يعد تلسكوب جيمس ويب أقوى تلسكوب فضائي وأكثرها تعقيدًا على الإطلاق. بفضل تقنيته المتقدمة ، سيكون التلسكوب قادرًا على رؤية أعمق في الكون. هذا وقت مثير لمجتمع استكشاف الفضاء حيث نتطلع إلى كشف أسرار الكون. في منشور المدونة هذا ، سنلقي نظرة فاحصة على رحلة تلسكوب جيمس ويب ، من تصورها إلى إطلاقها القادم. سنستكشف التكنولوجيا الكامنة وراء هذه الأعجوبة الهندسية ، وما هي مصممة لتحقيقه ، وما يمكن أن نتوقع تعلمه منها.
بناء وتصميم تلسكوب جيمس ويب
بدأ بناء JWST في عام 1996 ، وكان جهدًا تعاونيًا بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الكندية (CSA). تتكون مرآة التلسكوب الأساسية ، التي يبلغ قطرها 6.5 مترًا ، من 18 قطعة سداسية مصنوعة من البريليوم خفيف الوزن للغاية. هذه الأجزاء مغطاة بطبقة من الذهب لتحسين خصائصها الانعكاسية وتعزيز قدرتها على التقاط الضوء الخاف
ت من الأجرام السماوية البعيدة.
لضمان عمل التلسكوب وطول عمره في ظروف الفضاء القاسية ، تم إجراء اختبارات وهندسة مكثفة. خضع JWST لاختبارات بيئية صارمة ، بما في ذلك تعريضه لدرجات حرارة شديدة والاهتزازات وفراغ الفضاء. تهدف هذه الاختبارات إلى محاكاة الظروف القاسية التي قد يواجهها التلسكوب أثناء رحلته والتأكد من متانته وأدائه.
واحدة من أكثر الميزات الرائعة في JWST هو حاجب الشمس ، والذي يبلغ حجمه تقريبًا حجم ملعب التنس. يتكون هذا الواقي من خمس طبقات من مادة مصممة خصيصًا ، ويعمل كدرع ضد حرارة الشمس الشديدة ، مما يسمح لأدوات التلسكوب بالعمل في درجات حرارة شديدة تبلغ حوالي -233 درجة مئوية (-387 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة هذه ضرورية للكشف عن إشارات الأشعة تحت الحمراء الباهتة المنبعثة من المجرات والنجوم البعيدة.
يأخذ تصميم JWST أيضًا في الاعتبار تحديات نشر مثل هذا التلسكوب الضخم. تم تصميم التلسكوب لينطوي أثناء الإطلاق ثم ينفتح تدريجياً بمجرد وصوله إلى وجهته ، وهو مدار مستقر على بعد 1.5 مليون كيلومتر تقريبًا من الأرض. لكن تتطلب عملية النشر الدقيقة هذه الدقة والتنسيق الدقيق لضمان توافق جميع الآليات والأدوات المعقدة بشكل صحيح وتعمل على النحو الأمثل.
التحديات والتطورات التكنولوجية في بناء تلسكوب جيمس ويب
كان أحد أكبر التحديات في بناء تلسكوب جيمس ويب هو حجمه الهائل. مع مرآة أساسية يبلغ قطرها 6.5 مترًا ، كان لابد من تصميم التلسكوب بحيث يتلاءم مع هيكل صاروخ للإطلاق. استلزم ذلك تطوير آلية قابلة للطي وتتكشف ، مما يسمح بتخزين التلسكوب بشكل مضغوط أثناء رحلته إلى الفضاء.
كان التحدي الرئيسي الآخر هو البيئة القاسية التي سيعمل فيها JWST. على عكس هابل ، الذي يدور حول الأرض ، تم توجيه JWST إلى موقع يبعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر ، في منطقة تُعرف باسم نقطة لاغرانج الثانية (L2). في L2 ، سيواجه التلسكوب درجات حرارة عالية ومستويات إشعاع عالية. لتحمل هذه الظروف القاسية ، يجب أن يكون JWST مزودًا بأنظمة تحكم حرارية متقدمة ودرع من الإشعاع.
لكن كانت التطورات التكنولوجية حاسمة أيضًا في ضمان نجاح تلسكوب جيمس ويب. تتكون مرآة التلسكوب الأساسية من 18 قطعة سداسية مطلية بطبقة رقيقة من الذهب. يوفر هذا الطلاء الذهبي انعكاسًا استثنائيًا في طيف الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح لـ JWST بالتقاط إشارات باهتة بشكل لا يصدق من المجرات البعيدة.
