تلسکوپ فضایی هابل، یکی از مهم‌ترین ابزارهای علمی ساخته دست بشر است. هیچ‌کس در این شک ندارد. نزدیک به 40 سال است که بحث این تلسکوپ در جوامع علمی مطرح بوده و 19 سال است که در مدار زمین قرار گرفته و به گردآوری اطلاعات می‌پردازد. هابل در این 19 سال، تصاویر زیبایی را از نقاط دور و نزدیک عالم تهیه کرده است، از اجرام منظومه شمسی گرفته تا دورترین اجرام عالم که بیش‌از 13 میلیارد سال نوری با ما فاصله دارند و بسیاری از این تصاویر در کیفیت و جذابیت بی‌نظیرند. اما از آن مهم‌تر، اطلاعاتی است که این رصدخانه فضایی در قالب‌هایی غیر از تصویر گردآوری می‌کند.
هابل در خارج جو زمین قرار گرفته، جایی‌که هیچ مانعی برای دریافت نورهای منتشرشده از اجرام کیهانی وجود ندارد و میتوان با بررسی تمام آنها، اطلاعات کاملی از ساختار، ترکیب شیمیایی، دما، اندازه، سرعت و جهت حرکت، میدان مغناطیسی و دیگر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی بدست آورد. همان‌طور که می‌دانید، جو زمین پوشش حفاظتی مناسبی را برای ادامه حیات روی زمین فراهم کرده و مانع از رسیدن پرتوهای پرانرژی و زیان‌باری چون گاما، ایکس و فرابنفش به سطح زمین می‌شود. اما این پوشش حفاظتی برای اخترشناسان و دانشمندانی آنها که به اجرام ورای جو علاقمندند، مزاحمت ایجاد می‌کند.
چرا تلسکوپ فضایی؟
سال‌ها پیش، اخترشناسان ابزارهای علمی خود را به بالن می‌بستند و آن‌را رها می‌کردند تا به ارتفاع‌های بالای جو صعود کنند و به‌دور از مزاحمت، آسمان را در نور فرابنفش و ایکس و گاما بکاوند. این ابزارها عمر کوتاهی داشت و نمی‌شد از آنها برای مطالعات طولانی‌مدت سود جست.
از سوی دیگر، بشر توانست با استفاده از فناوری‌های جدید، تلسکوپ‌های بزرگ‌تر و مجهزتری بسازد و اجرام کم‌نورتر و دورتری را در آسمان مشاهده کند. اما پس‌از آن که تلسکوپ 5متری پالومار افتتاح شد؛ مشکل رصدی دیگری خود را نمایان کرد. اغتشاش لایه‌های متعدد و مرتفع جو زمین سبب می‌شد در تلسکوپ‌های بزرگ‌تر از 5متر، نتوان تصویری شفاف از اجرام آسمانی بدست آورد و این، دست‌یابی به تفکیک بالاتر و تهیه تصاویر پرکیفیت را با مشکل روبرو می‌کرد.
علاوه بر این، احداث رصدخانه‌های بزرگ هزینه هنگفتی به‌همراه داشت و برای بهترین استفاده از این سرمایه‌گذاری هنگفت، رصدخانه‌ها می‌بایست در بهترین نقاط رصدی زمین احداث می‌شدند. اما پیشرفت صنعتی و گسترش شهرها، مشکلات دیگری را با خود به همراه آورد. توسعه نیروگاه‌های تولید برق و استفاده گسترده از انرژی الکتریکی بخصوص برای روشنایی، زمینه‌ساز ظهور آلودگی نوری شد، طوری‌که حتی از فاصله‌های چند ده کیلومتری شهرهای بزرگ، هاله نوری که بر فراز شهر قرار داشت، تاریکی آسمان را تحت‌الشعاع قرار می‌داد.
