موفقیت جیمز وب، قوی‌ترین تلسکوپ تاریخ در آزمایش‌های نهایی

فرادید؛ تلسکوپ فضایی جیمز وب در بهمن امسال پیشرفت قابل توجهی داشته است، چرا که در این ماه توانست تمامی آزمایش‌های عملکردی خود را به پایان برساند. این آزمایش‌ها که به عنوان آزمایش جامع سیستم‌ها شناخته می‌شوند، در شرکت Northrop Grumman واقع در کالیفرنیا انجام شد؛ همچنین عملکرد سیستم‌های کنترل از زمین (Ground Segment با همکاری موسسه علوم تلسکوپ فضایی، در بالتیمور مورد آزمایش قرارگرفت.

به گزارش فرادید؛ تیم‌های آزمایش، موفقیت دو مرحله مهم را تایید کردند، نتایج به دست آمده بیانگر آن است که تجهیزات الکترونیکی داخلی رصدخانه این تلسکوپ همان طور که انتظار می‌رفت، به خوبی کار می‌کنند؛ همچنین این فضاپیما و چهار ابزار علمی آن میتوانند داده‌ها را از طریق شبکه‌ای که اکنون نیز در فضا از آن استفاده می‌شود، به درستی ارسال و دریافت کنند. نتایج این بررسی نقطه عطفی است برای نزدیک شدن وب به آمادگی برای پرتاب در مهرماه 1400.

پیش از تست پرتاب محیطی، تکنسین‌ها به وسیله آزمایش‌های جامع، ارزیابی کاملی را بر پایه عملکرد تجهیزات الکترونیکی رصدخانه و اجزای مکانیکی سازنده بدنه تلسکوپ انجام دادند؛ پس از بررسی کامل داده‌ها، تیم تحقیقات تایید کرد که این تلسکوپ فضایی، از نظر مکانیکی و سخت افزار‌های الکترونیکی، از پرتاب جان سالم به در خواهد برد.

این آزمایش‌ها در 17 روز متوالی انجام شد؛ در طول تست تمامی دستورات به درستی وارد شدند، نتایج دریافتی تله متری (دور سنجی) صحیح بود و تمامی تجهیزات الکترونیکی و قسمت‌های پشتیبانی مطابق با طراحی شان به خوبی عمل کردند.

تا به اینجا، این بررسی‌ها نشان داد که جیمز وب در برابر شرایط محیطی پرتاب مقاوم است. در مرحله نهایی تست، برای بررسی سیستم کنترل از زمین، یک برنامه شبیه سازی اجرا شد، در این شبیه سازی، فاصله تلسکوپ جیمز وب از مدار زمین حدود 1.6 میلیون کیلومتر تنظیم شده بود؛ برای این کار تیم عملیات پرواز، فضاپیما را به شبکه فضای دوردست ناسا (Deep Space Network) متصل کردند، این شبکه مجموعه‌ای بین المللی از آنتن‌های رادیویی غول پیکر است که ناسا برای برقراری ارتباط با بسیاری از فضاپیما‌ها از آن استفاده می‌کند.

اگر چه جیمز وب هنوز در فضا قرار نگرفته است، با این حال تجهیزات خاصی وجود دارد که می‌توان از آن‌ها برای پیوند امواج رادیویی واقعی بین وب و شبکه فضای دوردست استفاده کرد. این تیم در حال آماده سازی برای مرحله بعدی آزمایشات فنی است که شامل جمع شدن نهایی آفتابگیر و استفاده از آینه قبل از انتقال به محل پرتاب خواهد بود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب پس از پرتاب در سال 1400 و قرار گرفتن در فضا، بزرگترین رصدخانه علوم فضایی جهان خواهد بود که قادر است اسرار موجود در منظومه شمسی را حل کند و با نگاه به ستارگان در دورست ها، ساختار و ریشه‌های مرموز جهان هستی و جایگاه ما در آن را بررسی خواهد کرد. جیمز وب یک برنامه بین المللی است که توسط ناسا و با همکاری آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا، هدایت می‌شود.