اختبار مكونات تلسكوب جيمس ويب والتأكد من جاهزيتها للمساحة
يعد اختبار مكونات JWST عملية دقيقة وحساسة. تخضع كل أداة ومستشعر وآلية لمجموعة من الاختبارات لتقييم أدائها في ظل ظروف الفضاء المحاكاة. تكرر هذه الاختبارات درجات الحرارة الشديدة والفراغ والتعرض للإشعاع التي سيواجهها التلسكوب أثناء مهمته.
أحد الجوانب الحاسمة لمرحلة الاختبار هو نشر ومواءمة مقاطع المرآة الأساسية للتلسكوب. تتألف عملية المحاذاة من 18 قطعة مرآة سداسية ، يزيد قطر كل منها عن 4 أقدام ، ويجب أن تكون دقيقة في نطاق جزء صغير من عرض شعرة الإنسان. يقوم المهندسون بضبط ومعايرة المقاطع بدقة للتأكد من أنها تعمل كمرآة واحدة غير ملحومة ، قادرة على التقاط الضوء الخافت من الأجرام السماوية البعيدة.
لاختبار بصريات التلسكوب ، يستخدم المهندسون تقنيات متقدمة مثل قياس التداخل ، الذي يقيس أنماط التداخل لموجات الضوء لتقييم دقة شكل المرآة وجودة السطح. هذه القياسات ضرورية لضمان قدرة التلسكوب على التقاط صور واضحة ومفصلة للمجرات والنجوم والكواكب البعيدة.
شاهد ايضا”
كل ما تريد معرفته عن الغموض في الصندوق الأسود
رحلة تلسكوب جيمس ويب إلى موقع الإطلاق
تبدأ رحلة JWST في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، حيث تم تصميم التلسكوب وصنعه واختباره بدقة. استغرقت عملية البناء بأكملها سنوات من التخطيط والتعاون بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الكندية (CSA).
بمجرد اكتمال التلسكوب ، تم تعبئته بعناية ونقله إلى موقع الإطلاق. نظرًا لحجمها الهائل ، لا يمكن إطلاق صاروخ JWST باستخدام الصواريخ التقليدية. وبدلاً من ذلك ، سيتم نقله إلى الفضاء على متن صاروخ آريان 5 الذي قدمته وكالة الفضاء الأوروبية.
لكن للوصول إلى موقع الإطلاق ، كان لا بد من نقل التلسكوب من ماريلاند إلى غيانا الفرنسية ، حيث يقع ميناء الفضاء الأوروبي. تضمنت هذه الرحلة مجموعة من وسائل النقل ، بما في ذلك النقل الجوي والبحري والبري. تم تحميل JWST على متن طائرة متخصصة ، والتي نقلتها بعناية عبر المحيط الأطلسي إلى غيانا الفرنسية.
عند الوصول إلى ميناء الفضاء الأوروبي ، تم تفريغ التلسكوب ونقله إلى غرفة أبحاث مخصصة. هنا ، تم إجراء الاستعدادات النهائية والاختبارات المكثفة لضمان بقاء JWST في حالة ممتازة لإطلاقه القادم.
بمجرد الانتهاء من جميع الفحوصات والاستعدادات اللازمة ، تم دمج JWST مع صاروخ Ariane 5 ، والذي سيدفعه إلى الفضاء. تطلب هذا الإجراء الدقيق محاذاة دقيقة واهتمامًا دقيقًا بالتفاصيل لضمان سلامة التلسكوب ووظائفه.
إطلاق JWST في الفضاء
الإطلاق بحد ذاته هو مشهد خلاب. تم تثبيت JWST بأمان فوق صاروخ قوي ، في انتظار بفارغ الصبر لحظته للارتفاع في اتساع الفضاء. عندما يصل العد التنازلي إلى الصفر ، تشتعل المحركات بزئير مدوي ، تدفع التلسكوب والأدوات المصاحبة له إلى ما وراء حدود الغلاف الجوي للأرض.
الرحلة إلى الفضاء لا تخلو من التحديات. يجب أن يتحرك الصاروخ عبر الغلاف الجوي للأرض ، ويواجه قوى هائلة بينما يكتسب الارتفاع والسرعة. تقوم الأنظمة الموجودة على متن JWST بمراقبة وضبط مستمر لضمان سلامته خلال هذه المرحلة الحرجة.
