هو الرجل الذي قامت ناسا بتسمية خلف تلسكوب هابل الفضائي باسمه، فقد مُنح بناءً على برنامج أبولو القمري كما هو شائع و ليس بناءً على العلم.
يعتقد العديد من الناس حالياً بأن جيمس أي ويب James E. Webb والذي قام بإدارة وكالة الفضاء منذ بداياتها في شباط/فبراير 1961 حتى أيلول/أكتوبر 1968، قد قدّم للعلم أكثر مما قدمته كل الحكومات الرسمية، و هذا ما جعل من الملائم أن يُسمى الجيل الجديد من التلسكوبات الفضائية باسمه.
برنامج متوازن سجِل ويب بدعم علوم الفضاء سيزيد هذه التطلعات، ففي حين التزم الرئيس جون كينيدي أمام الشعب على إتمام مهمة مأهولة لتهبط على القمر قبل انقضاء عقد من الزمن، فقد اعتبر ويب البرنامج الفضائي أكثر من مجرد سباق سياسي، حيث آمن بأن ناسا عليها بلوغ التوازن بين الرحلات الفضائية المأهولة من جهة و العلم من جهة أخرى، لأن مثل هذه التوليفة ستكون بمثابة حافز لتعزيز جامعات الأمة و صناعات الطيران.
وكجزء من مشروع التاريخ الشفوي المقدّم في مكتبة LBJ في أوستن بولاية تكساس، ذكر فيه ويب محادثاته مع الرئيس كينيدي و نائب الرئيس ليندون جوناسون، وقد اقتبس من قوله: "حتى الآن ما زلت قلقاً، فلن أديرَ برنامجاً ليعمل مرة واحدة ثم يتوقّف حالما ننتهي، إذا أردتم منّي أن أصبح مديراً عاماً، فعلى البرنامج أن يكون متوازناً ليقوم بعمله من أجل الدولة...".
أنتجت تطلّعاتُ ويب لبرنامج متوازن أبحاثاً في علوم الفضاء خلال عقد من الزمن لا نظيرَ لها حتى يومنا هذا، وخلال تولّيه لمنصب الإدارة استثمرت ناسا في حقل تطوير المركبات الفضائية الروبوتية، والتي عملت على استكشاف البيئة القمرية ليستطيع روّاد الفضاء استكشافها لاحقاً، و قامت بإرسال المِجسّات العلمية إلى المريخ والزُهرة، لتُقدّم للأميركيين أول مشاهدة لهم للمناظر الغريبة في الفضاء الخارجي. وفي أوائل عام 1965 كان قد كتب ويب بأن تلسكوب الفضاء الرئيسي ـ الذي عُرف لاحقاً تلسكوب الفضاء الكبير- يجب أن يكون عرض ناسا الرئيسي.
و مع مرور الوقت تقاعد ويب بعد بضعة أشهر من الهبوط الأول على القمر في تموز/يوليو 1969، كانت ناسا حينها قد أطلقت أكثر من 75 مهمة فضائية علمية لدراسة النجوم و المجرات من بينها شمسنا و البيئة الفضائية فوق الغلاف الجوّي الأرضي و التي لم تكن معروفة وقتها. مهمات مثل المرصد الشمسي المداري Orbiting Solar Observatory و سلسلة المستكشف للأقمار الصناعية الفلكية Explorer Series كانت حجر الأساس للفترة الأكثر نجاحاً في تاريخ الاستكشاف الفلكي والتي لازالت مستمرة إلى هذا اليوم.
دعم ويب العلم خلف الأضواء أيضاً، فبعد أن شغر منصب كيث غلينان Keith Glennan وخلال فترة قصيرة تابع ويب نفس التنظيم الأساسي الذي كان قد اتبعه سلفه كيث في اختيار البرامج العلمية، بالإضافة لذلك قام ويب بتحسين دور العلماء بطرق أساسية، حيث منحهم تحكّم أوسع في اختيار آلية المهمات العلمية، و أنشأ برنامج ناسا الجامعي و الذي تم تأسيسه كامتياز للأبحاث الفضائية، حيث عمل البرنامج على تقديم التمويل اللازم لبناء مختبرات جديدة في الجامعات وتأمين المنح الجامعية للطلاب الخريجين.
شجّع برنامج ناسا الجامعي رؤساء الجامعات ونوّابهم على المشاركة النشطة في برنامج ناسا للعلوم الفضائية ولتأمين الدعم الشعبي لجميع برامج ناسا.
سجل مرموق هذا السجل من الإنجازات الحافلة دفع ويب للموافقة على العمل رغم ممانعته الأولية، فقد كان ويب المواطن من ولاية شمال كارولينا مديراً ذو خبرة بالإضافة لكونه محامياً و رجل أعمال فقد شغل أيضاً منصب مدير مكتب الميزانية وكان وكيلاً لوزارة الخارجية للولاية في مديرية تورمان. كما كان ويب رئيس و نائب رئيس للعديد من الشركات الخاصة، وعضواً في مجلس إدارة شركة ماكدونالد للطيران، ولم يكن يوماً عالماً أو ذو علاقة بالهندسة، و لكنه أصبح معروفاً عندما عرض عليه الرئيس كينيدي منصب المدير العام لناسا.
قال ويب في أحد مقابلاته: "شعرت بأني قد وضعت نموذجاً لحياتي، ولم أكن الرجل المناسب لهذا المنصب على أية حال، فقد بدا لي الأمر بأن شخصاً ذو معرفة بعلوم الصواريخ أو الفضاء سيكون أنسب للعمل"، لكن الرئيس كينيدي لم يرَ الأمر هكذا، فقد اعتقد الرئيس كينيدي أن ويب ذو الدهاء السياسي الشديد والمهارات الإدارية الاستثنائية سيكون مثالياً للعمل، حيث أوضح الرئيس لويب بأن إدارة ناسا هي وظيفة سياسية، وأنه بحاجة لشخص قادر على التعامل مع عدد كبير من القضايا السياسية الوطنية و الدولية. أما المجتمع العلمي فقد كان قلقاً لاستلام ويب هذا المنصب، و قد رَغِب علماء الإدارة العامة في ناسا بشخص ذو اهتمام شديد بعلوم الفضاء و ذو رغبة في دعم مشاركات الجامعات في البرنامج الفضائي، لكن خلال بضعة أشهر أثبت ويب مكانته لديهم.
شرف ملائم خلال ذروة برنامج أبولو أصبح لناسا 35000 موظف و أكثر من 400000 عقد مع آلاف الشركات و الجامعات في مختلف أرجاء الولايات المتحدة الأمريكية، وخلال فترة إدارة ويب استطاعت الوكالة إنجاز أعظم مشروع في تاريخ البشرية وهو هبوط أول رجل على سطح القمر، و ذلك قبل انقضاء عقد من الزمن محققاً وعد كينيدي للشعب الأمريكي.
وعندما أعلن مدير ناسا (شون أوكيف) الاسم الجديد للجيل القادم من التلسكوبات الفضائية قال: "من الملائم تسمية خَلَف التلسكوب هابل باسم جيمس ويب، فبفضل إنجازاته كان لنا أول لمحة للمناظر الخلّابة في الفضاء الخارجي، وقد منح أمّتنا أولى رحلاتها الاستكشافية محوّلاً الخيال إلى واقعٍ نعيشه. بالطبع وضع ويب الأساسات لناسا في واحدة من أنجح الفترات الزمنية في عمليات الاستكشاف الفلكي، وكنتيجة لذلك سنقوم بإعادة صياغة كتبنا المدرسية بمساعدة تلسكوب هابل الفضائي و مرصد الأشعة السينية تشاندرا وتلسكوب جيمس ويب".
تلسكوب "ويب" ومكوناته الرئيسية
تقنيون يعملون على المرآة الثانوية لتلسكوب ويب داخل حجرة نظيفة في مركز غودارد. فيديو جديد في سلسلة "ما وراء ويب"
يُقدم الفيديو الجديد في سلسلة "ما وراء ويب" الذي يحمل عنوان "ويب يدعم مكوناته" نظرةً على الدعامات أو الأعمدة التي تطوي وتنشر المرآة الثانوية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي. فهو يأخذ المشاهدين إلى ما وراء الكواليس لفهم المزيد عن تلسكوب ويب، الذي يُمثل الجيل التالي من المراصد الفضائية، وخليفة تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا.
سيرصد تلسكوب ويب -المُصمّم ليكون أقوى تلسكوب فضائي تمّ بناؤه على الإطلاق - أبعدَ الأجسام في الكون، وسيُقدم صورا لأولى المجرات المتشكلة، كما سيدرس الكواكب غير المستكشفة والتي تدور حول النجوم البعيدة.
في فيديو "ويب يدعم مكوناته"، تتحدث آدام كاربينتر (Adam Carpenter)، وهي أحد المهندسين المسؤولين في مركز غودارد لرحلات الفضاء في غرينبلد بميريلاند عن كيفية فتح المرايا، وتقول: "إناا ننشر ثلاثة أعمدة تُشابه كثيرا الكرسي ذي الأرجل الثلاث، وستتموضع المرآة الثانوية فوق لوحة الدعم".
ولأن تلكسوب جيمس ويب كبيرٌ جدا على أن يتم وضعه في صاروخ بشكله النهائي، فقد صمم من البداية بحيث يُمكن نشره بشكلٍ مشابه للأوريغامي بعد إقلاعه. يتضمن ذلك الفتح أو النشر مرايا التلسكوب أيضا.
يتنموذج اختباري لتلسكوب جيمس ويب الفضائي، وهو يوضح أعمدة الدعم الثلاث الداعمة للمرآة الرئيسية. حقوق الصورة: NASA/Chris Gunn
تجمِّع المرآة الرئيسية، المكوَنة من عدة الأجزاء، الضوء القادم من الكون وتُعيد توجيهه إلى المرآة الثانوية، التي تُرسله بدورها إلى مرايا إضافية أصغر، قبل أن يصل إلى الكاميرات والمُحللات الطيفية.
يصل طول أعمدة الدعم الثلاث إلى 25 قدم، وهي قوية جداً وخفيفة الوزن. تلك الأعمدة عبارة عن أنابيب مفرغة من الداخل، ويصل سماكة المادة فيها إلى حوالي 40 جزء من الألف من الإنش (حوالي 1 ميليمتر)، وتم بناؤها لتقاوم درجات الحرارة الشديدة في الفضاء. وأثناء مشاهدة الفيديو، يستطيع المشاهدون رؤية اختبار تلك الأعمدة أثناء نشرها في بيئة تُحاكي الجاذبية الصفرية للفضاء السحيق.
OTE هي عين المرصد. تقوم OTE بجمع الضوء القادم من الفضاء وتقدمه إلى الأجهزة العلمية الموجودة في ISIM. وتُشكل اللوحة الالكترونية "العمود الفقري" لويب، فهي تقوم بدعم المرايا.
يقوم النظام الفرعي الواقي من الشمس بفصل المرصد إلى جانب دافئ مواجه للشمس (حافلة المركبة الفضائية) وجانب بارد معاكس للشمس (OTE وISIM). ويحافظ الدرع الشمسي على الحرارة القادمة من الشمس، والأرض والكترونيات حافلة المركبة الفضائية بعيدةً عن OTE وISIM، بحيث يمكن لتلك الأجزاء من المرصد أن تبقى باردة جداً (يجب الحفاظ على درجة حرارة عملها دون 50 كلفن أو -370 فهرنهايت).
صور لمرايا التلسكوب. حقوق الصورة: ناسا
تُقدم حافلة المركبة الفضائية الدعم من أجل تشغيل المرصد. وتحتوي الحافلة على الأنظمة الفرعية الرئيسية الست اللازمة لعمل المركبة الفضائية وهي: نظام الطاقة الكهربائية الفرعي، ونظام التحكم بالموضع، ونظام الاتصالات، ونظام معالجة البيانات والأوامر، ونظام الدفع، ونظام التحكم الحراري.
ويقوم جنيح الدفع بموازنة الضغط الشمسي على الدرع بشكل مشابه لعمل جنيح التنظيم خلال الإبحار. ولا يمكن تعديل هذا الجنيح عند الوصول إلى المدار، وإنما فقط على الأرض.
