علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
NASA’s James Webb Space Telescope launches in French Guiana
(بقلم: جويل آخنباخ- Joel Achenbach)
سوف يلتقط تلسكوب جيمس ويب الذي سيخلف تلسكوب هابل بقيمة 10 مليارات دولار الضوء من النجوم الأولى ويدرس العوالم البعيدة
يندفع تلسكوب جيمس ويب الفضائي الثوري التابع لوكالة ناسا بعيدًا عن الأرض باتجاه الفضاء السحيق في مهمة طال انتظارها عالية المخاطر والتي ، إذا نجحت ، ستنظر بشكل أعمق في الماضي الكوني أكثر من أي تلسكوب من قبل.
انطلق (Webb) صباح عيد الميلاد من ميناء فضائي تابع لوكالة الفضاء الأوروبية في كورو ، غيانا الفرنسية ، على الساحل الشمالي الشرقي لأمريكا الجنوبية ، وتشير التقارير المبكرة من وكالة ناسا إلى أن المهمة تسير بسلاسة.
ومع ذلك ، فهذه مهمة صعبة بشكل غير عادي تنطوي على أداة معقدة بشكل غير عادي ، وفي الأيام والأسابيع القادمة سيتعين على التلسكوب تغيير نفسه من خلال عمليات نشر الأجهزة ، كل منها أمر بالغ الأهمية لعلم فلك التلسكوب الطموح.
على الرغم من ارتياحه للإطلاق الناجح ، أقر نائب مدير ناسا بام ميلروي بما يعرفه كل من شارك في (Webb): “أمامنا بعض الأيام المخيفة”.
كان اختيار وكالة ناسا للمضي قدمًا في إطلاق عيد الميلاد علامة على مدى جدية الوكالة والمجتمع العلمي العالمي في اتخاذ هذه المهمة البالغة قيمتها 10 مليارات دولار ، خليفة تلسكوب هابل الفضائي الذي طال انتظاره. أجرى المسؤولون مناقشات صعبة حول الإطلاق في عطلة ، ووسط الانتشار السريع لمتغير (omicron) لفيروس كورونا ، لكنهم قرروا الذهاب في أول يوم ممكن. بعد مشكلتين فنيتين وتأخير طقس واحد ، تبين أن ذلك كان في 25 ديسمبر.
أضاف ميلروي لمسة إيجابية إليه: “ليس سيئًا أن يحدث ذلك في يوم عيد الميلاد ، والذي يجب أن يكون يومًا مليئًا بالأمل والإلهام”.
ترك التلسكوب الأرض في وضع مطوي ، ومغلفًا بالكامل بمخروط صاروخ آريان 5 الثقيل للرفع الثقيل في أريان سبيس ، والذي تدحرج إلى منصة الإطلاق يوم الخميس. بعد أقل من نصف ساعة من الإطلاق ، انفصلت عن الداعم النهائي وكانت تسافر بسرعة 22000 ميل في الساعة ، “تحلق بمفردها في مرحلة الساحل” ، على حد تعبير وكالة ناسا.
أشارت التقارير المبكرة إلى أن كل شيء كان “اسميًا” – على وجه التحديد مصطلح الفضاء الذي كان يأمل آلاف الأشخاص الذين عملوا في المهمة سماعه في يوم الإطلاق.
أعلن روب نافياس ، معلق إطلاق ناسا: “لقد كانت رحلة مثالية إلى المدار”.
قدم الانفصال عن المعزز النهائي عرضًا مذهلاً – وربما نهائيًا للبشرية – لشبكة الويب. التقطت كاميرا في المرحلة العليا من الصاروخ الطرف الخلفي لشريط ويب وهو يتراجع ، مع وجود الأرض على الجانب الأيمن من الإطار. ثم جاء انتشار مهم – صفائف شمسية بارزة من المركبة الفضائية ، تتألق ببراعة تحت أشعة الشمس الكاملة وتضمن أن التلسكوب سيحصل على الطاقة هناك في الفراغ.
“ذلك هو. هناك مكالمتك الحاسمة. قال نافياس: “جيمس ويب ليس لديه أرجل فحسب ، بل يمتلك القوة”. “هدية عيد الميلاد تمامًا لعلماء الفلك في العالم”.
في مؤتمر صحفي في كورو بعد الإطلاق الناجح ، سلط رئيس العلوم بوكالة ناسا توماس زوربوشن الضوء على صورة التلسكوب التي تنحسر في الفضاء: “بالنسبة لي ، ستظل هذه الصورة محترقة في ذهني إلى الأبد”.