بمجرد أن يصل الصاروخ إلى مداره المحدد ، يتم إطلاق JWST ، ويكشف حاجبه الشمسي الهائل وأجزاء المرآة الدقيقة. تم تصميم هذه العملية المعقدة بدقة ، مما يسمح للتلسكوب بأن يتخذ حجمه وشكله الكاملين ، ويكون جاهزًا للشروع في مهمته المتمثلة في كشف أسرار الكون.
بينما يغامر JWST في عمق الفضاء ، سوف يستقر في موقعه المقصود ، بعيدًا عن متناول تداخل الأرض. من وجهة النظر هذه ، سيبدأ التلسكوب ملاحظاته الكونية ، ويلتقط صورًا تخطف الأنفاس ويجمع بيانات لا تقدر بثمن ستحدث ثورة في فهمنا للكون.
القدرات العلمية لـ تلسكوب جيمس ويب
يتميز تلسكوب جيمس ويب بقدرات رائعة تمكنه من مراقبة الكون بتفاصيل غير مسبوقة. بفضل مرآته الأساسية الكبيرة ، التي يبلغ حجمها ما يقرب من سبعة أضعاف حجم تلسكوب هابل الفضائي ، ستلتقط JWST صورًا بوضوح ودقة استثنائيين. ستمكّن مجموعة أدواتها العلمية ، بما في ذلك كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) وأداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) ، علماء الفلك من مراقبة الأطوال الموجية للضوء التي يتعذر الوصول إليها من الأرض ، مما يكشف عن الجوانب الخفية للكون.
علاوة على ذلك ، تم وضع JWST عند نقطة لاغرانج الثانية ، على بعد 1.5 مليون كيلومتر تقريبًا من الأرض. توفر نقطة الأفضلية هذه العديد من المزايا ، بما في ذلك بيئة مستقرة ، والحماية من حرارة الأرض والتداخل الكهرومغناطيسي ، والحد الأدنى من التلوث من الغلاف الجوي لكوكبنا. ستعزز هذه العوامل حساسية التلسكوب بشكل كبير وتسمح بالملاحظات التي لم يكن من الممكن تحقيقها في السابق.
الاكتشافات والاختراقات المتوقعة من أرصاد تلسكوب جيمس ويب
أحد أكثر الجوانب إثارة في JWST هو قدرته على التعمق في الفضاء أكثر من أي وقت مضى. بفضل قدراته المتطورة في مجال الأشعة تحت الحمراء ، سيسمح لنا برؤية الكون في وقت مبكر ، مما يمنحنا لمحة عن الكون في مهده. وهذا يعني أننا سنتمكن من دراسة تكوين المجرات وولادة النجوم وحتى الظروف التي أدت إلى نشوء الحياة على الأرض.
مجال آخر ذو أهمية كبيرة هو دراسة الكواكب الخارجية. سيكون JWST قادرًا على تحليل الغلاف الجوي للكواكب البعيدة خارج نظامنا الشمسي ، مما يوفر رؤى قيمة حول تكوينها وإمكانية السكن فيها. قد يقودنا هذا إلى الاقتراب من الإجابة عن السؤال القديم حول ما إذا كنا وحدنا في الكون.
علاوة على ذلك ، سوف يساهم JWST في فهمنا لأصل وتطور أنظمة الكواكب. من خلال دراسة تكوين الكواكب وأقراص الحطام المحيطة بها ، يمكننا الحصول على رؤى قيمة حول كيفية ظهور نظامنا الشمسي. لن تؤدي هذه المعرفة إلى تعميق فهمنا لجوارنا الكوني فحسب ، بل ستوفر أيضًا معلومات قيمة لبعثات استكشاف الفضاء المستقبلية.
لكن بالإضافة إلى هذه الاكتشافات المتوقعة ، ستلعب JWST أيضًا دورًا مهمًا في تطوير معرفتنا بالمادة المظلمة والطاقة المظلمة. من خلال مراقبة المجرات البعيدة وتوزيعها ، يأمل العلماء في اكتساب فهم أفضل للقوى الغامضة التي تشكل الكون.
الخلاصة
نأمل أن تكون قد استمتعت بالانضمام إلينا في هذه الرحلة المذهلة لتلسكوب جيمس ويب. من بدايته إلى التحديات التي واجهتها أثناء بنائه ، استكشفنا الجهد الهائل والتفاني في هذا المشروع الرائد. بينما ننتظر إطلاقه بفارغ الصبر ، لا يسعنا إلا تخيل الاكتشافات العميقة والصور المذهلة التي تنتظرنا. لا شك أن تلسكوب جيمس ويب سيحدث ثورة في فهمنا للكون ، ويشرفنا أن نكون جزءًا من هذا الكشف المذهل.