الأجهزة تُشكل الأجهزة العلمية قلب تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وستوجد الأجهزة العلمية الأربعة في وحدة الأجهزة العلمية المتكاملة أو ISIM. وستكون هذه الوحدة عبارة عن منزل لأربعة أجهزة علمية رئيسية ستكشف الضوء القادم من النجوم، والمجرات والكواكب البعيدة التي تدور حول نجوم أخرى. وبشكل مشابه لما يفعله هيكل السيارة المعدني (الشاسيه)، يُقدم هيكل ISIM دعماً للمحرك وبقية الأجزاء. ويوضح الفيديو التالي مواقع الأجهزة في المرصد:
تتضمن ISIM الأجهزة التالية:
1/الكاميرا العاملة في المجال القريب من تحت الأحمر (NIRCam)، المُقدمة من قبل جامعة اريزونا.
2/راسم الطيف العامل في المجال القريب من تحت الأحمر (NIRSpec)، المُقدم من وكالة الفضاء الأوروبية، مع مكونات أخرى مقدمة من قبل مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا.
3/الأداة العاملة في الجزء المتوسط من المجال تحت الأحمر، أو MIRI، وهي مُقدمة من قبل الاتحاد الأوروبي ووكالة الفضاء الأوروبية، ومن مختبر الدفع النفاث في باسادينا.
4/حساسات التوجيه والإرشاد/المصور العامل في المجال القريب من تحت الأحمر وراسم الطيف اللاشقي، أو FGS/NIRISS، المُقدم من قبل وكالة الفضاء الكندية.
صورة توضيحية لمواقع الأجهزة. حقوق الصورة: ناسا
يُوجد العديد من الأجهزة الأخرى في بنية ISIM. وتتضمن أنظمة ISIM الفرعية، ونظام ISIM الفرعي للتحكم بالحرارة، ونظام ISIM الفرعي لمعالجة البيانات والتحكم، وبرمجيات الطيران لـ ISIM، ومجمعات التوصيل في ISIM.
الأجهزة العلمية وحدة الأداة العلمية المتكاملة (ISIM)
وحدة الأداة العلمية المتكاملة هي واحدة من بين ثلاثة عناصر رئيسية تُؤلف نظام الطيران في مرصد ويب. العناصر الأخرى هي العنصر التلسكوبي البصري (OTE)، وعنصر المركبة الفضائية (حافلة المركبة الفضائية، والدرع الشمسي).
صورة توضيحية لـ ISIM. حقوق الصورة: ناسا
تُعتبر ISIM قلب تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وهي ما يدعوه المهندسون بالحمولة الرئيسية؛ وهي الوحدة التي ستستضيف أربعة أجهزة رئيسية ستكشف الضوء القادم من النجوم البعيدة، والمجرات، والكواكب التي تدور حول النجوم الأخرى. يُشابه الهيكل المصور هنا شاسيه السيارة ويُقدم دعماً للمحرك والمكونات الأخرى.
تحتوي أداة ISIM الأجهزة التالية:
1/الكاميرا العاملة في المجال القريب من تحت الأحمر (NIRCam)، المُقدمة من قبل جامعة اريزونا. 2/راسم الطيف العامل في المجال القريب من تحت الأحمر (NIRSpec)، المُقدم من وكالة الفضاء الأوروبية، مع مكونات أخرى مقدمة من قبل مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. 3/الأداة العاملة في الجزء المتوسط من المجال تحت الأحمر، أو MIRI، وهي مُقدمة من قبل الاتحاد الأوروبي ووكالة الفضاء الأوروبية، ومن مختبر الدفع النفاث في باسادينا. 4/حساسات التوجيه والإرشاد/المصور العامل في المجال القريب من تحت الأحمر وراسم الطيف اللاشقي، أو FGS/NIRISS، المُقدم من قبل وكالة الفضاء الكندية.
التفاصيل التقنية المتعلقة بـ ISIM:
تُمثل أداة ISIM المكونة من أربعة أجهزة أساسية وعدد هائل من الأنظمة الفرعية في حمولة واحدة، مسعىً شاقاً. وبقصد تبسيط عملية الدمج، قسم المهندسون ISIM إلى ثلاث مناطق.
مكونات ISIM داخل المرصد. حقوق الصورة: ناسا
المنطقة الأولى:
تحتوي وحدة التبريد الفائق. وتقوم هذه الوحدة بتجميد الكواشف وصولاً إلى درجة حرارة 39 كلفن، وهي درجة حرارة ضرورية كي لا تتداخل الحرارة الذاتية للمركبة الفضائية مع الضوء تحت الأحمر القادم من المصادر الكونية البعيدة. ويُقدم النظام الفرعي للإدارة الحرارية لـ ISIM وOTE تبريداً فعالاً. وبعد ذلك، تقوم أجهزة أخرى بتبريد الكواشف إلى درجة حرارة أكثر انخفاضاً.
المنطقة الثانية:
تضم هذه المنطقة الكترونيات ISIM، التي تُقدم سطوح التركيب وبيئة حرارية متحكم بها بالكترونيات التحكم بالأجهزة.
المنطقة الثالثة:
تقع داخل حافلة المركبة الفضائية، وتحتوي النظام الفرعي المكرس لمعالجة بيانات وأوامر ISIM، بالإضافة إلى برمجيات الطيران المتعلقة بـ ISIM، وضاغط التبريد لأداة MIRI، والكترونيات التحكم.
الكاميرا العاملة في المجال القريب من تحت الأحمر (NIRCam) تعتبر المصور الرئيسي لتلسكوب جيمس ويب الفضائي وستُغطي الأطوال الموجية الواقعة في المجال تحت الأحمر من 0.6 إلى 5 ميكرون. وستقوم NIRCam بكشف الضوء القادم من النجوم والمجرات القديمة جدا التي نتجت أثناء تشكل الكون، وستدرس توزع النجوم في المجرات القريبة، كما أنها سترصد النجوم الشابة في مجرة درب التبانة والأجسام الموجودة في حزام كايبر.
صورة توضيحية لـ nircam. حقوق الصورة: ناسا
NIRCam عبارة عن جهاز يمتلك كوروناغراف، وهو جهاز يسمح لعلماء الفلك بالتقاط صور للأجسام الخافتة جدا والموجودة حول المراكز اللامعة للأجسام، مثل الأنظمة النجمية.
يعمل الكوروناغراف الموجود في NIRCam عبر قيامه باحتجاز ضوء الأجسام الأكثر لمعانا، مما يُمكن علماء الفلك من مشاهدة الأجسام العاتمة القريبة – يشابه هذا الأمر تماما ما تقوم به عندما تقي عينك من ضوء الشمس برفع يدك فوقها، وهو أمر يسمح لك بالتركيز على الطريق الموجود أمامك. وبالاعتماد على الكوروناغراف، يتمنى علماء الفلك تحديد مميزات الكواكب التي تدور حول النجوم القريبة.
ونشاهد هنا فيديو توضيحي لهذه الكاميرا:
راسم الطيف بالقرب من المجال تحت الأحمر (NIRSpec) إن راسم الطيف العامل في المجال القريب من تحت الأحمر سيعمل عند مجال من الأطوال الموجية يمتد بين 0.6 إلى 5 ميكرون. تم جمع NIRSpec وهو يخضع الآن للفحص في أوروبا.
يُستخدم راسم الطيف، الذي يُدعى أحيانا بالمقياس الطيفي، لتشتيت الضوء القادم من الأجسام وتشكيل الطيف. يساعدنا تحليل طيف الجسم في معرفة الكثير عن خواصه الفيزيائية بما في ذلك درجة الحرارة، والكتلة، والتركيب الكيميائي. في الحقيقة تقوم الجزيئات والذرات الموجودة في الجسم بوضع بصمتها على شكل خطوط في طيف الجسم والتي توضح لنا بدورها ما هي العناصر الموجودة ويمكن أن تكشف عن كنز من المعلومات حول الظروف الفيزيائية للجسم. يُعتبر كلٌ من التحليل الطيفي والقياس الطيفي (وهي العلوم التي تفسر هذه الخطوط) الأدوات الأكثر حدة وقوة التي يمكن استخدامها بقصد استكشاف الكون.
العديد من الأجسام التي سيدرسها تلسكوب جيمس ويب، مثل المجرات البدائية التي تشكلت بعد الانفجار العظيم، خافتٌ جدا بحيث يتوجب على المرآة العملاقة لتلسكوب جيمس ويب إمعان النظر بتلك الأجسام لمئات الساعات لجمع ضوء كاف لتشكيل الطيف. ولدراسة الآلاف المجرات أثناء مهمته التي ستستمر لمدة خمس سنوات، تم تصميم NIRSpec ليقوم برصد 100 جسم في الوقت نفسه. NIRSpec هو أول راسم طيفي سيتواجد في الفضاء وفي الوقت نفسه يمتلك قدرة ملحوظة على إجراء مراقبات متعددة بشكل متزامن. ولجعل ذلك الأمر ممكنا، كان على علماء ومهندسي مركز غودارد ابتكار تكنولوجيا جديدة لنظام مصراع ميكروي للتحكم بكيفية دخول الضوء إلى NIRSpec.
أحد التكنولوجيات الفريدة الموجودة في NIRSpec والتي تمكنه من الحصول على 100 مراقبة طيفية متزامنة هي النظام الالكتروميكانيكي-الميكروي والمسمى بـ "الصفيفة ميكروية المصراع". لخلايا المصراع الميكروي الموجودة في NIRSpec عرض شعرة من رأس الإنسان تقريبا، ولهذه المصَارع أغطية تُفتح وتُغلق عندما يتم تطبيق حقل مغناطيسي عليها. ويمكن التحكم بكل خلية بشكل منفرد، مما يسمح بفتحها وغلقها لرؤية أو حجب قسم من السماء.
أدى هذا التعديل للأداة إلى جعلها قادرة على القيام بتحاليل طيفية للعديد من الأجسام بشكل متزامن. ولأن الأجسام التي سيقوم NIRSpec بالنظر إليها بعيدة جدا وخافتة جدا، إذا لا بد من وجود جهاز يحجب الضوء الناتج عن الأجسام اللامعة القريبة. تعمل المصَارع بشكل مشابه للناس عندما تحاول التحديق والتركيز على جسم ما معين عبر حجب مصادر الضوء الأخرى التي تُسبب تداخلا مع ضوء الجسم الذي يرغبون بالنظر إليه. ونشاهد في الفيديو التالي توضيحاً لهذه الأداة:
أداة المجال المتوسط من الأشعة تحت الأحمر (MIRI)
عمل المهندسون وبشكل دقيق على تركيب جهاز الأشعة تحت الحمراء المتوسطة داخل وحدة الأجهزة العلمية المتكاملة (ISIM) الموجودة على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وتمَّ هذا الأمر داخل غرفة نقية في مركز غودارد لرحلات الفضاء في غرينبلد-ميريلاند. وكخلفٍ لتلسكوب هابل الفضائي، سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقوى التلسكوبات الفضائية التي تم بنائها على الإطلاق. وسيرصد أكثر الأجسام بعدا في الكون، ويُقدم صورا لأولى المجرات المتشكلة ويُشاهد الكواكب غير المستكشفة حول النجوم البعيدة.
صورة توضيحية لـ miri. حقوق الصورة: ناسا
يُمكن لأداة كاميرا الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIRI) وراسمها الطيفي رؤية الضوء الموجود في الجزء المتوسط من المجال تحت الأحمر، عند الأطوال الموجية الأكبر من تلك التي تستطيع عين الإنسان رؤيتها.
تُغطي MIRI مجال الطول الموجي الواقع بين 5 و28 ميكرون. وستسمح لها كواشفها الحساسة برؤية الانزياح الضوئي نحو الأحمر للمجرات البعيدة، والنجوم المتشكلة حديثا، والمذنبات المرئية بشكل خافت جداً، بالإضافة إلى أجسام حزام كايبر.
ستُقدم كاميرا MIRI مشهداً لحقل واسع جدا وعلى نطاقٍ عريض، مما سيؤدي إلى حدوث الكثير من الإثارة في مجال علم التصوير الفلكي الذي جعل من هابل محبوبا على مستوى العالم ككل. وسيتمكن راسم الطيف من الحصول على القياسات الطيفية متوسطة الدقة، الأمر الذي سيقدم بدوره تفاصيل فيزيائية جديدة عن الأجسام البعيدة التي سيتم رصدها. ونُشاهد في الفيديو التالي توضيحاً لهذه الأداة:
تمتلك أداة MIRI ثلاث صفائف من كواشف السيليكون والزرنيخ (Si:As). وتقدم وحدة الكاميرا تصوير واسع الحقل، وتُعطينا وحدة راسم الطيف قياسات طيفية متوسطة الدقة ضمن مجال أقل مقارنة مع المُصور. وتبلغ درجة الحرارة العاملة والاسمية لـ MIRI قيمة 7 كلفن. ولا يمكن الوصول إلى هذا المستوى من التبريد باستخدام التبريد السلبي الذي يُقدم من قبل النظام الفرعي لإدارة العمليات الحرارية. وبدلا من ذلك، هناك عملية تُنجز على خطوتين: مبرد استباقي نبضي وأنبوبي يقوم بنقل الجهاز إلى درجة حرارة تبلغ 18 كلفن، وبعدها المبادل الحراري المُسمى بحلقة جول–تومسون الذي يدفع بدرجة حرارة الجهاز إلى 7 كلفن.