تم الترحيب بإطلاق المصفوفات الشمسية ونشرها بهتافات في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور ، حيث اجتمع المسؤولون والمسؤولون التنفيذيون في الصناعة وعدد قليل من الصحفيين لمشاهدة الأحداث على شاشة كبيرة في قاعة المعهد. في الطابق العلوي ، في مركز عمليات المهمات شديد الحراسة – الذي تولى المهمة بعد أن أنهى فريق الإطلاق في غيانا الفرنسية مهمته – كانت صرخة الفرح بين المهندسين والفنيين شديدة بما يكفي لإرسال قعقعة عبر المبنى.
قالت عالمة الفلك والكواكب هايدي هاميل ، التي لم تستطع تحمل الجلوس أثناء الإطلاق ، في كافيتيريا المعهد أثناء تحليق ويب عبر الفضاء: “لقد توقفت قدمي عن النقر”. “كل شيء يهدأ الآن ، وبدأت أتنفس بشكل طبيعي”.
لكن المزيد من الدراما قادم.
قالت هاميل: “أريد أن أسمع أن الأغطية تفتح على درع الشمس ثم يبدأ الدرع الواقي من الشمس بالانتشار بشكل صحيح”. ثم هناك “المرآة الثانوية” الأقل شهرة ، والتي يجب أن تبرز بشكل صحيح لترتد الضوء من المرآة الرئيسية للتلسكوب إلى أسفل عبر مركز التلسكوب.
قالت هاميل “المرآة الثانوية يجب أن تنشر وإلا فلن يكون هناك شيء”.
كان تاريخ الإطلاق في 18 ديسمبر ، لكن حادثًا تقنيًا في ميناء الفضاء – حيث انفجر مشبك كبير واندفع التلسكوب – تطلب تأخيرًا لمدة أربعة أيام لضمان عدم تعرض أي شيء للتلف. أدى خلل آخر في كابل أساسي إلى تأخير الإطلاق لمدة يومين ، حتى 24 ديسمبر. ثم جاء تأخير الطقس ليوم واحد. كان صباح عيد الميلاد غائمًا ولكن بدون عواصف ، واستمر الإطلاق دون عوائق ، الساعة 9:20 صباحًا بالتوقيت المحلي في كورو – 7:20 صباحًا في بالتيمور.
كانت الشوارع قبل الفجر والطرق السريعة المرتفعة في بالتيمور خالية ، ولكن بحلول الساعة السادسة صباحًا كان معهد علوم تلسكوب الفضاء صاخبًا. انسحبت بعض وسائل الإعلام والعلماء في الأيام الأخيرة مع انتشار متغير (omicron) ، وبالتالي كان الهرج محدودًا. تم تسليم الزوار أقنعة (KN95) وطُلب منهم إجراء اختبارات فيروسات التاجية السريعة.
بدأ حدث ما قبل الافتتاح صباح يوم السبت في المعهد بملاحظات من أعضاء فريق ويب ، بما في ذلك ممثلين عن وكالات الفضاء الأوروبية والكندية ، والشركاء في البعثة. أكد المتحدثون على قدرة التلسكوب على الإجابة على الأسئلة الأساسية حول تاريخ الكون.
قال كينيث سيمباش ، مدير معهد التلسكوب: “انظر بعيدًا ، وتعمق في القياس ، وقم بالقياس بدقة أكبر ، وستكون ملزمًا باكتشاف شيء جديد ورائع”. “إنها هدية لكل من يفكر في اتساع الكون”.
ردد ميلروي ما يلي: “عندما نرى الأشياء بعدسة جديدة ، فإننا نكتسب معرفة جديدة ووجهات نظر جديدة يمكن أن تغير بشكل أساسي كيف نرى الكون وكيف نرى أنفسنا”.
سيرسل الصاروخ التلسكوب بعيدًا عن بئر جاذبية الأرض ، وإلى موقع ثابت جاذبيًا يُعرف باسم (L2) ، حيث يدور التلسكوب حول الشمس ويبقى على بعد مليون ميل تقريبًا من الأرض على الجانب الآخر من كوكبنا بعيدًا عن الشمس.
تستغرق الرحلة إلى (L2) حوالي 29 يومًا. على طول الطريق ، سيخضع (Webb) لتصحيحات في المسار وعمليات نشر مهمة للغاية لأجهزته ، بما في ذلك درع من الشمس بحجم ملعب تنس.
