اكتشف أول تلسكوب فضائي

تسمح التلسكوبات الفضائية للفلكيين بالتعمق في رؤية الكون بشكل أكثر وضوحًا، واستغرق الحلم بهذا النوع من التلسكوبات أربعة عقود بعد أن بدأ في الأربعينيات من القرن الماضي، وليطلق أولها عام 1990 وهو تلسكوب هابل الفضائي، والذي بدأ بتصوير صور غير مسبوقة، رغم أنها غير واضحة قليلًا بسبب مشكلة بصرية،^[١]وفي ديسمبر عام 1993 تم إصلاح هذا الخلل على أيدي رواد فضاء من مكوك إنديفور، وبدأ هابل بتقديم صور واضحة تمامًا، وتوالى بعد ذلك إطلاق التلسكوبات الفضائية المختلفة في نوع الأشعة الضوئية التي تقيسها مثل الأشعة السينية أو الأشعة تحت الحمراء، وقد ساعدت الصور المأخوذة منهم علماء الفضاء على فهم الكون بشكل أعمق، وفهم الطريقة التي يعمل بها، لا سيما الأجسام الفيزيائية النشطة.^[١][٢]

مهمات تلسكوب هابل

فيما يلي المهمات التي نجح بها تلسكوب هابل:^[١]

• ساعدت كميات المعلومات الهائلة التي أنتجتها صور تلسكوب هابل في تحديد عمر الكون والإشارة إلى معدل توسع النابضة فيه إلى حوالي 13-14 مليار سنة.
• استطاع هابل التقاط صور للعديد من المجرات القديمة في جميع مراحل التطور، مما يتيح للعلماء الرجوع إلى الأيام الماضية لكون ناشئ ومتطور.
• كان للتلسكوب دور فعال في اكتشاف الطاقة المظلمة، وهي قوة غير معروفة، لكنها موجودة في كل مكان وتعمل ضد الجاذبية وتساهم في التوسع المستمر للكون.
• يقيس هابل الغلاف الجوي للكواكب خارج المجموعة الشمسية، ويحدد تكوينها، وبناء البيانات التي يمكن أن تحدد فرص وجود حياة خارج كوكب الأرض.

ميزات تلسكوب هابل

تعتبر الأدوات العلمية الستة التي يحملها هابل مراقبات فريدة للكون، وفيما يلي توضيح لهذه الأدوات:^[٣]

• كاميرا واسعة المجال 3: وهي كاميرا بمجال عريض تعطي التلسكوب فرصة للوصول للأطوال الموجية فوق البنفسجية، والمرئية وتحت المرئية.
• المحلل الطيفي للأصول الكونية: يكسر الأشعة فوق البنفسجية إلى مكونات يمكن دراستها بالتفصيل.
• كاميرا استقصائية متقدمة: تُجري هذه الكاميرا المتقدمة استطلاعات عمليات مسح الكون، وهي مسؤولة عن العديد من صور الضوء المرئي الأكثر إثارة للإعجاب في الفضاء.
• المحلل الطيفي التصويري للمقراب الفضائي: يجمع بين الكاميرا وجهاز قياس الطيف، والذي يوفر بصمة لدرجة حرارة الجرم السماوي وتركيبته الكيميائية وكثافته وحركته.
• كاميرا المجال القريب من الأشعة تحت الحمراء والمطياف متعدد الأجرام: وهما حساسان للضوء والأشعة تحت الحمراء التي ينظر إليها البشر على أنها حرارة.
• مستشعر التوجيه الدقيق: يتكون من ثلاثة مستشعرات، وهي أجهزة تثبت على نجوم التوجيه وتُبقي هابل موجهًا في الاتجاه الصحيح.

بعثات تلسكوب هابل

صمم تلسكوب هابل بشكل يسمح باستبدال العناصر محدودة العمر مثل البطاريات والجيروسكوبات والصناديق الإلكترونية، وقد كان القيام بمثل هذه المهمات سهلًا من قبل رواد الفضاء؛ إذ كانت أحجامها تتراوح بين حجم صندوق الحذاء وحجم كابينة الهاتف، ويعتمدون في ذلك على مفاتيح خاصة وأدوات كهربائية، وقد ضمن ذلك استمرارية عمل تلسكوب هابل وإنتاجيته خلال القرن الحادي والعشرين وتحقيق الاكتشافات المثيرة، وقد زار الفلكيون هابل خمس مرات بين 1993-2009، وفيما يلي أهم المعلومات عن هذه الزيارات:^[٤]