حساسات التوجيه والإرشاد/المصور العامل في المجال القريب من تحت الأحمر وراسم الطيف اللاشقي (FGS/NIRISS)
صورة توضيحية لـ fgs. حقوق الصورة: ناسا
تسمح حساسات التوجيه والإرشاد لويب بالتوجه بدقة بحيث يُمكنه التقاط صور عالية الدقة. وسيُستخدم كل من المصور العامل في المجال القريب من تحت الأحمر وراسم الطيف اللاشقي في البحث عن الأهداف العلمية التالية: كشف الضوء الأول، وكشف الكواكب الخارجية وتوصيفها، والتحليل الطيفي لعبور الكواكب الخارجية. تعمل هذه الأداة في مجال الطول الموجي الممتد بين 0.8 ميكرون و5 ميكرون، وهي متخصصة في ثلاث وضعيات أساسية، إذ يتصدى كلٌ منها لمجال طول موجي منفصل. تُمثل أداة FSG "المرشد"، الذي يُساعد التلسكوب في عملية التوجه. ونشاهد في الفيديو التالي توضيحاً لهذه الحساسات:
العنصر البصري للتلسكوب والواقية الشمسية وحافلة المركبة الفضائية العنصر البصري للتلسكوب (OTE)
العنصر البصري للتلسكوب هو عين تلسكوب جيمس ويب الفضائي. يجمع هذا العنصر الضوء القادم من الفضاء ويُقدمه إلى الأجهزة العلمية. يحتاج ويب إلى مرآة كبيرة من أجل جمع أكبر كميةٍ ممكنة من الضوء لرؤية المجرات المُتشكلة في المراحل المبكرة من عمر الكون. قدّر علماء ويب ومهندسيه أنهم بحاجة إلى مرآة رئيسية بقطر يصل إلى 6.5 متر (21.3 قدم) حتى يتمكنوا من سبر الضوء القادم من تلك المجرات.
النظام الفرعي البصري. حقوق الصورة: ناسا
يمتلك OTE مكونَين أساسيين: مرآة التوجيه الدقيق (FSM)، وأجزاء هيكلية لوصل كل الأجزاء معًا ودعمها. تتضمن الأجزاء الهيكلية بنية دعم المرآة الثانوية (SMSS) ولوحة التجميع للمرآة الرئيسية.
المرآة الثالثة الموجودة في OTE ومرآة التوجيه الدقيق موجودتين داخل نظامٍ فرعي لـ OTE، المعروف بالنظام البصري الفرعي الخلفي. بالإضافة إلى قيام لوحة الدعم بوصل أجزاء OTE معًا، فهي ستكون موجودة في المكان الذي سيُركب فيه الجهاز العلمي "وحدة الأجهزة العلمية المتكاملة'' (ISIM). ويُوضح الفيديو التالي كيف يُمكن طي أجزاء ويب لتُناسب مركبة الإطلاق:
المزيد عن المرآة الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي
لا يُوجد صاروخ كبير بشكلٍ كافٍ لحمل مرآة بقطر 6.5 متر إذا كانت على شكل قطعة واحدة فقط. لذلك، قرر فريق ويب بناء المرآة الرئيسية باستخدام 18 جزءٍ مسدس الشكل، ويُمكن طي هذه الأجزاء في مركبة الإقلاع وبعد ذلك فردها عند الوصول إلى المدار.
المرآة الرئيسية. حقوق الصورة: ناسا
تعمل جميع الأجزاء معًا لتُكون مرآة واحد كبيرة، وقُسمت هذه المرآة إلى ثلاث مجموعات تتكون كلٌ منها من ست مرايا، وتختلف أشكالها قليلاً عن بعضها. كذلك، قد تمَّ تطوير نظام يُعرف باستشعار جبهة الموجة والتحكم (Wavefront Sensing & Control). وتوضح الصورة التالية موقع المرايا المختلفة داخل المرآة الرئيسية.
بالإضافة إلى جعل المرايا صغيرة بشكلٍ كافٍ لتُناسب الصاروخ، قام الفريق بجعلها خفيفة أيضًا حتى ينجح الإقلاع. فلو تم تضخيم مرآة هابل لتصير بحجم مرآة ويب، ستكون ثقيلةً جدًا ولن تتمكن مركبة الإقلاع من حملها إلى المدار. فكان على فريق ويب إيجاد طرق جديدة لبناء المرآة بحيث تكون خفيفة كفايةً.
حافلة المركبة الفضائية تُقدم حافلة المركبة الفضائية الدعمَ اللازم لوظائف عمليات مرصد ويب. وتُشاهد في اليسار صورة توضيحية للحافلة.
حافلة المركبة الفضائية. حقوق الصورة: ناسا
تتألف الحافلة من ستة أنظمة فرعية رئيسية:
1/نظام الطاقة الكهربائية الفرعي. 2/النظام الفرعي للتحكم بالارتفاع. 3/النظام الفرعي للاتصالات. 4/النظام الفرعي لمعالجة البيانات والأوامر. 5/النظام الفرعي للدفع. 6/النظام الفرعي للتحكم الحراري.
يُحول نظام الطاقة الكهربائية الفرعي ضوءَ الشمس المُشع على الخلايا الشمسية إلى طاقةٍ لازمة لتشغيل الأنظمة الفرعية الموجودة في الحافلة، بالإضافة إلى الحمولة العلمية.
يقوم النظام الفرعي للتحكم بالارتفاع باستشعار توجه المرصد، والحفاظ على المرصد مستقراً على مداره، ويُقدم التوجيه التقريبي للمرصد نحو منطقة من السماء تُريد الأجهزة العلمية القيام برصدها.
نظام التحكم بالبيانات والأوامر (C&DH) هو دماغ حافلة المركبة الفضائية. يمتلك هذا النظام حاسوبًا، ومعالجَ أوامرٍ عن بُعد (CTP)، ويقوم هذا الأخير بأخذ الأوامر من نظام الاتصالات وتوجيهها إلى المُستقْبل المناسب. لدى C&DH جهاز تخزين للبيانات الخاصة بالمرصد، ومسجل للحالة الصلبة (SSR). وسيتحكم (CTP) بالتفاعل الحاصل بين الأجهزة العلمية وSSR ونظام الاتصالات.
يحتوي نظام الدفع خزانات الوقود، والصواريخ التي يتم تشغيلها للحفاظ على التلسكوب في مداره عندما يُوجَّه من قبل نظام التحكم بالارتفاع. يُحافظ النظام الفرعي للتحكم بالحرارة على درجة الحرارة العاملة في حافلة المركبة الفضائية. ويُمكنك في الأسفل مشاهدة صور أخرى للحافلة.
وفي الأسفل مجموعة من الصور لمساقط مختلفة للحافلة:
مجموعة مساقط لحافلة المركبة الفضائية. حققوق الصورة: ناسا
الواقية الشمسية
يهيمن على المرصد بصرياً النظام الفرعي للواقية الشمسية، والتي تقسم المرصد إلى وجه دافئ مقابل للشمس ووجه آخر بارد. سيرصد تلسكوب ويب الفضائي بشكل أساسي الأشعة الضوئية تحت الحمراء من الأجسام البعيدة الباهتة، ولكن كل الأجسام بما فيها التلسكوبات تعمل على بعثرة الأشعة تحت الحمراء على شكل طاقة حرارية، ولتجنب إغراق الإشارات الفلكية الباهتة جداً بالإشعاع الصادر عن التلسكوب، فقد تم تجهيز التلسكوب وأجهزته ليكونوا باردين جداً.
الواقية الشمسية. حقوق الصورة: ناسا
سيتم توجيه المرصد بحيث يكون كل من الشمس والأرض والقمر في جهة واحدة دائماً بالنسبة للمرصد، لتعمل الواقية الشمسية عمل مظلّة بحيث تُبقي عنصر التلسكوب البصري (Optical Telescope Element) ووحدة الأداة العلمية المتكاملة (ISIM) معتدلين حرارياً من خلال وضعهم في الظل وحمايتهم من حرارة الشمس ودفئ الكترونيات المركبة الفضائية الخاصة بالتراسل.
ستسمح الواقية الشمسية بتخفيض درجة حرارة التلسكوب إلى ما دون الـ 50 كلفن (أي ما يعادل -370 فهرنهايت أو -223 درجة مئوية) من خلال إشعاع حرارته بشكل سلبي في الفضاء.
والأدوات العاملة بالقرب من مجال الأشعة تحت الحمراء (NIRCam، NIRSpec، FGS/NIRISS) ستعمل عند الدرجة 39 كلفن تقريباً (-389 فهرنهايت، -234 درجة مئوية) من خلال نظام تبريد سلبي، أما الأدوات العاملة في منتصف مجال الأشعة تحت الحمراء (MIRI) ستعمل عند الدرجة 7 كلفن (-447 فهرنهايت، -266 درجة مئوية) باستخدام مُبرّد من الهليوم أو باستخدام نظام تبريد شديد.
مقطع عرضي لطبقات الواقية الشمسية. حقوق الصورة: ناسا
بالإضافة لكونها تقوم بتوفير بيئة باردة، تسمح الواقية الشمسية بتشكيل بيئة مستقرة حرارياً، الأمر الذي يحافظ أساساً على الاصطفاف المناسب لقطاعات المرآة الأساسية بينما يغير التلسكوب من اتجاهه بالنسبة للشمس. عندما يتم نشرها بشكل كامل ستكون الواقية الشمسية بحجم ملعب تنس نظامي تقريباً.
لماذا تملك الواقية الشمسية خمس طبقات بدلاً من واحدة سميكة؟ كل طبقة من طبقات الواقية الشمسية تعمل على تبريد درجة الحرارة أكثر من الطبقة أسفلها، وسيتم إشعاع الحرارة إلى الخارج من بين الطبقات، ويُشكّل الفراغ بين الطبقات عازل جيد جداً، وستعمل طبقة واقية سميكة على نقل الحرارة من الأسفل إلى الأعلى بشكل أكبر من الطبقات الخمسة المنفصلة عن بعضها البعض بواسطة الفراغ.
هنا صورة لوحدة هندسية أخرى خاصة بنظام الواقية الشمسية تدعى Pathfinder المستكشف.
صورة لوحدة هندسية أخرى خاصة بنظام الواقية الشمسية تدعى Pathfinder المستكشف. حقوق الصورة: ناسا
ونشاهد في الفيديو التالي اختبارات نشر الواقية الشمسية:
ما هي أوجه التباين بين ويب وهابل؟ غالباً ما يُشار إلى ويب على أنه بديل هابل، لكننا نُفضل القول بأنه خليفته. بعد كل ذلك، يُمثل ويب الخليفة العلمي لتلسكوب هابل، حيث صُممت أجهزته العلمية اعتماداً على نتائج قادمة من هابل. دفعتنا علوم هابل للنظر إلى الأطوال الموجية الأكبر والتي تقع في مجالات لا يُمكن لهابل التعامل معها. وبشكلٍ خاص، تنزاح الأجسام الأكثر بعداً نحو المجال الأحمر من الطيف بشكلٍ كبير، وينتقل ضوءها من المجال فوق البنفسجي والبصري نحو المجال القريب من تحت الأحمر. وبالتالي يتطلب رصد هذه الأجسام البعيدة كأولى المجرات المتشكلة في الكون، تلسكوباً عاملاً في المجال تحت الأحمر.
هذا سببٌ آخر لعدم كون ويب بديلاً لهابل، فقدراتهما ليست متطابقة. سيقوم ويب بشكلٍ جوهري بالنظر إلى الكون باستخدام المجال تحت الأحمر، في حين يدرس هابل الكون بالاعتماد على الأطوال الموجية المرئية وفوق البنفسجية على الرغم من امتلاكه لبعض القدرات تحت الحمراء. يمتلك ويب أيضاً مرآة أكبر بكثير من مرآة هابل، ووجود مساحة جمع الضوء الكبيرة هذه يعني انه باستطاعة ويب الإبحار أبعد في الزمن مقارنة مع تلسكوب هابل. يُوجد هابل في مدار قريب جداً من الأرض، في حين سيبعد تلسكوب ويب عنا حوالي 1.5 مليون كيلومتر ليُوجد في نقطة لاغرانج الثانية (L2).