رصد و دسته‌بندی پدیده‌های فعال در سطح قمر‌های زحل، همانند اروپا و انسلادوس، از اهداف رصدی تلسکوپ جیمز وب خواهند بود. دنباله‌دار‌ها و سیارک‌ها که اعضای کوچک‌تر منظومه‌ی خورشیدی ما محسوب می‌شوند، از اهداف مهم جیمز وب به‌حساب می‌آیند؛ یکی از موارد مهم در توجه به این اجرام سرگردان، احتمال برخورد آن‌ها با زمین در آینده است که نیاز است هرچه بیشتر آن‌ها را بشناسیم.

مأموریت جیمز وب فوق‌العاده حساس است و آینده‌ی مأموریت‌های علمی پیچیده ناسا به آن بستگی دارد؛ به‌همین دلیل کوچک‌ترین ایراد فنی در تلسکوپ، غیر قابل جبران است و باید تمام قابلیت‌ها و توانایی‌های آن در زمین آزمایش و آماده‌سازی شود. این پروژه هم مثل تلسکوپ هابل دچار مشکلات زیادی شده است؛ آن‌قدر هزینه‌ی این پروژه زیاد شد که در سال‌های 2010 و 2011 تا مرز لغو شدن پیش رفت.

با این حال خوشبختانه این اتفاق نیفتاد و بودجه‌ی کافی اختصاص یافت. تا به حال این پروژه، 8 میلیارد دلار برای سرمایه‌گذاران هزینه در پی داشته است. ابتدا قرار بود که تلسکوپ جیمز وب با هزینه 1.6 میلیارد دلار در سال 2011 به فضا فرستاده شود؛ اما در سال 2011، مجلس نمایندگان آمریکا به این پروژه رأی نداد. تا آن زمان با هزینه 3 میلیارد دلار، 75 درصد سخت‌افزار‌ها در دست تولید قرار گرفته بود. پس از کنار آمدن با سنای آمریکا، هزینه‌ی این پروژه بالغ بر هشت میلیارد دلار افزایش یافت که براساس آخرین برآورد‌ها در سال 2013، هزینه این پروژه به 8.8 میلیارد دلار رسید.

دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam)، توسط دانشگاه آریزونا برای تشخیص نور گسیل‌شده از ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری و ماورای آن تهیه شده است. این ابزار همچنین در تشخیص نور گسیل‌شده از ستاره‌ها و کهکشان‌هایی که در دوران اولیه‌ی حیات کیهان وجود داشتند، کارایی دارد. دوربین مادون قرمز نزدیک، به کورونوگراف‌هایی (coronagraph) برای ممانعت از ورود نور اجرام درخشان مجهز است تا اجرام کم‌نورتر موجود در اطراف مانند سیاره‌ها، مشاهده شوند.

پرتوی فروسرخ طیف الکترومغناطیس، برای ستاره‌شناسان اهمیت خیلی زیادی دارد. نور مرئی کهکشان‌ها و ستاره‌هایی که در ابتدای پیدایش جهان و اندکی پس از مهبانگ به وجود آمدند، در اثر انبساط کیهان به فروسرخ تبدیل می‌شود و در نتیجه ما می‌توانیم آن‌ها را در این طول موج ببینیم. بسیاری از مواد شیمیایی موجود در اتمسفر سیارات فراخورشیدی، فقط در طول موج فروسرخ، قابل شناسایی هستند. اتمسفر زمین مانع گذر پرتوی فروسرخ است؛ بنابراین به یک رصدخانه‌ی فضایی فروسرخ، مثل جیمز وب احتیاج است.

با وجود تکنولوژی‌های فعلی، ما در زمانی نزدیک قادر به دست یافتن به این سیارات فراخورشیدی واقع در منظومه‌ی تراپیست-1 نخواهیم بود. در نتیجه، طی دهه‌های آینده، ابزار‌های علمی پیشرفته نزدیک زمین، امکان بیشتری برای اکتشاف این سیاره‌ها خواهند داشت. در این میان، تلسکوپ فضایی جیمز وب نقش بسیار مهمی ایفا خواهد کرد.

منبع: nasa.com