همچنین، شرایط آب‌وهوایی زمین نیز مانع از آن می‌شد که بتوان هر زمانی به رصد پرداخت. معمولا نیمی از 24 ساعت شبانه‌روز را نمی‌توان به‌واسطه روشنایی روز، رصد کرد و نیم دیگر نیز به‌شرطی برای رصد مناسب است که ماه در آسمان نباشد و هوا ابری نباشد و باد شدیدی نوزد. بنابراین زمان زیادی برای استفاده از تلسکوپ‌های بزرگ باقی نمی‌ماند و همین زمان اندک نیز باید به ارزشمندترین پروژه‌های رصدی اختصاص یابد.
اما دست‌یابی به فناوری فضایی و توانایی ارسال ابزارهای علمی به خارج از جو، این امکان را فراهم کرد که بتوان بر تمام این مشکلات غلبه کرد. در دهه 1970 / 1350، برخی دانشمندان به فکر استقرار تلسکوپی پیشرفته در خارج از مدار زمین افتادند.
پدر تلسکوپ‌های فضایی
اول بار، لیمان اسپیتزر بود که این پیشنهاد را مطرح کرد و با استقبال جامعه علمی آن روز روبرو شد. چنین تلسکوپی می‌توانست تمام امواج الکترومغناطیسی را دریافت و آنها را تحلیل کند. اما از آن مهم‌تر، عدم وجود مشکلات جوی برای این ابزار بود که دو مزیت مهم به‌همراه داشت؛ نخست دست‌یابی به نهایت کیفیت و شفافیت تصویر و دوم، استفاده از تمام زمان موجود برای رصد اجرام سماوی. در خارج جو زمین، آسمان همیشه تاریک است و تنها در مناطق نزدیک خورشید است که روشن به‌نظر می‌رسد.
پیشنهاد شد با توجه به ظرفیت‌های عالی این تلسکوپ و هدف از ساخت آن که شناخت بهتر عالم است، این تلسکوپ به افتخار ادین هابل نامگذاری شود و بدین ترتیب، داستان چهل ساله تلسکوپ فضایی هابل رقم خورد.
طراحی این تلسکوپ در دهه 1970 و با مشارکت سازمان فضایی ایالات متحده (ناسا)، آژانس فضایی اروپا (اسا) و سازمان فضایی کانادا آغاز شد. قرار شد این تلسکوپ طوری طراحی شود تا هر چند سال یک‌بار، بتوان با استفاده از شاتل‌های فضایی (که آن زمان در دست ساخت بود) به آن سفر کرد، قطعات معیوب احتمالی را تعمیر کرد و تجهیزات علمی آن را با نمونه‌های بهتری که از جدیدترین فناوری‌های بشر بهره می‌برند، جایگزین کرد. این‌چنین، تلسکوپ می‌توانست هم عمری طولانی داشته باشد و هم از آخرین دستاوردهای فناوری بشری برای اکتشافات بهتر استفاده کند.
درنهایت، تلسکوپ هابل با آینه‌ای 240 سانتی‌متری و ابزارهای علمی فراوان در سال 1369 سوار بر شاتل فضایی آتلانتیس در مدار زمین قرار گرفت و کار خود را آغاز کرد. هرچند که این تلسکوپ در 19 سال اخیر با فراز و نشیب‌های فراوانی روبرو شد و بیش‌از 6 میلیارد دلار هزینه برداشت، اما بی‌تردید میتوان گفت هابل ارزش همه این‌ها را داشت. این تلسکوپ درحالتی که تمام ابزارهایش فعال باشند، هر روز بیش از 10 گیگابایت اطلاعات به زمین مخابره می‌کند که حدود 3 دی.وی.دی را پر می‌کند.
داخل یا خارج جو؟ مساله این است!
اما با گذشت زمان، رصدخانه‌های زمینی نیز پیشرفت کردند. تلسکوپ‌های جدیدتر از آینه‌های بزرگ‌تر از 6.5 متر استفاده می‌کردند و از آن مهم‌تر، این‌که پژوهشگران توانسته بودند روش‌هایی برای برطرف کردن اثر اغتشاش‌های جوی پیدا کنند. در این روش‌ها که اپتیک سازگار و اپتیک فعال نام گرفته، کارشناسان از آینه‌های انعطاف‌پذیری استفاده می‌کنند تا اثر معکوس اختلالات جوی را روی آینه اعمال کنند و تصویری بدست آورند که گویی از فضای خارج از جو زمین تهیه شده است.