ويُمكن تلخيص الاختلافات في المجالات التالية:
1/الطول الموجي 2/الحجم 3/المدار 4/قدرة ويب على الرؤية 5/ماذا عن تلسكوب هيرتشيل؟
الطول الموجي سيرصد ويب وبشكلٍ رئيسي في المجال تحت الأحمر، وهو يمتلك أربعة أجهزة علمية تُمكنه من التقاط صور وأطياف الأجسام الفلكية. ستُقدم هذه الأجهزة تغطية لأطوال موجية تمتد من 0.6 إلى 28 ميكرومتر. يمتد المجال تحت الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي من حوالي 0.75 ميكرون وصولاً إلى بضع مئات الميكرونات. يعني ذلك الأمر أن أجهزة ويب ستعمل في المجال تحت الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي، وبوجود بعض القدرات على العمل في المجال المرئي (بشكلٍ خاص في الجزء الأحمر والأصفر من الطيف المرئي).
تستطيع الأجهزة الموجودة على متن هابل رصد أقسام صغيرة من الطيف تحت الأحمر وتمتد من 0.8 إلى 2.5 ميكرون، لكن قدراتها الأساسية موجودة في الأقسام فوق البنفسجية والمرئية من الطيف، أي من 0.1 إلى 0.8 ميكرون.
مجالات رصد مجموعة من التلسكوبات الفضائية. حقوق الصورة: ناسا
IRAS 13481-6124. حقوق الصورة: ناسا
ما هي أهمية مراقبات الأشعة تحت الحمراء في علم الفلك؟ تقع النجوم والكواكب الموجودة في طور التشكل داخل شرانق من الغبار الذي يمتص الضوء المرئي، والأمر نفسه صحيح بالنسبة لمركز مجرتنا. مع ذلك، بإمكان الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن هذه المناطق اختراق هذه الأكفان الغبارية والكشف عما في داخلها.
في الأعلى، نُشاهد صورة بالأشعة تحت الحمراء قادمة من تلسكوب سبيتزر الفضاء للغاز والغبار العاملين كحاضنة نجمية للنجم الشاب واللامع IRAS 13481-6124، الموجود في أعلى يسار الصورة. لون الغبار في هذه الصورة أحمر-برتقالي، والنجوم زرقاء، لكن يميل لون النجوم المدفونة عميقاً في الغبار مثل النجم IRAS 13481-6124، إلى أن يكون أصفرا-أخضرا.
الحجم يبلغ طول هابل حوالي 13.2 متر (43.5 قدم)، وقطره الأعظمي 4.2 متر (14 قدم). أي أن حجمه يصل إلى حجم قاطرة كبيرة.
الحجم. حققوق الصورة: ناسا
وبالمقارنة، فإن أبعاد الدرع الشمسي لتلسكوب ويب هي 22 متر∗ 12 متر (69.5 قدم ∗ 46.5 قدم)؛ وبالتالي له حجم يبلغ نصف حجم طائرة كبيرة من طراز 737، ويساوي ضعفي حجم ملعب كرة مضرب.
حجم ويب. حقوق الصورة: ناسا
سيكون لدى ويب مرآة رئيسية بقطر يبلغ 6.5 متر، مما سيُعطيه مساحة جمع للضوء أكبر بكثير مقارنةً مع المرايا المتاحة في الجيل الحالي من التلسكوبات الفضائية. مرآة هابل أصغر بكثير من مرآة ويب ويصل قطرها إلى 2.4 متر، وتبلغ مساحة جمع الضوء فيها حوالي 4.5 متر مربع، وهي أقل بسبع مرات من المساحة الموجودة في ويب!
تلسكوب ويب. حقوق الصورة: ناسا
سيتمتع ويب أيضاً بحقل رؤية أكبر مقارنة مع كاميرا NICMOS الموجودة على متن هابل، ولديه أيضاً دقة تمييز مكاني أفضل بكثير مقارنةً مع تلسكوب سبيتزر الفضائي العامل في المجال تحت الأحمر.
المدار
تبعد الأرض حوالي 150 مليون كيلومتر عن الشمس، ويدور القمر حولها عند بعد يصل إلى 384500 كيلومتر. يدور تلسكوب هابل في مدار يبعد عن الأرض حوالي 570 كيلومتر، أما تلسكوب ويب الفضائي فلن يدور في الواقع حول الأرض، وبدلاً من ذلك سيُوجد في نقطة لاغرانج الثانية (L2)، وهي تقع على بعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر عن الأرض!
مدار ويب. حقوق الصورة: ناسا
وبسبب مدار هابل الموجود حول الأرض، فقد كان من الممكن إطلاقه إلى مداره على متن مكوك فضاء. أما ويب فسيُقلع إلى الفضاء على متن الصاروخ (Ariane 5) لأنه لن يكون موجوداً في مدار حول الأرض، وهو غير مصمم لتتم خدمته من قبل مكوك فضائي.
المدار. حقوق الصورة: ناسا
سيقوم الدرع الشمسي بحجب الضوء القادم من الشمس، والأرض، والقمر. وسيساعده هذا الأمر على البقاء بارداً، وهو أمر ضروري جداً بالنسبة لتلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء. ومع دوران الأرض حول الشمس، كما هو موضح في المخطط هنا، تدور الأقمار الصناعية حول النقطة L2 كما يُمكنك رؤيتها في هذا المخطط، فهي لا تبقى ساكنه تماماً في بقعة محددة.
نقطة لاغرانج. حقوق الصورة: ناسا
ما هي قدرات الرؤية لتلسكوب هابل؟
بسبب أن الضوء يحتاج إلى العديد من السنوات للوصول إلى الأرض منطلقاً من الأجسام البعيدة، فإن ذلك يعني أننا نعود بالزمن أكثر إلى الوراء.
حقوق الصورة: ناسا ومعهد علوم تلسكوبات الفضاء
يقارن الشكل الموجود هنا بين تلسكوبات مختلفة وبين قدرة هذه التلسكوبات على الرؤية. بشكلٍ أساسي، يستطيع هابل رؤية المجرات الشابة، في حين يستطيع ويب رؤية المجرات الطفلة. سيكون ويب قادراً على رؤية أولى المجرات لأنه تلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء. تسبب الانفجار العظيم في توسع الكون، وبالتالي المجرات أيضاً، ولذلك تتحرك معظم المجرات بعيداً عن بعضها البعض.
تتحرك أكثر المجرات بعداً عنا بسرعة كبيرة وبحيث ينزاح الضوء الذي تُصدره نحو النهاية الحمراء من الطيف. هذا الأمر مشابه كثيراً للاستماع إلى صفارة قطار وهي تنزاح من الترددات العالية إلى المنخفضة أثناء مروره بالراصد، وبسبب الحركة السريعة للضوء القادم من بعيد، فإن المجرات ذات الانزياح نحو الأحمر الكبير تتحرك نحو
المجال تحت الأحمر، وبالتالي تُعتبر التلسكوبات تحت الحمراء مثل ويب، أداة مثالية لرصد هذه المجرات.
ماذا عن هيرتشيل؟ مرصد هيرتشيل الفضائي عبارة عن تلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء تابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ويقع هذا التلسكوب حالياً في النقطة L2، حيث سيُقيم ويب. الفرق الأساسي بين ويب وهيرتشيل هو مجال الطول الموجي حيث يعمل ويب في المجال من 0.6 إلى 28.5 ميكرون، في حين يعمل هيرتشيل في المجال من 60 إلى 500 ميكرون. تلسكوب ويب أكبر أيضاً، فقطر مرآته يبلغ 6.5 متر، مقابل 3.5 متر لتلسكوب هيرتشيل.
تم اختيار مجالات الأطوال الموجية لأداء علوم مختلفة، إذ يبحث هيرتشيل عن المجرات التي تجري فيها عملية تشكل نجمي نشطة جداً، والتي تُصدر معظم طاقتها عند الجزء البعيد من المجال تحت الأحمر. في حين سيكتشف ويب أولى المجرات المتشكلة في المراحل المبكرة من عمر الكون؛ وسيحتاج للقيام بذلك إلى حساسية مرتفعة للمجال القريب من تحت الأحمر.
نشاهد هنا صورة بالأشعة تحت الحمراء لمجرة اندروميدا (M31)، وهي ملتقطة من قبل تلسكوب هيرتشيل (اللون البرتقالي)، وتم جمعها مع صورة ملتقطة من قبل تلسكوب نيوتن XMM العامل في مجال الأشعة اكس.
صورة بالأشعة تحت الحمراء لمجرة اندروميدا (M31). حقوق الصورة: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.
نهاية العصور المظلمة: أول ضوء وحقبة عودة التأيّن ستكون JWST آلة زمن قوية ومزوّدة برؤية تحت حمراء ستمكنها من العودة بالزمن إلى الوراء 13.5 مليار سنة لرؤية النجوم والمجرّات الأولى المتشكّلة في عتمة الكون اليافع.
لماذا تحت الحمراء؟ لماذا وُضع مرصد قوي للأشعة تحت الحمراء لرؤية النجوم والمجرات الأولى التي تشكّلت في الكون؟ لماذا نرغب برؤيتها على أية حال؟ أحد الأسباب هو أننا لم نستطع رؤيتها حتى الآن!
استطاع القمرين الصناعيين COBE وWMAP رؤية البصمة الحرارية المتولدة بعد 380000 سنة من الانفجار العظيم معتمدين على الأشعة الميكروية. ولكن في ذلك الوقت لم يكن هناك أيّة نجوم أو مجرات، وفي الحقيقة كان الكون مجرد مكان مظلم جداً.
الكون اليافع بعد الانفجار العظيم، كان الكون أشبه بحساء ساخن من الجسيمات (مثل : الفوتونات والنيوترونات والإلكترونات). وحالما بدأ الكون يبْرد، بدأت كل من النيوترونات والبروتونات بالاندماج لتكوين ذرات هيدروجينية متأيّنة (ولاحقاً شكّلت القليل من الهليوم). وبعدها قامت هذه الذرات المتأينة من الهيدروجين والهليوم بجذب الإلكترونات إليها متحوّلةً إلى ذرات مستقرة. وسمح هذا الأمر للضوء بالسفر بحرّية لأول مرّة، لكونه لم يعد يتبعثر أو يتشتت بفعل الإلكترونات الحرة.
لم يبقَ الكون في هذه الظلمة طويلاً، ولكن لا زلنا غير نجهل ماهية الضوء الأول للكون، الذي انبعث من النجوم التي صهرت ذرّات الهيدروجين لتكوّن المزيد من الهليوم.
حقوق الصورة: معهد علوم تلسكوبات الفضاء STScI
سيكون JWST قادراً على رؤية ما حصل بعد 200 مليون سنة من الانفجار العظيم، لكن ما حاجتنا لرؤية الأشعة تحت الحمراء لمعرفة ما قد حصل في الكون اليافع؟
الانزياح الضوئي تخيّل الضوء المنبعث من أولى المجرات والنجوم، أي قبل حوالي 13.6 مليار سنة، مسافراً عبر الفضاء و الزمن ليبلغ تلسكوباتنا. نحن بالأساس نرى هذه الأشياء كما كانت عليه عندما غادرها الضوء قبل 13.6 مليار سنة. ولأن الكون يتوسّع، فكلما نظرنا أبعد، كلما ازدادت سرعةُ ابتعادِ هذه الأجسام عنّا (مثل النجوم والمجرات الأولى)، ويعني هذا الأمر أنّ ضوؤها سينزاح باتجاه اللون الأحمر، فيسمى هذا الضوء (Redshifted) أي مزاح نحو الأحمر.
حقوق الصورة: Uncyclopedia
يعني الانزياح نحو الأحمر بأن الضوء المجمّع بواسطة النجوم والمجرات الأولى على شكل ضوء مرئي أو أشعة فوق بنفسجية، يكون قد أزيح باتجاه أطوال موجية أكثر احمراراً عندما نتمكن أخيرًا من رؤيته. أمّا بالنسبة للإزاحات الحمراء الشديدة (التي تخص الأجسام البعيدة جداً عنّا)، فإن الضوء المرئي يُزاح عادةً باتجاه الجزء القريب أو المتوسط من مجال الأشعة تحت الحمراء التي تنتمي للطيف الكهرومغناطيسي. لهذا السبب، ومن أجل رؤية المجرات والنجوم الأولى للكون، نحن بحاجة لتلسكوب قوي في هذين الجزأين (أي بالقرب من مجال الأشعة تحت الحمراء وفي منتصفه) وهذا ما يملكه JWST تماماً.