بعد فتح درع الشمس ، سترسل وكالة ناسا أمرًا من الأرض لفتح 18 مرآة سداسية مطلية بالذهب ، والتي ستعمل معًا كدلو ضوئي يبلغ طوله 21 قدمًا ، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف قطر مرآة هابل.
هذا تصميم جديد ، مدفوع بأهداف علمية طموحة.
يجب على ناسا وشركائها التغلب على 344 إخفاقًا محتملًا في نقطة واحدة ، وفقًا لمجلس مراجعة مستقل. بدأت تلك القائمة مع الإطلاق ، على الرغم من أن (Ariane 5) تتمتع بسجل حافل بالإنجازات.
وقال زوربوشن ، الذي كان في غيانا الفرنسية للإطلاق ، الشهر الماضي إن الوكالة اختبرت التلسكوب وأدواته بدقة.
قال: “لقد مررنا بكل تحليل منهجي يمكننا التفكير فيه”.
تم تسمية (Webb) على اسم مدير وكالة ناسا في ذروة سباق الفضاء في الستينيات ، وتعود جذورها العلمية إلى الثمانينيات وهي قيد التطوير منذ منتصف التسعينيات. لقد كافح من خلال عدة تأخيرات ونجت من محاولة واحدة من الكونجرس لإنهاء المهمة مع ارتفاع تكلفتها.
“لقد كان طريقًا طويلاً ، كما يعلم الكثير منكم ، للوصول إلى ما نحن فيه. قال هاميل يوم الخميس خلال ندوة علمية عبر الإنترنت لوكالة ناسا حول أهداف المهمة ، “مع ذلك ، خططنا لمثل هذا التلسكوب الثوري الذي صمد أمام اختبار هذا الوقت”.
ويب هو تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، يلتقط أطوال موجية خارج النطاق الطيفي لتلسكوب هابل الفضائي. مع درع الشمس المترامي الأطراف الذي يحميها من حرارة الشمس ، وبمساعدة إضافية من أجهزة التبريد ، سيستفيد (Webb) من درجات الحرارة شديدة البرودة ، والتي تقل عن -70 درجة فهرنهايت تحت الصفر.
إنه مصمم لرؤية أقدم النجوم في الكون والتدقيق في تكوين المجرات الأولى. كما ستدرس الغلاف الجوي للكواكب الخارجية التي تدور حول النجوم في مجرتنا.
وقالت هاميل إنه يمكنه حتى النظر إلى الجيران القريبين ، مثل كوكب المشتري – لا يزال العلماء يريدون معرفة سبب ظهور البقعة الحمراء العظيمة على الكوكب باللون الأحمر. هدفان آخران هما القمر المثير للفضول لكوكب المشتري “يوروبا” وقمر كوكب زحل إنسيلادوس ، وكلاهما يحتوي على ينابيع مياه حارة يُعتقد أنها تشير إلى وجود محيطات تحت السطح.
قالت هاميل: “إذا تمكنا من وضع شعاعنا هناك واكتشاف المواد العضوية في هذه المادة العمودية ، فقد يعطينا ذلك أدلة على صلاحية المحيطات الجوفية للسكنى”.
سيستغرق الأمر ستة أشهر حتى تقوم ناسا وشركاؤها بالتشغيل الكامل للتلسكوب والبدء في تسليم الصور الموعودة من الفضاء السحيق. بالإضافة إلى التحديات المعلنة جيدًا لنشر درع الشمس والمرايا ، يتعين على المركبة الفضائية أن تبرد نفسها إلى درجات حرارة منخفضة للغاية. يمكن ضبط المرايا الفردية لتحقيق نوع الدقة الذي يجب أن يجعل الويب أقوى بما يقرب من 100 مرة من هابل.
لذلك لا يزال هناك الكثير من العمل أمامنا – لكن يوم السبت كان قفزة هائلة لتلسكوب بدا في بعض الأحيان وكأنه قد لا ينطلق على الإطلاق.
قال مات ماونتن ، عالم الفلك وهو جزء من الفريق الذي صمم التلسكوب ، في معهد التلسكوب قبل دقائق فقط من إطلاقه يوم السبت: “لقد التزم عشرات الآلاف من الأشخاص بأكثر من 20 عامًا أو أكثر في مشروع واحد”. “و لماذا؟ لماذا ارتكبوا هذه المرة؟ نحن نحل المشاكل الصعبة بشكل لا يصدق. إنه جزء من روح الإنسان. نحن فضوليون. نحن نستكشف”.
المصدر:
https://www.washingtonpost.com/science/2021/12/25/webb-space-telescope-launch/