این پیشرفت‌ها که در دهه اخیر بدست آمده، سبب شده است کیفیت تصاویر رصدخانه‌های زمینی با تلسکوپ فضایی هابل برابری کند. از آن‌جا که رصدخانه‌های زمینی به آینه‌های 8متری و بزرگ‌تر مجهزند، اجرام بسیار کم‌نورتری را می‌توانند ببینند و علاوه بر آن، جزئیات بیشتری را نسبت به هابل به‌تصویر بکشند. اما هابل کماکان از برتری زمان رصد بهره می‌برد. از این‌رو، دانشمندان موسسه علوم تلسکوپ فضایی تصمیم گرفتند مسوولیت دیگری به هابل بسپارند و این ابزار ارزشمند را دیده‌بان رصدخانه‌های زمینی قرار دهند.
هابل که در مقایسه با رصدخانه‌های زمینی به زمان کمتری برای اکتشاف نیاز دارد، هدف‌های جدید را می‌یابد و آنها را برای بررسی‌های دقیق‌تر به رصدخانه‌های زمینی معرفی می‌کند. تلسکوپ‌های دوقلوی کک با آینه‌های 10متری، مجموعه وی.ال.تی در شیلی با چهار تلسکوپ 5/8 متری، تلسکوپ‌های جمینی شمالی و جنوبی و چندین رصدخانه بزرگ دیگر که اغلب در هاوایی تمرکز یافته‌اند، بدون هابل نمی‌توانند به دستاوردهایی که تاکنون ارائه کرده‌اند، دست یابند.
یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های هابل در نقش دیده‌بانی تلسکوپ‌های زمینی، وقتی است که هابل برای چند روز به گوشه‌ای از آسمان خیره می‌شود و دورترین اجرام عالم را به‌تصویر می‌کشد. هابل تاکنون چهار بار این کار را انجام داده که منجر به تصاویر ژرف شمالی در 1995 و 1997، تصویر ژرف جنوبی و تصویر فراژرف هابل است. در آخرین این تصاویر که زمستان 1382 / 2004 گرفته شد، هابل یک میلیون ثانیه به نقطه‌ای از آسمان در جنوب صورت‌فلکی جبار که ابعاد آن تنها یک‌دهم قطر ماه بدر بود، خیره شد و توانست بیش‌از سیزده‌هزار کهکشان دور و نزدیک را به‌تصویر بکشد. دورترین این اجرام بیش‌از سیزده میلیارد سال‌نوری با زمین فاصله داشتند و جهان را در زمانی نشان می‌دادند که چند صدمیلیون سال بیشتر از عمر جهان نمی‌گذشت.
این تلسکوپ تاکنون چهار بار تعمیر و به‌روزرسانی شده و هربار نیز پرتوان‌تر از قبل به فعالیت خود بازگشته است. اما اگر این پنجمین ماموریت تعمیر تلسکوپ فضایی هابل نیز با موفقیت به پایان برسد، هابل با توانی غیرقابل تصور به عرصه اکتشافات فضایی باز خواهد گشت و حداقل برای پنج سال دیگر به فعالیت خود ادامه خواهد داد.
اما جالب اینجاست که در دوره پنج ساله پیش‌رو، چند تلسکوپ فضایی دیگر نیز هابل را در مدار زمین همراهی می‌کنند. تلسکوپ‌های فضایی چاندرا، نیوتن، اسپیتزر، هرشل و پلانک (که هردو به‌تازگی در مدار زمین قرار گرفته‌اند)، در دیگر طول‌موج‌های طیف الکترومغناطیس هابل را همراهی می‌کنند و میتوان امید داشت که همکاری این چند رصدخانه فضایی، دستاوردهای شگرفی به‌همراه داشته باشد. لشکر تلسکوپ‌های فضایی به پیش‌قراولی هابل آماده است مرزهای کیهان را نیز درنوردد.
نظر شما