• عام 1993: وهي أول زيارة استغرقت 5 أيام بعد إطلاق التلسكوب في عام 1990، وقد هدفت إلى تركيب جهازين لإصلاح مشكلة رؤية هابل؛ فالمرآة الأولية تم تشكيلها بشكل غير صحيح؛ فلم يتمكن التلسكوب من تركيز الضوء من أي جسم في نقطة واحدة، وبدلًا من ذلك فقد لاحظوا وجود هالة غامقة حول الأشياء التي لاحظوها، ثم تم تركيب الكاميرا ذات المجال الواسع والكاميرا الكونية، والاستبدال المحوري للتلسكوب الفضائي البصري التصحيحي، وقد تم تصميمهما للتعويض عن الشكل غير الصحيح للمرآة الأساسية.
• عام 1997: استغرقت هذه الزيارة 10 أيام بهدف حل مشكلة الضوء القادم من المجرات البعيدة جدًا، حيث كان الضوء الصادر عنها يتحول إلى الأشعة تحت الحمراء بسبب توسع الكون، وبذلك تم تركيب كاميرا المجال القريب من الأشعة تحت الحمراء والمطياف متعدد الأجرام، وهما قادران على مراقبة الكون في أطول موجات الأشعة تحت الحمراء.
• عام 1999: قررت ناسا تقسيم هذه المهمة إلى جزأين، وكان الهدف من الجزء الأول استبدال الجيروسكوبات حيث تم استبدال اثنين من أصل 6، وتم استبدال أحد مستشعرات التوجيه الدقيقة الثلاثة والتي تسمح بتوجيه هابل بدقة والحفاظ على استقراره أثناء المراقبة، كما تم تثبيت جهاز كمبيوتر مركزي متقدم ومسجل بيانات رقمي، ومجموعة تحسين الإلكترونات، ومجموعة تحسين البطاريات، وطبقات خارجية جديدة للحماية الحرارية، ليصبح هابل جديدًا.
• عام 2002: تعتبر الجزء الثاني من المهمة السابقة وكانت المهمة الرئيسية تثبيت أداة علمية جديدة هي الكاميرا الاستقصائية المتقدمة، والتي أدت إلى تقدم هابل 12 سنة في القرن الحادي والعشرين بسبب مجال الرؤية الواسع وجودة الصورة الحادة والحساسية المحسنة، وقدرتها على جمع البيانات أسرع بعشر مرات من الكاميرا ذات المجال العريض والكاميرا الكونية، وتم استبدال الألواح الشمسية الكبيرة والمرنة بألواح أصغر وأصلب، كما أجروا العديد من التحسينات الأخرى.
• عام 2009: كانت بمثابة مهمة خدمة نهائية، وربما كانت الأكثر صعوبة وشدة مع الكثير من المهام التي يتعين إكمالها على مدار خمس عمليات سير في الفضاء، وقام رواد الفضاء بتثبيت جهازين هما كاميرا واسعة المجال، ومحلل طيفي للأصول الكونية، وقد جعل ذلك هابل أفضل 100 مرة مما كان عليه عندما تم إطلاقه.

معلومات عن تلسكوب هابل

من أهم المعلومات:

• الحجم: يبلغ حجم تلسكوب هابل 13.2 مترًا؛ أي بحجم حافلة مدرسية عند أوسع نقطة بالجسم الرئيسي، وقد تم تصميمه بهذا الحجم ليدخل في حدود مكوك فضائي للانتقال إلى المدار، كما أن له مرآة أولية كبيرة، والجسم الرئيسي للمركبة الفاضية لهابل أكبر بكثير من العديد من المركبات الفضائية الموجودة حاليًا في المدار، وبلغ وزن هابل عند الإطلاق حوالي 10,800 كيلوغرام، وقطره عند أوسع نقطة 4.2 متر فقط.^[٥][٦]
• المرايا: له مرآة أولية كبيرة، وكلما كانت مرآة التلسكوب أكبر زادت كمية الضوء التي يمكن تجميعها من المناطق البعيدة من الكون وكانت الصور التي تنتجها أفضل، ويبلغ قطر المرآة الأساسية 2.4 متر بوزن 828 كيلوغرامًا، والمرآة الثانوية بوزن 12.3 كيلوغرام بقطر 0.3 متر فقط.^[٥][٦]
• احتياجات الطاقة: يعتمد تلسكوب هابل على الشمس كمصدر للطاقة بوجود لوحين شمسيين بطول 7 أمتار ونصف تقريبًا، وتقوم بتوليد 5500 واط، وتستخدم 6 بطاريات نيكل- هيدروجين لتخزين الطاقة بسعة تعادل حوالي 22 بطارية سيارة متوسطة.^[٥]

الصعوبات التي يواجهها تلسكوب هابل

على الرغم من أن تلسكوب هابل مسؤول عن العديد من الصور والاكتشافات المذهلة إلا أن لديه بعض الصعوبات التي تعيق عمله منها:^[٧]

• مراقبة الشمس: لا يمكن لتلسكوب هابل مراقبة الشمس لأن الضوء والحرارة التي تلقيها الشمس على الأدوات الحساسة ستعطلها وبالتالي يتم توجيه هابل دائمًا بعيدًا عن الشمس، وهذا يعني أنه لا يستطيع مراقبة عطارد والزهرة والنجوم القريبة من الشمس أيضًا.
• مدار هابل: في بعض الأحيان يقيد مدار هابل ما يمكن رؤيته، حيث تكون الأرض في موقع يعيق الأهداف التي يرغب العلماء برصدها بواسطة هابل، وهذا يحد من الوقت المستغرق للمراقبة.