در کاهش هزینه توسعه و راه‌اندازی تلسکوپ‌های فضایی آینده نیز بسیار مؤثر است.

تصور ساخت تلسکوپ در فضا تنها آغاز یک راه دراز است. برای رسیدن به چنین مطلوبی ناسا در گام اول نه‌تنها باید ثابت کند این فرایند ممکن است بلکه به کاهش هزینه‌ها نیز منتهی می‌شود و صد البته یک مأموریت خطرناک به شمار نخواهد رفت. برای رسیدن به این هدف‌ها در یک ارزیابی باید دید که روند مونتاژ توسط فضانوردان یا ربات‌ها یا ترکیبی از فعالیت‌ها هردو آن‌ها چه فواید و مضراتی خواهد داشت.

تعمیر تلسکوپ هابل

فرستادن فضانوردان برای کار روی تلسکوپ فضایی یک مفهوم جدید نیست. در سال ۱۹۹۰ تلسکوپ فضایی هابل راه‌اندازی شد و فضانوردان در طی سال‌های ۱۹۹۳ تا ۲۰۰۹ پنج مأموریت سرویس را روی آن اجرا کردند. البته فضانوردان در ابتدا هابل را نساختند و فقط تجهیزات جدید را نصب کردند و در مواردی تعمیر‌های عمده روی رصدخانه فضایی انجام دادند. همچنین از زمان اجرای آخرین مأموریت سرویس، فضانوردان تلسکوپ فضایی دیگری را ملاقات نکردند.

تا سال ۲۰۱۱ شاتل‌های فضایی کار می‌کردند و در مأموریت‌های سرویس تلسکوپ هابل نقش پررنگی داشتند؛ اما اکنون ناسا نیم‌نگاهی به پروژه معروف مدارگرد ماه گیت‌وی (LOP-G) دارد. این ایستگاه قمری به‌عنوان ایستگاه فضایی برای فرود روی ماه و حتی سفر به مریخ و ماوراء آن در نظر گرفته شده است؛ اما بعضی از پژوهشگران همچون سیگلر معتقدند که ربات‌ها برای مونتاژ در فضا عملکرد بهتری دارند. از نظر سیگلر یک سیستم روباتی می‌تواند برای مونتاژ تلسکوپی در فضا عملکردی مشابه بازوی روباتیک ایستگاه فضایی بین‌المللی داشته باشد. او می‌گوید:

فضانوردان گران هستند...ما فکر می‌کنیم که می‌توانیم به‌صورت روباتیک کارها را انجام دهیم.

در تابستان پیش‌رو تیم مونتاژ تلسکوپ در فضا (iSAT) ناسا نتیجه آخرین پژوهش‌های خود را در مورد گزینه‌های احتمالی برای مونتاژ در فضا مطرح خواهد کرد. تلسکوپ‌ها با دیافراگم بزرگ موهبت ارزشمند برای علوم اخترفیزیک، سیاره‌شناسی و همه علومی هستند که مربوط‌به شناخت کره‌های زمین از زیست‌شناسی گرفته تا جغرافیا، هواشناسی، فیزیک و شیمی مفید خواهد بود؛ پس بسیاری از پژوهشگران منتظر نتایج این رویکرد شگفت‌انگیز  ناسا خواهند بود.

منبع space

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید