يتطور علم الكون والنظام الشمسي بوتيرة متسارعة. ومن أحدث الإنجازات العلمية إنشاء تلسكوب جيمس ويب الفضائي . يعمل هذا التلسكوب ضمن نطاق الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة. ويحتوي على مرآة قطرها 6,6 متر، تتكون من ثمانية عشر قسمًا سداسيًا. وقد صُمم التلسكوب خصيصًا ليكون مرصدًا للأشعة تحت الحمراء.
سنخبرك في هذه المقالة بكل ما تحتاج لمعرفته حول تلسكوب جيمس ويب الفضائي وخصائصه والمساهمات التي قدمها للعلم.
الملامح الرئيسية
نظراً لأن الغلاف الجوي للأرض يمتص الأشعة تحت الحمراء، فإن التلسكوبات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، القادر على رصد الأشعة تحت الحمراء دون تشويش، تُعدّ أكبر وأدق التلسكوبات التي أُطلقت إلى الفضاء على الإطلاق. صُمم هذا التلسكوب لرصد الأجرام السماوية بدقة غير مسبوقة، وهو قادر على استنتاج كيفية تشكّل المجرات الأولى، وولادة النجوم، وأغلفة الكواكب الخارجية ، لتحديد ما إذا كانت الظروف مواتية للحياة.
كان هذا الجانب أساسياً لاكتشاف ما حققه تلسكوب جيمس ويب ، مما أدى إلى تحسين معرفتنا بالكون وأصل المجرات.
من ناحية أخرى، ما يُميّز هذا التلسكوب هو أنه، نظرًا لحجمه، يجب أن يكون قابلاً للطيّ عند طرف صاروخ يُرسل إلى الفضاء. وبمجرد وصوله إلى الفضاء، يجب أن يكون قادرًا على الانفتاح أثناء رحلته إلى موقع عمل يبعد 1,5 مليون كيلومتر عن الأرض . ومن بين تحديات تطويره التكنولوجي، يجب أن يكون قادرًا على عزل نفسه عن الحرارة والضوء، وتبريد نفسه ذاتيًا أو دون الحاجة إلى أي مصدر طاقة خارجي.
ما نوع التلسكوب هو جيمس ويب؟
يعمل تلسكوب جيمس ويب الفضائي في نطاق الأشعة تحت الحمراء، أي أقل من نطاق الضوء المرئي. وهو قادر على رصد الضوء غير المرئي للعين البشرية، ولكن إذا تم رصده باستخدام الأجهزة المناسبة، فإنه قد يساعد في دراسة الأجرام السماوية الباردة، مثل الكواكب الفتية.
وهو نوع من الإشعاع قادر على اختراق غبار النجوم، على عكس الضوء المرئي. هذه الخاصية تُتيح دراسة أجرام مثل الأجرام السماوية الأولية والنجوم البدائية ، التي تولد أو قد تكون محاطة بغبار النجوم، مما يجعل عمليات الرصد صعبة. علاوة على ذلك، قد يكون ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يلتقطه هذا التلسكوب صدىً لتكوينات المجرات الأولى، على شكل ضوء مُمتد بفعل تمدد الكون، يميل نحو الطرف الأحمر من الطيف. لهذا السبب، يُشار أحيانًا إلى تلسكوب جيمس ويب الفضائي بأنه تلسكوب قادر على السفر عبر الزمن.
كيف يتحرك تلسكوب جيمس ويب الفضائي؟
يدور تلسكوب جيمس ويب الفضائي حول الشمس، محاذيًا للأرض، دون توقف. يُكمل دورة كاملة حول نجمنا كل عام، مُنهيًا دورة إهليلجية كل خمسة أشهر. وبفضل عدسة الرؤية المصنوعة من الكابتون، تبقى مراياه ووحدات أجهزته محمية من أشعة الشمس والحرارة باستمرار. تقع نقطة التوازن الجاذبي، أو نقطة لاغرانج 2، على بُعد 1,5 مليون كيلومتر من كوكبنا ، حيث لا يحتاج التلسكوب إلا إلى طاقة إضافية ضئيلة جدًا للتحرك.
