داستان تلسكوپ فضايي جيمز وب
تلسكوپ فضايي هابل بيش از 20 سال از تصاوير زيادي را از كهكشان‌ها، عمق آسمان و نماهاي نزديك از مناطقي كه ستاره‌هاي جديدي متولد شدند. هابل همه نوع اطلاعاتي در اختيار ما قرار داده، مثل نوسانات از عميق‌ترين و تاريك‌ترين نقاط. ولي قبل از اينكه هابل حتي يك تصوير را ثبت كند، اخترشناسان روياي نسل جديدي از تلسكوپ‌ها را در سر مي‌پروراندند. جانشين هابل، تلسكوپ فضايي جيمز وب بود (بعد از جيمز ادوارد وب كه مديريت پروژه نسل آينده تلسكوپ‌ها را در ناسا به‌عهده داشت (از 1961 تا 1969) اين نام انتخاب شد). وب موفقيت بزرگ فناوري و علم در اين زمينه است. اين تلسكوپ نور اولين كهكشان‌هاي عالم را در فاصله‌ي 13 ميليارد سال نوري دريافت مي‌كند. ساختن چنين تلسكوپي نياز به آدمهاي زياد، پول زياد، زمان زياد و خلاقيت زياد دارد. اين پروژه از 1989 كليد خورد.
دقيقاً سال بعد هابل به مدار فرستاده شد. جيمز وب پيش بيني مي‌شود سال 2018 پرتاب شود. يعني 30 سال بعد از شروع پروژه! هابل به نور مرئي حساس است، يعني نور مرئي،ولي وب از نور مرئي تا فروسرخ را پوشش مي‌دهد. تمام اجرام گرم در اين گستره تابش دارند. اصلاً مشكلي هم ندارد كه تلسكوپ به اجرام نزديك و داغ نشانه برود، منتهي طوري طراحي شده كه اجرام بسيار كم نور در عالم را بتواند شناسايي كند. در واقع، نور فروسرخ را خورشيد و حتي ابزار الكترونيكي هم ساطع مي‌كنند، و اين تلسكوپ مي‌تواند براحتي آنها را شناسايي كند. ولي همين مي‌تواند مشكل باشد. چون اجرام مختلف ممكن است سيگنال‌هاي تداخلي ايجاد كرده و درست مثل نويز مانع از شناسايي درست اجرام كم نور و دور شوند. ولي وب طوري طراحي شده كه ماه، زمين و خورشيد همواره در يك طرف باشند و آينه‌ها و آشكارسازها سپر گرمايي خورشيد خواهند داشت.
 |
ويژگي بزرگ وب آينه‌هاي غول‌آساي آن است (موشك آريان 5 از سازان فضايي اروپا پرتاب اين تلسكوپ را به مدار به عهده گرفته است). چنين تلسكوپي حاصل 20 سال طراحي و پياده‌سازي است كه همچنان هم در حال كار روي آن هستند و تا 2018 هم ادامه خواهد داشت. هر بخش تلسكوپ بايد با دقت به انجام برسد و به مرحله بعد برسد. |
مثلاً اندازه‌ي آينه خود پروژه‌ي جداگانه‌اي است. از جايي كه تلسكوپ بايد جرمي را شناسايي كند، پس بايد نور كافي جمع آوري كند و تصوير نهايي را بسازد. دوراه براي افزايش نور جمع‌آوري شده وجود دارد: افزايش اندازه‌ي آينهي اوليه، يا افزايش زمان نوردهي روي يك جرم مشخص. پژوهشگران اين تيم نياز به آينهي اوليه بزرگ داشتند.
ولي آينه بايد آنقدر كوچك هم باشد كه در موشك جا شود. نوري كه تلسكوپ‌هاي زميني دريافت مي‌كنند به دليل جو زمين دچار اعوجاج شده است. اين اعوجاج براي اجرام دوردستي چون كهكشان‌ها خوب نيست. پس فضا بهترين انتخاب است. آينهي اوليه 6.5 متر است.
آينه بايد شكل خود رادر سرماي بسيار زياد تا 240 سانتي‌گراد زير صفر حفظ كند. پيش‌بيني مي‌شود اين تلسكوپ بين 5 تا 10 سال كار كند. از ويژگي‌هاي اين تلسكوپ‌آينه‌هاي 8 گوشه‌ي آنها به وزن 20 كيلو به ازاي هر قطعه است. هر تكه با موتوري هدايت مي‌شود كه به‌سمت بالا و پايين و چپ و راست و عقب و جلو مي‌رود. انحناي هر تكه قابل تنظيم است. شكل هگزاگونال يا 8 گوشه‌ي آينه‌ها از چند نظر مهم است:
- تكه‌ها همگي باهم شكل دايره مي‌گيرند كه براي كانوني كردن نور يك جسم كوچك بسيار مؤثر است.
- تقارن، اُپتيك را ساده مي‌كند. بين 18 تكه، گروهي 6 تايي تشكيل مي‌شود كه شكل‌ها و پارامترهاي مشخص دارند.
- تكه‌ها وقتي خطي مي‌شوند، باهم هماهنگ مي‌شوند.
تكه‌ها از برليم ساخته شده‌اند كه فلزي‌ست سبُك و قوي كه شكل خود را در گستره‌هاي دمايي زياد حفظ مي‌كند. زماني كه هر تكه ازآينه‌ها شكل مي‌گيرند، صيقل مي‌شوند تا كمترين خطا را داشته باشند (يك ميليونم اينچ). در نهايت با لايه‌اي از طلا پوشش داده مي‌شوند تا انعكاس بهتري داشته باشند. در نقاط مختلف اين فرايند چند مرحله‌اي آينه‌ها براي اطمينان آزموده مي‌شوند تا ايم تيم مطمئن شوند تحت شرايط بد درست كار مي‌كنند.
برليم از معادن يوتا تا محل پرتاب يعني كورو آورده مي‌شود. آينه فرانسوي آن در 11 مكان مختلف در 14 مرحله ساخته مي‌شود. همه‌ي اينها فقط براي آينه بود! اين تلسكوپ بخش‌هاي مختلفي دارد.