حقوق الصورة: ناسا
شاهِد قدرة JWST على النظر في الفضاء إلى أماكن أبعد مما كنا نستطيع رؤيته من أي وقت مضى، و كيف سيكشف عن مشاهد لمجرات حديثة التشكّل:
التجمع المجرّي حساسية JWST للأشعة تحت الحمراء لا مثيل لها، وستساعد علماء الفلك على المقارنة بين المجرات الأكثر خفوتاً والأقدم من جهة ومجرات يومنا هذا ذات الشكل الحلزوني والإهليجي من جهة ثانية، الأمر الذي سيساعد في فهم كيفية تجمع المجرات على مدار مليارات الأعوام.
لماذا فهم المجرّات أمر مهم؟ تُرينا المجرات كيفية انتظام المادة في الكون بأشكال ضخمة، وفي سياق فهمنا لطبيعة وتاريخ الكون يدرس العلماء كيف انتظمت المادة حالياً وكيف تغير انتظامها عبر الزمن في الكون، وفي الحقيقة اختبر العلماء كيفية توزّع وسلوك المادة في أحجام وقياسات متعددة خلال بحثنا عن هذه المعرفة.
انطلاقاً من طريقة بناء المادة على مستوى الجسيمات دون الذريّة ووصولاً إلى البُنى هائلة الحجم للمجرات وأيضاً المادة المظلمة على امتداد الكون، فإنَّ كل شكل من تلك الأشكال يُعطينا دلائلاً مهمة عن كيفية تشكّل الكون وتطوّره.
المجرّات الحلزونية والإهليجية تلتقط تلسكوبات مثل هابل العديد من الصورة الرائعة للمجرّات الحلزونية الساحرة مثل هذه المجرة المسماة NGC 3344.
و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi
لكن المجرات لا تظهر دائماً بهذا الشكل. فٍالمجرات الحلزونية الضخمة مألوفة جداً لدينا (بما فيها مجرتنا درب التبانة). تشكّلت هذه المجرات على مدار مليارات السنين ومن خلال العديد من العمليات المختلفة بما فيها عمليات التصادم بين المجرات الأصغر، أما المجرات البيضاوية ا(لإهليجية) الضخمة فيُعتقد بأنها تشكّلت أيضاً من خلال عمليات التصادم بين مجرّات متشابهة في الحجم لتندمج مع بعضها البعض. (انظر الفيديو في نهاية هذا المقال).
في الحقيقة يُعتقد أنَّ كل المجرات هائلة الحجم خضعت لاندماج أساسي واحد على الأقل تقريباً منذ أن أصبح عمر الكون 6 مليار عام.
و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi
بماذا تختلف المجرات الأقدم؟ عندما ننظر إلى المجرات البعيدة جداً، فإننا نرى لوحة مختلفة تماماً، فالعديد من هذه المجرات تميل لتكون صغيرة وملتفّة عادةً نظراً لوجود العديد من التشكُّلات النجمية التي تحصل في العقد الضخمة، والسؤال يكمن في كيفية تطوّر هذه المجرات الملتفة، وكيف استطاعت تطوير مكوّناتها مع مرور الوقت، ويعدّ هذا السؤال من أكبر الأسئلة المطروحة في علم الفلك، والتي من المنتظر أن يساعد JWST علماء الفلك في زيادة معرفتهم للإجابة عنه.
و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi
أسئلة مفتوحة عن المجرّات هناك أسئلة أخرى حول المجرات لم تتم الإجابة عنها بما في ذلك: كيف تشكّلت أولى المجرات؟ كيف انتهى بنا الأمر بوجود تشكيلة كبيرة من المجرات في وقتنا الحالي؟ (حيث أننا لا نرَ فحسب المجرات المنتظمة ذات الشكل الحلزوني في كوننا الحديث، وإنما نرى أيضاً تلك المجرات الإهليجية الضخمة -والتي ذكرناها مسبقاً في مقالنا هذا- ومجرات أخرى ذات تشكيلة واسعة وغير منتظمة من الأشكال و الأحجام).
نعلم الآن بأن الثقوب السوداء فائقة الكتلة موجودة في مراكز معظم المجرّات، ولكن ما هي طبيعة العلاقة بين الثقوب السوداء والمجرات التي تحويهم؟ هناك الكثير لنتعلمه حول آليات التشكيل النجمي، سواء كان يحصل داخل المجرّة أو بسبب التفاعل مع المجرّات الأخرى أو بسبب الاندماج المجرّي.
الشيء الوحيد المتأكدين منه هو أن المجرات لازالت تتشكّل وتتجمّع حتى الآن، فهناك الكثير الكثير من الأمثلة عن مجرات تتصادم وتندمج لتُشكّل مجرات جديدة، وفي محيطنا المحلّي المجاور من الفضاء تتّجه مجرّة أندروميدا باتجاه مجرّة درب التبانة لتزيد من احتمالية حدوث تصادم مستقبلي بعد حوالي مليارات الأعوام من الآن. (من الحقائق الظريفة: إن الفضاء كبير جداً لدرجة أنه في حال تصادمت المجرّات فمن النادر جداً أن تتصادم النجوم بداخلها).
و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi
المزيد من الصور و الفيديوهات حول اندماج المجرّات و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi و إذا لم تكفيك تلك الصور، إليك المزيد. (احرص على رؤيتك للصورة ذات الدقة العالية). حقوق هذه الصور تعود لـ: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook Universi
و هذا الفيديو مقدّم من الدكتور فرانك ساميرز Frank Summers و الذي يعرض مقارنة بين عملية محاكاة للتصادم المجرّي مع خمس مراقبات للتصادم المجرّي سُجلت بواسطة هابل:
أما كيف ستساعدنا JWST فهنا عدّة فيديوهات حول ذلك، و كيف سيساهم هذا الأمر في زيادة فهمنا للتصادمات و التشكّلات المجرّية و كيفية تطور الكون المبكر:
علوم ويب: ولادة النجوم والأنظمة الكوكبية الأولية سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادراً على النظر عبر سحب الغبار الكثيفة التي تحجب الرؤية عن المراصد العاملة في المجال المرئي من الطيف مثل هابل؛ وفي داخل هذه السحب، تجري عملية ولادة النجوم والأنظمة الكوكبية.
ماذا يُوجد داخل سحب الغبار هذه؟ نُشاهد هنا السديم الشهير المعروف بأعمدة الخلق، كما تم تصويره من قِبل تلسكوب هابل الفضائي. وعلى الرغم من جمال هذه الصور، إلا أنه لازال هناك نجومٌ مدفونة داخل غبار الأعمدة ولا يستطيع هابل رؤيتها، وذلك الأمر ناتج عن قيام الغبار بحجب الضوء المرئي الصادر عن تلك النجوم.
سديم النسر وأعمدة الخلق. حقوق الصورة: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)/J. Hester, P. Scowen (Arizona State U.)
لكن ماذا لو كان لدينا مشاهد أخرى، غير الصور القادمة من تلسكوب هابل، وكانت هذه المشاهد معتمدة على الأشعة تحت الحمراء القريبة (near-infrared) كالصورة التالية:
صورة بالأشعة تحت الحمراء لسديم النسر. حقوق الصورة: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
تستطيع الأشعة تحت الحمراء الكشف عن النجوم المختفية في الغبار وجعلها مرئية. ولو كان بإمكان هابل، الذي يُعتبر مثالياً بالنسبة للضوء المرئي، التقاط صورة بالأشعة القريبة من تحت الحمراء، ماذا كنتَ سترى؟ تخيل الآن المشهد الذي سيحصل عليه تلسكوب ويب المثالي في المجال القريب من تحت الأحمر، والذي يمتلك قدرةً تفوق قدرة هابل بمئة مرة!
إليك سديم آخر، وهو "الجبال الصوفية" الموجودة في سديم كارينا، كما شُوهدت في صور هابل، ففي اليمين نرى مشهدًا بالأشعة تحت الحمراء وفي اليسار نفس المشهد بالضوء المرئي:
حقوق الصورة: NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team (STScI)
هناك الكثير من النجوم التي أصبحت مرئية ولم تكن كذلك في السابق.
كيف يجري الأمر؟ يُمكننا محاولة القيام بتجربة ذهنية؛ ماذا لو أردتَ وضع يدك في كيس قمامة؟
حقوق الصورة: NASA/IPAC
يدك مختفية الآن، إنها غير مرئية.
لكن إذا نظرت إلى ذراعك وكيس القمامة باستخدام كاميرا تعمل في المجال تحت الأحمر؟ تذكر أن الأشعة تحت الحمراء هي بشكلٍ أساسي حرارة. وفي الوقت الذي لا تستطيع فيه عينيك رؤية دفء ذراعك الموجودة تحت البلاستيك البارد، ستتمكن الكاميرا تحت الحمراء من الرؤية عبر الكيس!
حقوق الصورة: NASA/IPAC
تعمل التلسكوبات تحت الحمراء بالطريقة ذاتها. إنها تشاهد الحرارة أو الضوء تحت الأحمر الصادر عن النجوم الموجودة داخل سحب الغبار الأكثر برودة. وإليك مثال آخر هو سديم رأس الحصان المذهل. هنا بالأشعة المرئية:
حقوق الصورة: NASA
وإليك نسخة نُشرت حديثاً لهذا السديم وهي توضحه باستخدام الضوء تحت الأحمر:
حقوق الصورة: ناسا
ستسمح قدرات التصوير والتحليل الطيفي الفريدة لتلسكوب ويب، بدراسة النجوم أثناء تشكلها في الشرانق الغبارية. بالإضافة إلى ذلك، ستكون قادرةً على تصوير الأقراص المكونة من المواد الساخنة المحيطة بتلك النجوم الشابة، والتي تُصور لنا بدايات تشكل الأنظمة الكوكبية، كما سيسمح التلسكوب بدراسة الجزيئات العضوية الضرورية لتطور الحياة.
ويُبين هذا الفيديو كيف سيُبحر تلسكوب جيمس ويب الفضائي داخل العقد الغبارية حيث تتشكل النجوم والكواكب الشابة:
الكواكب وأصل الحياة سيُخبرنا تلسكوب ويب المزيد عن الأغلفة الجوية للكواكب الموجودة خارج النظام الشمسي (extrasolar planets)، وقد يُساعد في اكتشاف لبنات البناء الأساسية للحياة في أماكن أخرى من الكون. وبالإضافة اكتشاف أنظمة شمسية أخرى في الكون، سيدرس ويب أيضاً أجساماً موجودة داخل نظامنا الشمسي.
اكتشاف أول الكواكب الخارجية؟ لم يتضمن اكتشاف أول الأنظمة الشمسية وجود نجم موجود في السلسلة الرئيسية من تطوره كشمسنا، وإنما اكتُشف بولزار (pulsar).
تصور فني لنظام الكواكب PSR B1257+12. حقوق الصورة: ناسا
ومنذ ذلك الوقت، اكتشفنا آلاف الكواكب الخارجية والكثير من الأنواع النجمية التي يُمكننا تخيلها، ونستمر الآن في تضييق المجال والسعي نحو اكتشاف الكواكب المشابهة للأرض.
ستتمثل إحدى استخدامات تلسكوب جيمس ويب في دراسة الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية للبحث عن لبناء بناء الحياة في أمكان أخرى من الكون. لكنَّ جيمس ويب تلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء، فهل هذا الأمر جيد لدراسة الكواكب الخارجية؟
تلسكوب جيمس ويب والكواكب الخارجية
تُعتبر طريقة العبور (transit method) إحدى الطرق التي سيستخدمها ويب من أجل دراسة الكواكب الخارجية. تعتمد هذه الطريقة على البحث عن الخفوت الحاصل في ضوء النجم أثناء عبور كوكب بيننا وبين النجم -يُسمي علماء الفلك هذه الظاهرة بالعبور. وبالتعاون مع التلسكوبات الأرضية، يُمكن أن يُساعد ويب في قياس كتلة الكواكب باستخدام تقنية السرعة القطرية (radial velocity) -أي قياس معدل الاهتزاز النجمي الناجم عن المد الثقالي للكوكب- وبعد ذلك سيحلل جيمس ويب طيف الأغلفة الجوية لتلك الكواكب.
سيحمل جيمس ويب كرونوغراف (coronagraphs) على متنه لتمكين عملية التصوير المباشر للكواكب الخارجية الموجودة بالقرب من النجوم اللامعة. ستكون صور الكواكب الخارجية عبارة عن بقعة فقط، وليست بانوراما كبيرة. لكن عبر دراسة تلك البقعة، يُمكننا تعلم الكثير من الأمور حول الكواكب الخارجية. ويتضمن ذلك: لونها والاختلافات بين الصيف والشتاء، والغطاء النباتي ودورانها، والطقس.