تتيح هذه الكفاءة في استهلاك الطاقة استخدام الطاقة التي يلتقطها عبر ألواحه الشمسية لتنفيذ الأوامر المرسلة من الأرض ونقل البيانات التي يرصدها إلى كوكبنا. قد تستغرق عملية إرسال الأوامر من الأرض لضبط أوضاع الرصد أو إلى شخص آخر يستخدم أجهزة علمية 30 دقيقة لقطع مسافة 1,5 مليون كيلومتر بين التلسكوب وهوائي الراديو الذي يبث ويستقبل البيانات. يواجه تلسكوب هابل وخليفته، جيمس ويب ، هذه التحديات.
كم يكلف تلسكوب جيمس ويب الفضائي؟
بحسب وكالة ناسا، تبلغ تكلفة بناء المرصد وإطلاقه وتشغيله 8,8 مليار دولار . وستبلغ تكلفة تشغيله لمدة خمس سنوات 860 مليون دولار، ليصل إجمالي التكلفة التقديرية لدورة حياته إلى 9,66 مليار دولار. ومع ذلك، أُضيف أيضاً أنه من غير المتوقع أن يقتصر تشغيل التلسكوب على خمس سنوات، بل من المتوقع أن يكون قادراً على إجراء أبحاث علمية متقدمة باستخدام مواد استهلاكية كافية لمدة عشر سنوات تقريباً.
تمكن التلسكوب من التقاط ضوء الأشعة تحت الحمراء الممتد من أجسام بعيدة تصل إلى 13.500 مليار سنة ضوئية ، عندما تشكلت المجرات الأولى. يقع جيمس ويب عند نقطة لاغرانج 2 ، نقطة توازن الجاذبية التي تتزامن مع الأرض.
يُشغّل هذا التلسكوب معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، الولايات المتحدة الأمريكية. وقد تواصل العلماء على الأرض مع تلسكوب جيمس ويب عبر هوائيات راديوية في غولدستون، الولايات المتحدة الأمريكية؛ ومدريد، إسبانيا؛ وكانبرا، أستراليا، وذلك بحسب أقربها إلى التلسكوب، بناءً على وقت اليوم وموقع الأرض. يستقبل التلسكوب البيانات عبر هوائي الاتصال الخاص به، وبمجرد إتمام تنفيذ الأمر أو الأوامر المُرسلة إليه، يُرسل بياناته الخاصة من هناك.
يُمكن للعلماء حول العالم تقديم مشاريعهم البحثية للوصول إلى البيانات اللازمة لإجراء دراسات علمية. في المرحلة الأولى، أجرى الفريق الذي يكشف عن إمكانيات تلسكوب جيمس ويب الفضائي خمسة أشهر من الملاحظات التمهيدية، مما أتاح البيانات لهواة الفلك والمحترفين. تلي ذلك مرحلة ضمان وقت الرصد للمشاركين في عملية تصميم التلسكوب، وأخيرًا، وقت رصد مفتوح للمشاريع المتنافسة بالفعل - تلك التي ستخصص 80% من وقت رصد ويب.
يجب تقديم هذه المشاريع بشكل مجهول ودون الرجوع إلى الأعمال السابقة بحيث يمكن اختيارها بناءً على مزاياها ودون المساس بالجنس أو الجنسية أو الخبرة الأكاديمية.
من اخترع تلسكوب جيمس ويب الفضائي؟
في عام 1988، طرح مدير وكالة ناسا، ريكاردو جياكوني، تحدي بناء تلسكوب بقدرات تلسكوب جيمس ويب الفضائي قبل إطلاق تلسكوب هابل الفضائي. وقد عُرضت تحديات بناء هذا التلسكوب، وهو أول تلسكوب فضائي من الجيل التالي (NGTS)، لأول مرة في عام 1989 في مؤتمر علمي بالولايات المتحدة.
هذا ليس اختراعًا فرديًا ، ولكنه جهد جماعي ، يتغير مع تطوره ويجمع التعاون من جميع أنحاء العالم تحت مظلة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الكندية (CSA) واتحاد الشركاء. الصناعة والعلماء.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي ومميزاته.