كيف يجري ذلك؟ الإجابة هي التحليل الطيفي.
التحليل الطيفي
ببساطة هو علم قياس شدة الضوء عند الأطوال الموجية المختلفة. وتُسمى المخططات البيانية الممثلة لهذه القياسات بالأطياف (spectra)، وهي المفتاح الرئيسي لكشف تركيب الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية.
عندما يعبر كوكب ما أمام نجم، يمر الضوء النجمي داخل الغلاف الجوي للكوكب. وعلى سبيل المثال: إذا امتلك الكوكب صوديوم في غلافه الجوي، ستتمتع أطياف النجم بالإضافة إلى الكوكب بوجود ما يُعرف بخط الامتصاص في مكان محدد من الطيف وهو المكان الذي من المتوقع رؤية الصوديوم فيه (كما هو موضح بالشكل التالي). وينتج ذلك الأمر عن أنَّ العناصر المختلفة والجزيئات المختلفة تمتص الضوء عند طاقات متباينة، وبهذه الطريقة يُمكننا معرفة الطيف ونتوقع رؤية الصوديوم فيه (أو الميثان أو الماء) إذا كانت تلك العناصر موجودة.
الصوديوم الموجود في الغلاف الجوي للمشتري الحار الدائر حول النجم HD 209458، الذي يبعد 150 سنة ضوئية عن الأرض. حقوق الصورة: ناسا
لماذا يُعتبر تلسكوب الأشعة تحت الحمراء مهماً لتوصيف الأغلفة الجوية لتلك الكواكب الخارجية؟ تكمن فائدة الرصد باستخدام الأشعة تحت الحمراء في امتلاك الأطوال الموجية تحت الحمراء للعناصر الموجودة في الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية للعدد الأكبر من المميزات الطيفية. ويتمثل الهدف النهائي طبعاً في إيجاد كوكب يمتلك غلافاً جوياً مشابه لذلك الموجود فوق الأرض.
النظام الشمسي بالإضافة إلى دراسة الكواكب الموجودة خارج النظام الشمسي، يُريد العلماء تعلم المزيد عن موطننا. سيتكامل تلسكوب جيمس ويب الفضائي مع مهمات ناسا الشمسية الأخرى بما في ذلك المراصد الأرضية والمدارية وتلك الموجودة في الفضاء السحيق.
تستطيع البيانات المعتمدة على أطوال موجية مختلفة والقادمة من مصادر مختلفة أن تساعدنا في بناء صورة أكثر اكتمالاً وأوسع عن الأجسام الموجودة في النظام الشمسي وبشكلٍ خاص بمساعدة الدقة غير المسبوقة لتلسكوب جيمس ويب وحساسيته العالية جداً.
سيرصد هذا التلسكوب المريخ والكواكب العملاقة، والكواكب الثانوية مثل بلوتو وايريس -وحتى الأجسام الصغيرة الموجودة في نظامنا الشمسي مثل: الكويكبات، والمذنبات، وأجسام حزام كايبر.
سيساعدنا ويب في تعقب المواد العضوية في الغلاف الجوي للمريخ، والتي ستُستخدم لدراسة مجال متنوع من الاكتشافات المنجزة من قبل المتجَّولين المريخيين. وفي الجزء الخارجي من النظام الشمسي، ستسمح مراقبات التلسكوب بالإضافة إلى مراقبات مهمة كاسيني بإعطائنا صورة أفضل عن الطقس الموسمي فوق الكواكب العملاقة الغازية.
وبالنسبة للكويكبات والأجسام الصغيرة الموجودة في الجزء الخارجي من النظام الشمسي، سيكون ويب قادراً على رؤية مميزة في أطياف تلك الأجسام لا تستطيع الأرصاد الأرضية رؤيتها. وسيُساعد تلسكوب جيمس ويب في تعليمنا المزيد عن علم المعادن في تلك الأجسام الصخرية.
ويُوضح الفيديو التالي الدراسات الكوكبية التي سيُجريها ويب:
الحامل ثلاثي الأرجل لمرآة تلسكوب جيمس ويب الفضائي أثناء العمل
الحامل ثلاثي الأرجل لمرآة تلسكوب جيمس ويب الفضائي أثناء العمل
سيتطلب تجهيز المرآة الثانية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا في الفضاء أيادي خاصة تُشبه الحامل ثلاثي الأرجل (tripod).
حالياً، تُجري ناسا هذا الاختبار في غرفة نظيفة جداً أو كما يُعبّر عنها (الغرفة فائقة النظافة) وهي تابعة لها وقد تم توثيق الاختبار في فيديو على لقطات متتابعة.
سيفتح الهيكل الداعم للمرآة الثانية مظلة في الفضاء بعرض يصل إلى حوالي 8 أمتار (26.2 قدم ) ما أن يتم نشرها . حالياً، تم اختبار الحامل الثلاثي الأرجل (tripod) ونشره بشكل ناجح من قبل مهندسين في الغرفة فائقة النظافة الضخمة والموجودة في مركز غودارد - ناسا للطيران الفضائي في غرينبلد - ميريلاند؛ وقال لي فينبرغ (Lee Feinberg) وهو مدير العنصر البصري في التلسكوب في مركز غودارد - ناسا للطيران الفضائي في غرينبلد - ميريلاند :"هذه المرّة الأولى التي نحقق فيها نشر بوجود مرآة وهي خطوة متقدمة ومهمة في إثبات صحة النظام وأنه سيعمل في الفضاء كما تمّ التخطيط له".
قام المهندسون بتشغيل الاختبار باستعمال المستوي الخلفي (Pathfinder)، أو ما يُعرف بالعمود الفقري للتلسكوب من أجل التأكد من أن المرآة الثانوية ستوضع في المدار بشكل صحيح على بعد مليون ميل من الأرض.
يقول راي لوندكوسيت (Ray Lundquist) ، وهو المهندس المسؤول عن نظام تلسكوب ويب (ISIM) :"كانت عملية نشر الحامل الثلاثي الأرجل الذي يحمل المرآة الثانوية نقطة حاسمة؛ ويتم التحكم بهذه العملية باستخدام نظام الجاذبية الأصفر الخاص بجهاز الهبوط".
ستُحاكي عملية إضافة الأوزان بيئة إنعدام الجاذبية التي سيواجهها ويب في المدار؛ فما أن يتم نشر الحامل الثلاثي الارجل، سيقوم المهندسين بتثبيته في مكانه ليتأكدوا أن الأيدي التابعة للحامل الثلاثي الأرجل ستبقى في مكانها؛ وتم التقاط فيديو باستعمال اللقطات المتتابعة بالاعتماد على كاميرا محمولة في 25 اكتوبر في الغرفة فائقة النظافة التابعة لمركز غودارد – ناسا ؛ وتم تشغيل الحامل لمدة دقيقة و 25 ثانية.
يقول آدم كاربينتر (Adam Carpenter)، وهو مهندسٌ ميكانيكي في غودارد - ناسا: " إنها عملية معقدة إلى حدٍ ما، هناك عدة فِرَق تتعاون فيما بينها لتحقيق العملية بشكل دقيق، بمن فيهم مهندسي الكهرباء والميكانيك و المهندسين التقنين. على سبيل المثال، مع نشر الذراع التي تحمل المرآة الثانوية، علينا أن نتأكد من أن الأوزان والقياسات تنسجم مع بعضها بشكل دقيق".
يتألف الحامل ثلاثي الأرجل من ثلاث قواعد تتوسع بعيداً عن اللوحة الالكترونية المعززة (backplane) التابعة لويب.
يقول جوش ليفي (Josh Levi)، نائب للعمليات في العنصر البصري للتلسكوب من نظام الملاحة الجوية في نوثروب غرومان في شاطئ روداندو - كاليفورنيا :" تم تجميع هيكل الدعم للمرآة الثانوية أو الحامل الثلاثي الأرجل؛ وتمّ بناء الحامل ثلاثي الأرجل من أنابيب مركبة من قبل (ATK) في ماغنا أوتاه، وتم بناء أربع مفاصل من قبل نورثروب غرومان؛
واثنان منها هم في الحقيقة آلية".
تم تركيب المفاصل والمرآة بشكل مُحاذي وبفارق لا يتخطى جزءاً من ثلاثين ألف من الإنش الواحد.
تمتلك اللوحة الالكترونية المعززة (backplane) التابعة لويب هيكلاً كبيراً وتحمل وتدعم ثماني عشر شريحة مرآة سداسية لتؤلف بالتالي المرآة الأولية للتلسكوب؛ وستدعم اللوحة الالكترونية المعززة شرائح المرآة الأولية وستحمل بصريات تلسكوبية أخرى وأداة وحدة العلوم المتكاملة Integrated Science Instrument Module والتي تختصربـ (ISIM).
ISIM عبارة عن واحد من ثلاث عناصر أساسية تؤلف نظام الطيران للمرصد جيمس ويب؛ والعنصرين الآخرين هما العنصر البصري للتلسكوب (the Optical Telescope Elements) وعنصر المركبة الفضائية (حافلة المركبة الفضائية أو المركبة الرئيسية أو الدرع الشمسي ) .
يوجد في نهاية الحامل ثلاثي الأرجل المرآة الثانوية المستديرة والتي ستواجه المرآة الأولية؛ والمرآة الثانوية، كالمسدسات التي تشكل المرآة الأولية، مصنوعة من البيريليوم (beryllium)، الذي تم اختياره بسبب صلابته ووزنه الخفيف وثباته عند درجة حرارة التجمد .
المرآة الثانوية محدبة الشكل أيضاً، حيث يبرز السطح العاكس باتجاه مصدر الضوء وهي تشبه إلى حدٍ ما المرآة المنحنية الشائعة المتواجدة على الحائط بالقرب من مواقف السيارات والتي تسمح للسائقين بأن يشاهدوا ما يحصل حول الزاوية.
جودة سطح المرآة الثانوية جيدة جداً ولدرجة أن السطح المحدب الأخير وعند درجات حرارة منخفضة لا ينحرف عن التصميم بأكثر من بضعة أجزاء من المليون من الملّيميتر –أو حوالي واحد من 10000 من قطر شعر الإنسان.
تلسكوب جيمس ويب هو أقوى تلسكوب تمّ بناءهُ على الاطلاق ؛ وسيؤمن صوراً لأولى المجرات التي تشكلت في الكون وسيقوم بدراسة الكواكب المتواجدة حول النجوم بعيدة.
تلسكوب جيمس ويب عبارة عن مشروع مشترك بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الاوروبية ووكالة الفضاء الكندية.
الدرع الشمسي لتلسكوب جيمس ويب يخضع لعمليات فحصٍ في ناسا
يُعد الدرع الشمسي الخاص بتلسكوب جيمس ويب الفضائي (James Webb Space Telescope) التابع لوكالة ناسا الجزء الأضخم في المرصد كله، إذ يتكون من خمسِ طبقاتٍ من الأغشية الرقيقةٍ فضيةِ اللون. من المهم جداً أن يعمل هذا الدرعُ بشكلٍ سليمٍ لكي يتمكّن من فتح طبقاتهِ بصورةٍ صحيحةٍ عندما يكون في الفضاء. ولا يُسمح أن يتجاوز الفارق في دِقة فتح الدرع المقدار المُخطّط له مُسبقاً سوى ببضع سنتيمترات.
في الصورة أعلاه يقوم مُهندسون وعلماءُ باختبار طبقات الدرع الشمسي في هذه الوحدة التجريبية ذات الحجم الكامل.
ولأن هناك طبقةً من المادة الفضية اللامعة على القاعدة أسفل الطبقات الخمس للدرع الشمسي، يظهر الدرع وكأن له فماً مفتوحاً أثناء إلقاء المهندسين نظرة عليه. تم التقاط هذه الصورة في غرفةٍ مُعقمةٍ في شركة نورثروب غرومان Northrop Grumman Corporation في ريدوندو بيتش- كاليفورنيا.
يقسِمُ الدرع الشمسي المرصدَ إلى قِسمين، أحدهما دافئٌ مُواجهٌ للشمس، والآخر باردٌ لا تستطيع الشمس التأثير فيه، ما يُبقي الأجهزة الحساسة للأشعة تحت الحمراء في أمان. تحتاج هذه الأجهزة لأن تبقى باردة (أي بدرجة حرارة تقل عن 50 كلفن أو - 370 درجة فهرنهايت) لتبقى صالحة للعمل، حيث يعمل الدرع الشمسي على حماية هذه الأجهزة الحساسة باستخدامِ عاملٍ فعالٍ للوقاية من الشمس، أو ما يُطلق عليه اختصاراً (SPF). ولعاملِ الوقاية هذا قيمة حماية تُقدّر بـ 1,000,000، مع العلمِ أن مُستحضر الوقاية من الشمس والمعروف باسم سان سكرين (Sunscreen) يتمتع بقيمة وقاية من الشمس تتراوح بين 8-50.
بالإضافة إلى توفيرِ بيئةٍ باردة، يعمل الدرع الشمسي على توفير بيئةٍ مُستقرةٍ حرارياً أيضاً. وهذا الاستقرار مُهمٌ لكي تُحافظ أجزاءُ المِرآة الأساسية على اصطفافٍ سليم مع تغييرِ التلسكوبِ لاتجاهِه نحو الشمس.
هذا وقد تم في وقتٍ مُبكرٍ من هذا العام تسليمُ أول طبقةٍ من الدرعِ الشمسي لشركة نورثروب غرمان، وهي شركة تعمل على تصميم الدرع الشمسي الخاص بتلسكوب ويب لصالح مركز غودارد للطيران الفضائي Goddard Space Flight Center التابع لناسا في غرينبيلت-ميريلاند. كما ويتم تصميم الأغشية المُبهرة الخاصةِ بالدرع الشمسي وتصنيعها بواسطة شركة نيكسولف كوربوريشن NeXolve Corporation في هنتسفيل- ألاباما.
صُنِع تلسكوب جيمس ويب ليكون خَلفاً لتلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا، حيث سيكون أقوى التلسكوبات الفضائية التي تم بناؤها على الإطلاق. ويب هو مشروعٌ عالميٌ تقوده ناسا وشركاؤها: وكالة الفضاء الأوروبية ESA، ووكالة الفضاء الكنديةCSA.
الهيكل التركيبي لتلسكوب جيمس ويب الفضائي في طريقه إلى ناسا
قام "الهيكل التركيبي" لتلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا بقطع رحلة ليكون جزءاً من عملية محاكاة لوضع الأجزاء الحيوية للتلسكوب معاً، حيث قام النموذج "Pathfinder" مؤخراً بقطع الطريق من كاليفورنيا إلى ميريلاند.
جُمعَ واختُبرَ "المُستكشف"، وهو عبارة عن نسخة "غير طائرة" للهيكل التركيبي لتلسكوب جيمس ويب، في "نورث كرومان" في"ريدونو بيتش" بكاليفورنيا. تتكون النسخة التي ستحلّق مع التلسكوب من ثلاثة أجزاء، جزء رئيسي وجزأين مشابهين للجناح –يدعم كل من هذه الأجزاء المرايا سداسية الشكل الموجودة على متن تلسكوب ويب. علماً أن هذا المستكشف يتألف فقط من الجزء المركزي من الهيكل التركيبي.
حُمل المستكشف على متن طائرة من النوع C-5 تابعة للقوات الجوية الأمريكية الموجودة في قاعدة "اندرو" في ميريلاند. نُقلَ بعدها بوساطة شاحنة إلى مركز"غودارد-ناسا" لرحلات الفضاء في غرينبلد بميريلاند وهي موجودة الآن في الحجرة التنقية التابعة لمركز "غودارد"، حيث سيقوم علماء ومهندسون خلال الأشهر القليلة القادمة بتركيب أقسام احتياطية من المرآة الرئيسية وأخرى من المرآة الثانوية.
جراء تركيب هذه المرايا على النموذج، يُمكن للتقنيين أن يتدرّبوا على هذا الإجراء الحساس، حتى يكونوا جاهزين عند وصول الهيكل التركيبي الفعلي. يتطلب تركيب المرايا على الهيكل التركيبي دقة بالغة ولذلك التدرب على ذلك أمر مهم جداً.
سيمسك الهيكل التركيبي الفعلي بالمرآة الرئيسية المكونة من 18 قسم، والتي يبلغ قطرها حوالي 21 قدم، حيث سيحافظ هذا الأمر على جعل المرآة ساكنة تقريباً خلال قيامها بسبر الفضاء السحيق. وسيدعم الهيكل التركيبي أيضاً العديد من أجهزة التلسكوب وأنظمة التحكم الحراري والمعدات الأخرى خلال كامل مدة المهمة.
حالما يتم الانتهاء من الاختبار في مركز "غودارد-ناسا" في وقتٍ متأخر من هذا العام، سيمضي الهيكل التركيبي "للمستكشف" على طريق جديد نحو مركز "جونسون-ناسا" للفضاء في تكساس من أجل اختبارات درجات الحرارة الباردة ضمن حجرة فائقة التبريد وذلك بهدف محاكاة البيئة الفضائية.
ربما نحتاج إلى عقود طويلة قبل أن يطور فيزيائي فلكي ما سفينة فضائية، انطلاقاً من الفكرة وصولاً إلى منصّة الإطلاق.
على سبيل المثال، تم اقتراح تلسكوب هابل الأيقوني – الذي يُمكن القول بأنه أعظم التلسكوبات في التاريخ وهو الأكثر قوةً – في أربعينيات القرن الماضي. بدأ تطويره في سبعينيات القرن الماضي وأقلع في العام 1990. بشكلٍ مشابه، سيُقلعتلسكوب جيمس ويب الفضائي في العام 2018، أي بعد الشروع بالعمل بحوالي 23 سنة. وإذا تمت الموافقة على تطويره، يُمكن أن تُقلع مهمة الأجهزة التلسكوبية للفيزياء الفلكية - التلسكوب الفضائي واسع الحقل والعامل بالأشعة تحت الحمراء الموجودة حالياً في طور الدّراسة، والمعروف اختصاراً بـ WFIRST-AFTA، في أواسط عشرينيات هذا القرن. تم اقتراح النُّسخ الأولى من هذه المهمة خلال العقد الأول من هذا القرن.
يقوم فريق يقوده عدد من العلماء والمهندسين من مركز غودارد- ناسا لرحلات الفضاء في غرينبلد بميريلاند بدراسة المتطلبات العلمية والتقنية والتكاليف المترافقة مع عملية بناء تلسكوب جيمس ويب الفضائي، خليفة هابل في الفضاء. تعتمد المهمة التي أُعطيت اسم تلسكوب الفضاء المتطور وواسع الفتحة، أو المعروف اختصاراً بـ ATLAST، على التقنيات الرئيسية التي طُوّرت من أجل الاستخدام في تلسكوبي ويب وهابل.
يقول Mark Clampin، عالم دراسة في مشروع ATLAST وفي مشروع ويب: "من النّاحية النّظرية، يُنفذ ATLASTالتّطورات التّقنية التي تمّ صنعها من أجل تلسكوب ويب، مثل تقنية نشر صفيفة المرايا المجزأة والكبيرة".
يتضمن فريق الدّراسة أيضاً خبراء مشهورين عالمياً في مجال العلوم والتكنولوجيا، انطلاقاً من معهد علوم تلسكوبات الفضاء في بالتيمور بميريلاند، مختبر الدّفع النفاث في باسادينا بكاليفورينا ومركز مارشال لرحلات الفضاء في هانتسفيل بآلاباما.
قامت ناسا بتحديد نوع مهمة ATLAST ضمن رؤيتها الخاصة بالفيزياء الفلكية للعقود الثلاث القادمة "أبحاث دائمة، رؤى جريئة". يقول Harley Thronson، هارلي ثرنسون، كبير علماء غودارد في مجال المفاهيم المتطورة في الفيزياء الفلكية وعالم دراسة في ATLAST: ‘‘في الوقت الذي يعتقد فيه الناس أن هابل و ويب سيعملان للكثير من السّنوات، نبحث في متطلبات التلسكوبات والأجهزة اللازمة من أجل الإجابة على الأسئلة الموجودة في رؤية ناسا للأعوام الثلاثين القادمة‘‘.
في النهاية، ستقوم عمليات البحث بإرشاد دراسات التصميم، التحقيقات العلمية والخطط التكنولوجية التي يُمكن أن تستخدمها لجنة الأبحاث الوطنية (NRC) عندما ستقوم بتطوير المسح العقدي الخاص بالفيزياء الفلكية في العام 2020. يقوم هذا المسح بتحديد مساحات الأبحاث ذات الأولوية الأكبر، المراقبات والمهمات التي تتمتع بأولوية كبيرة من أجل تنفيذها خلال العقد. تستفيد عمليات المسح هذه من المدخلات المهمة القادمة من المجتمع الفلكي وتُمثّل الإجماع في الرأي على الأولويات التي يجب أن تأخذها ناسا بعين الاعتبار.
ــ أهداف علمية مختلفة :
غالباً ما يُشار إلى تلسكوب ويب بالوريث العلمي لتلسكوب هابل، على الرغم من أنَّ المهمَّة العلمية مختلفة. سُيبحر هذا المرصد البارد، المؤلف من مرآة رئيسية مجزّأة ولها عرض يبلغ 21 قدم (6.5 متر)، في الكون انطلاقاً من قاعدة مداريّة موجودة على بعد حوالي مليون ميل (1.5 مليون كيلومتر) عن الأرض. سيقوم التلسكوب بدراسة ولادة وتطوُّر المجرّات وتشكُّل النجوم والكواكب.
تعمل الأجهزة العلمية الأربعة الموجودة على متنه في مجال يمتد من الأطوال الموجية المرئيّة الطويلة وصولاً إلى نطاقات الأطوال الموجيّة تحت الحمراء المتوسطة، وهو مجال مثالي من أجل دراسة الأجسام البعيدة جداً في الكون، بالإضافة إلى ذلك سيُبحر التلسكوب عبر المناطق الغبارية الموجودة في مجرتنا حيث يتم حجب الضوء المرئي.
ستقوم WFIRST-AFTA، كما يتم تصوّرها اليوم، بحمل مرآة بعرض 8 قدم (2.4 متر)، وستُجهز المهمة بمصوّر ومطياف لا شقِّي من أجل دراسة الطاقة المظلمة ــ شكل غامض من أشكال الطاقة يتغلغل في كل الفضاء ويتسبب بتسارع التوسُّع الكوني ــ ستحمل المهمَّة أيضاً كوروناغراف، ما سيسمح للتلسكوب بالقيام بتصوير الكواكب الخارجية العملاقة والأقراص الحطامية الموجودة في الأنظمة الشمسية الأخرى.
ستمكن المرآة الرئيسية الكبيرة الموجودة في ATLAST من إجراء عمليات بحث علمي أخرى. بالإضافة إلى دراسة التشكّل النجميّ والمجرّي بشكلٍ تفصيلي، سيكون ATLAST قادراً على الفصل بين النجوم الموجودة في المجرّات والتي تبعد عنا أكثر من 10 مليون سنة ضوئية بالإضافة إلى مناطق التشكّل النجميّ التي تتمتع بحجم أكبر من 100 parsecs في أي مكان في الكون.
ــ تلسكوبات بأهداف عامة وخدمية :
من أجل القيام بتلك الأبحاث العلمية، سيقوم ATLAST، الذي تم تصوره على أنه مرصد فضائي سيعمل لمدة طويلة مثل هابل، بدراسة الأجسام السماوية بالاعتماد على نطاقات الأطوال الموجية القريبة من التحت حمراء ، المرئية وفوق البنفسجية.
تقول Julie Crooke،جولي كروك، أحد رائدي الدراسة في غودارد: "أحد السِّمات الأساسية لمهمة ATLAST هي أنّه تم تصميمها من أجل أن يكون التلسكوب نافعاً وخدمياً مقتدياً بنموذج تلسكوب هابل الفضائي".
سيصمم مُخطِطي المهمة المرصد بحيث يُمكن أن تتم صيانته وتحديث تجهيزاته – وهي قدرة فريدة وتعتمد على الميزانية المتاحة والمتطلبات العلمية. تقول Crooke: "تمكُّنُنا من خدمة هذه المهمَّة، هو قدرةٌ فريدةٌ موجودةٌ في الهندسة التي تميز تلسكوب هابل عن تلسكوبات الفضاء الأخرى".
من أجل تحقيق هذه الأهداف الطموحة، يحتاج المرصد إلى أن يكون مستقراً ميكانيكياً وحرارياً بشكلٍ كبير، الأمر الذي يُمكن إنجازهُ عن طريق تشغيله عند المدار الشمسي-الأرضي L2 ، نفس المدار الذي تم اختياره من أجل تلسكوب ويب، ويجب أن يكون التلسكوب مجهزاً بكوروناغراف أو/و ساتر نجمي من أجل حجب الضوء القادم من النجم الأم الذي سيقوم في الأحوال الأخرى بالهيمنة على الضوء الخافت والصادر عن الكواكب المشابهة للأرض.
لكن الأمر الأكثر أهمية في هذه المهمة هو حملها لمرآة أساسية كبيرة جداً –أكبر من مرآة ويب حتى، الأمر الذي سيجعل من مرآة ATLAST أكبر المرايا المجزأة التي تم إطلاقها من قبل ناسا.
على أية حال في الوقت الراهن، يقوم الفريق بدراسة جدوى تركيب مرآة مجزأة بعرض 33 قدم (10 أمتار) ومصنوعة من الزجاج أو الألياف الكربونية، الأمر الذي سيُعطي التلسكوب سطحاً جامعاً للضوء وبحجمٍ أكبر، لكن في الوقت نفسه يبقى هذا السطح مناسب جداً من أجل مركبة الإطلاق. حالياً، يُحلل الفريق أداء مركبة الإقلاع الثقيلة Delta-IV لأنها تُقدم القدرة الأكبر والمتوفرة لحمل الكتل الكبيرة.
يُضيف Carl Stahle، كارل ستال ، مهندس من غودارد يقود الفريق الذي يُقيِّم التقنيات اللازمة من أجل سحب مهمةATLAST: " يُعطي هذا الأمر للتلسكوب قدرة على جمع الضوء أكثر ب 17 مرة من تلك القدرة المتوفرة لدى تلسكوب هابل الفضائي".
بالإضافة إلى بناء أكبر المرايا الرئيسية المجزأة، التي سيتم توضيبها عند الإقلاع وبعد ذلك نشرها في الفضاء كما هي الحال مع تلسكوب ويب، على مُخطّطي المهمة أن يُطوروا من التقنيات الموجودة من أجل محاذاة أجزاء المرآة والتأكد من استقرارها. ووفقاً لـ Stahle، تكمن إحدى أكبر التحديات المتعلقة بتصوير الكواكب الخارجية والحصول على أطيافها في بناء مرصد مستقر جداً. تتطلب مهمة ATLAST أن يكون الخطأ الموجود في جبهة الموجة مستقراً عند 10 بيكومتر خلال فترة تمتد على 10 دقائق وهو عامل أفضل بحوالي 1000 من متطلبات الاستقرار اللازمة من أجل تلسكوب ويب.
ــ الاستفادة من التكنولوجيا :
يقول Clampin: " سنستفيد من الإرث الكبير الذي تركه ورائه تلسكوب ويب وبعدها نقوم بتطوير تكنولوجيات جديدة خلال السنوات القليلة القادمة وذلك من أجل استخدامها مع المرآة الأساسية، وفي التّحكم بجبهة الموجه، بالإضافة إلى الحصول على هياكل فائقة الاستقرار من أجل إنجاز هذا الاستقرار في الخطأ الحاصل في جبهة الموجه".
يضيف Stahle أيضاً أن ناسا تبحث وبشكلٍ مكثف في مجالات الكواشف القريبة من تحت الأحمر وأغطية المرايا. يجب أن يكرس علماء التكنولوجيا المزيد من المصادر من أجل تحسين الحساسية في كواشف الأشعة فوق البنفسجية وانعكاسية الأشعة فوق البنفسجة بالنسبة لأغطية المرايا، الأمر الذي يجب توسيعه أيضاً باتجاه كل من المجالين المرئي والقريب من تحت الأحمر.
اقترح المسح العقدي للفيزياء الفلكية الذي تم في العام 2010 أنه على ناسا الاستثمار في مجال تكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية من أجل المهمات المستقبلية الكبيرة. ووفقاً لـ Clampin، في الحقيقة، يُجري مكتب الأصول الكونية في ناسا هذه الاستثمارات. يُضيف Clampin: " مع هذا الجهد المتواصل، ستكون مهمة ATLAST أكثر فعالية بكثير من ناحية الأجهزة العاملة في المجال فوق البنفسجي، مما هي عليه الحال في المراصد السابقة، ما يُعطي لهذه المهمَّة قدرة تحصيل مشهد عالي الدقة للكون عند المجالين المرئي وفوق البنفسجي" .
يُضيف Thronson: "سيُنجز ATLAST أهدافاً علمية مهمة جداً وغير ممكنة باستخدام المراصد الأرضية أو أي من المهمات الفضائية التي تم التخطيط لها سابقاً. الآن، جاء زمن التخطيط للمستقبل".
ولاية تكساس تستقبل التلسكوب الجديد (ويب) الكبير والمتألّق
يقبع تلسكوب الفضاء جيمس ويب الكبير والمتألّق STTAR الآن في قلب تكساس، يُعد ناقل التلسكوب الفضائي للطرقات الجوية والبحرية The Space Telescope Transporter for Air Road and Sea- STTARS حاوية شحن بيضاء ضخمة معبّأة بحمولة بالغة الأهمية، وهي نموذج اختبار لجزء من تلسكوب ويب، يُعرف باسم "الهيكل التركيبي للمستكشف" (Pathfinder Backplane).
وهنا رابط فيديو من ناسا يُظهر قدوم (STTARS) إلى مركز جونسون الفضائي التابع لناسا في هيوستن بتاريخ 5 فبراير/شباط 2015:
إن الهيكل التركيبي للمُستكشف هو جزء حيوي من تلسكوب ويب الفضائي، ولضمان تشغيل التلسكوب عند وجهته الباردة جداً في الفضاء على بُعد مليون ميل، كان لابدّ من اجتيازه لاختبارات البرودة الفائقة، وتمّ إجراء أكبر اختبارات البرودة الفائقة ضمن الغرفة A في مركز جونسون، وهي نفس غرفة التفريغ حيث تمّ اختبار مركبة الفضاء أبولو .
يقول أندرو بوث Andrew Booth مهندس البصريات الرئيسي للهيكل في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرين بيلت في ميريلاند: " تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو أكبر تلسكوب قد تمّ بنائه حتى الآن ".
لكن حجمه الهائل يتطلّب أماكن احتواء خاصة لنقله نصف الطريق عبر البلاد، لذلك أُدخِل إلى STTARS.
يقول آدم كاربنتر Adam Carpenter وهو واحد من مهندسي التكامل الميكانيكي في فريق STTARS: "التحدي الرئيسي في هذا النقل هو الحجم"، ويُضيف: "تزن الحاوية حوالي 165 ألف باوند، إن مقداراً هائلاً من التخطيط يتم خلال هذا التحرك".
بدأت الرحلة في غرفة نظيفة في مركز غودارد، وتم إدخال حاوية النقل الضخمة عائمةً على وسائد هوائية إلى الغرفة النظيفة، مثل القرص في لعبة الهوكي الهوائية على الطاولة. بعدها قام المهندسون -بواسطة رافعة- برفع وخفض الهيكل التركيبي للمستكشف، والبالغ وزنه 3000 باوند ووضعه ضمن الحاوية.
وحالما تم إخراج الحاوية من الغرفة النظيفة، عُلّقت عجلات هيدروليكية متكيّفة ورُبط كل شيء إلى شاحنة قَطر متوسطة. وبحلول منتصف الليل، كانت الحاوية STTARS في طريقها نحو قاعدة أندروز المشتركة في ميريلاند ببُطء شديد للغاية، ومشى فريق STTARS بجانب الحاوية المسافرة بسرعة 5 ميل في الساعة، ليقوموا بالتعديلات على مدار رحلة طويلة امتدت لسبع ساعات.
حالما وصلت الحاوية الضخمة إلى قاعدة أندروز، تم تحميلها في طائرة النقل العسكرية سي-5 تشارلي C-5 Charlie، التي تُعد أكبر طائرة لنقل البضائع في الأسطول الأميركي -تمّ تصميمها لنقل الدبابات- حيث أُزلِقت الحاوية الى الداخل بهوامش ضئيلة من كافة الجوانب.
أضخم طائرة شحن في الأسطول الأمريكي C-5 Charlie، قبل تحميل الحاوية STTARS فيها لنقلها إلى هيوستن.
Credits: NASA/Desiree Stover
يقول كاربنتر الذي سافر جواً مع الهيكل التركيبي للمستكشف إلى هيوستن: "ما يجعل عملية النقل هذه هامةً هو كونها أول حمولة لتلسكوب ويب تغادر غودارد"، ويضيف: "عندما تغادر وحدة الطيران غودارد، سنقوم بهذه الخطوة مع وحدة الأداة العلمية المتكاملة (ISIM (Integrated Science Instrument Module ومع جميع الأدوات الأربع، وجميع قطع المرايا الأساسية الثماني عشرة، بحسب ما تعلمناه هنا. ومع هذا المشروع فإن كل شيء كبير جداً ونقوم بالعديد من الأولويات. خلال هذه العملية نعمل جميعاً لساعاتٍ طويلةٍ لنتأكد من أن كل شيء يتم بشكل صحيح".
وعندما هبطت طائرة C-5 في مطار إلينغتون في هيوستن، تم تفريغ الهيكل التركيبي للمستكشف بحذر وشحنه إلى مركز جونسون. سيتم تحضيره في الأسابيع القادمة لاختبار التبريد الرئيسي، والذي سيساعد الفريق للتحقق من طرق الاختبار لتلسكوب ويب.
بعد الهبوط في مطار إلينغتون، تفريغ حمولة الطائرة، ونقل الحاوية STTARS إلى مركز جونسون الفضائي التابع لناسا في هيوستن.
Credits: NASA/Chris Gunn
يقول بوث: "علينا اختبارُ الاختبار"، ويضيف: "هذا هو سبب كون المستكشف قيّماً للغاية، لأنه سيضمن دقة الاختبار على التلسكوب الفعلي".
يقول بيثاني سيلنا Bethany Selna قائد عنصر التلسكوب البصري ووحدة الأداة العلمية المتكاملة (OTIS Optical Telescope Element and the Integrated Science Instrument Module) والتكاملية الميكانيكية والاختبار: "الهيكل التركيبي للمستكشف هو خطوة رئيسية للمرحلة التالية لاختبار تلسكوب ويب"، ويضيف: "يوضّح الهيكل التركيبي للمستكشف القدرة على اختبار الهيكل بشكل كامل مع البصريات عند درجات الحرارة فائقة البرودة. سنكرر عندها الاختبارات مع معدّات الطيران".
ويُعد تلسكوبُ ويب الفضائي خليفةَ تلسكوب هابل، وسيكون أقوى تلسكوب فضائي بُني على الإطلاق، حيث يُعتبر ويب مشروعاً دولياً بقيادة ناسا وبمشاركة وكالة الفضاء الأوروبية ESA ووكالة الفضاء الكندية .
دعنا نرى سوياً القدرة غير المسبوقة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي James Webb Space Telescope على رؤيةِ ما هو أبعد شيءٍ في الفضاء، الأمر الذي يُمكّننا من رؤية ولادة المجرات الجديدة.
سينطلق مختبر "جيمس ويب" إلى الفضاء ليحل محل مرصد "هابل" الفضائي.
وذلك بواسطة صاروخ "أريان 5" الأوروبي
الذي سيتم إطلاقه إلى مدار حول الأرض في أكتوبر/تشرين الأول عام 2018 من قاعدة كورو" الفضائية الفرنسية في أمريكا الجنوبية.
ووقعت الوكالة الفضائية الأوروبية ووكالة ناسا الأمريكية في ال17 من ديسمبر/كانون الأول اتفاقية مع شركة "أريان سبايس" تقضي بإرسال مختبر "جيمس ويب" على متن الصاروخ الأوروبي.
ويعتبر مرصد "جيمس ويب" بديلا رسميا لمرصد "هابل" الذي كان يعمل في مداره 25 عاما. وكان من المخطط له إطلاق المرصد الجديد عام 2014 ، لكن النفقات الفائضة والتأخر عن الجدول الزمني أجبرا وكالة ناسا على تأجيل موعد إطلاقه إلى سبتمبر/أيلول الماضي، ثم إلى أكتوبر/تشرين الأول عام 2018.
يذكر أن مرصد "جيمس ويب" الفضائي يضم مرآة ضخمة يبلغ قطرها 6.5 أمتار (قطر هابل هو 2.5 متر) ودرعا حامية من الشمس تبلغ مساحتها مساحة ملعب تنس.
وسيبعد موقع المرصد 1.5 مليون كيلومتر عن سطح الأرض (نقطة لاغرانج)، ما يضمن ثباته في الفضاء.
