إن مهمة الخدمة الأكثر تعقيدًا حتى الآن على تلسكوب هابل الفضائي جارية
تمارا تروبمان
وإذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، فسينطلق اليوم، حوالي الساعة الثانية بعد الظهر بتوقيت إسرائيل، على متن المكوك الفضائي كولومبيا في رحلة إلى تلسكوب هابل الفضائي الذي يدور حول الأرض. ومهمتهم ليست بسيطة وتنطوي على تحديات تقنية، ولكن إذا نجحوا، فسوف يحصل هابل على رؤية أوسع وأكثر وضوحًا للكون.
وقالت الدكتورة آن كيني، مديرة قسم علم الفلك والفيزياء في ناسا، في مقابلة مع شبكة CNN أمس: "هذه هي مهمة الخدمة الأكثر تحديًا من الناحية الفنية التي قمنا بها حتى الآن". وخلال المهمة، سيقوم رواد الفضاء بإيقاف تشغيل التلسكوب، لأول مرة منذ وضعه في الفضاء، لتركيب وحدة جديدة للتحكم في الطاقة. كما سيقومون بتركيب كاميرا جديدة وإصلاح الكاميرا الموجودة التي توقفت عن العمل واستبدال الألواح الشمسية والجيروسكوب المسؤول عن محاذاة التلسكوب وتثبيته. وتشمل المهمة، التي ستستمر 12 يوما، خمس عمليات "سير في الفضاء"، وجميعها معقدة وبالغة الأهمية. وسيؤدي عمليات السير في الفضاء هذه أربعة رواد فضاء تم تدريبهم على هذه المهمة لمدة عامين تقريبًا.
تم إطلاق تلسكوب هابل إلى الفضاء في أبريل 1990، وأصبح منذ ذلك الحين أحد أهم الأدوات في علم الفلك الحديث. أطلقت وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، اللتان تقومان بصيانة التلسكوب، حتى الآن ثلاث مهمات خدمية لإجراء إصلاحات وتحديثات للتلسكوب (أشهرها مهمة الخدمة الأولى عام 1993، والتي تم خلالها تركيب عدسات لتصحيح خطأ (عيب محرج تم اكتشافه في المرآة الرئيسية للتلسكوب تسبب في استقبال صور ضبابية). تم تصميم هابل في الأصل للعمل لمدة عشرين عامًا. مهمة الخدمة الحالية هي المهمة قبل الأخيرة. تم تعيين المهمة التالية لعام 2004
الأداة العلمية الجديدة التي سيتم تركيبها في هابل تسمى "الكاميرا المتقدمة للاستطلاعات" (ACS). وقال البروفيسور ماريو ليفيو هذا الأسبوع في مقابلة هاتفية من جامعة هارفارد: "تزيد هذه الكاميرا من قدرة هابل على التصوير الفوتوغرافي من حيث عرض المنطقة المصورة بمقدار الضعف تقريبًا، وتتميز بحساسية أكبر بحوالي خمس مرات من الحساسية الحالية". مكتبه في معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور بالولايات المتحدة الأمريكية. ووفقا له، فإن درجة الحساسية والكفاءة المحسنة ستسمح لهابل برؤية الأشياء والتفاصيل التي لم يكن من الممكن تمييزها من قبل. وتحاول وكالة ناسا توضيح قدرة هابل الجديدة على الرؤية باستخدام المثال التالي: لو تم وضع الكاميرا في واشنطن، لتمكنت من التمييز بين يراعاتتين تقفان في طوكيو، على بعد مترين، بدلا من رؤيتهما كمصدر ضوء واحد.
قبل بضع سنوات، التقط التلسكوب الفضائي صورة تسمى "حقل هابل العميق". وكشفت عن مجموعة من المجرات البعيدة وغيرها من النتائج التي دفعت علماء الكون إلى إعادة النظر في بعض نظرياتهم حول تطور المجرات. ويقول البروفيسور ليفيو إنه من أجل تصوير "المجال العميق"، تم إجراء الملاحظات لمدة عشرة أيام تقريبًا. ومن ناحية أخرى، ستمكن الكاميرا الجديدة من مسح منطقة من السماء أكبر بمرتين، في حوالي ثلاثة أيام. وقال البروفيسور هولاند فورد، عالم الفلك بجامعة جونز هوبكنز ورئيس الفريق الذي بنى الكاميرا، في بيان رسمي: "بعد عام أو عامين في الفضاء، ستكتشف هذه الكاميرا عددًا من المجرات والنجوم الشاحبة أكبر من جميع أدوات هابل السابقة مجتمعة". إعلان نشره معهد علوم التلسكوب الفضائي.
ووفقا لأميل ستيرنبرغ، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة تل أبيب، فإن الكاميرا الجديدة ستمكن من البحث في مجموعة واسعة جدا من المواضيع، بما في ذلك تطور المجرات والكوازارات، وهي عبارة عن توهجات هائلة من الضوء تستقبل طاقتها من الثقوب السوداء الهائلة. ووفقا له، يأمل علماء الكونيات أيضا في جمع أدلة جديدة حول مركزين تاريخيين وحاسمين لتطور الكون: المادة المظلمة والطاقة المظلمة. المادة المظلمة غير مرئية ولا يزال من غير الواضح مما تتكون، لكن العلماء يعتقدون أنها تشكل ما لا يقل عن 80% من المادة الموجودة في الكون. ولا يُعرف سوى القليل عن الطاقة المظلمة. ولم يتم إثبات وجودها إلا في السنوات الأخيرة، ومن المحتمل أنها تسبب تسارع معدل توسع الكون.
الكاميرا مجهزة أيضًا بقناة حساسة للأشعة فوق البنفسجية فقط. ويقول البروفيسور ليفيو: "من بين أمور أخرى، سيتم استخدامه لدراسة الطقس على الكواكب في نظامنا الشمسي". ونظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية تنبعث بشكل رئيسي من الأجسام شديدة الحرارة، فإن علماء الكونيات سيستخدمون هذه القناة لدراسة النجوم الزائفة أيضًا.
ويتنافس العديد من علماء الكون فيما بينهم للحصول على حق إجراء عمليات الرصد باستخدام الكاميرا الجديدة، التي كلف بناؤها نحو 75 مليون دولار. أحد الذين حصلوا على الإذن بإجراء المراقبة هو البروفيسور دان ماعوز من جامعة تل أبيب، الذي سيقوم بدراسة الثقوب السوداء باستخدام قناة الأشعة فوق البنفسجية. قبل بضع سنوات، أصبح من الواضح أنه يوجد ثقب أسود في مركز معظم المجرات. ولكن بعد هذه النتائج، نشأ لغز: على الرغم من كتلتها الهائلة وحقيقة أن هناك الكثير من المواد القريبة التي يمكنها امتصاصها، فإن معظم هذه الثقوب السوداء تبدو خاملة. وباستخدام الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من المناطق المحيطة بها، يأمل البروفيسور ماعوز في إنتاج أدلة من شأنها أن تساعد في حل اللغز، وكذلك في فهم طبيعتها ودورها في تطور المجرات.
يقول البروفيسور ستيرنبرغ: "إن الدقة العالية للكاميرا ستساهم بشكل كبير في دراسة تكوين النجوم وأنظمة الكواكب في مجرة درب التبانة". ويأمل بعض علماء الفلك في مراقبة الكواكب مباشرة لأول مرة. ورغم أن علماء الفلك اكتشفوا بالفعل عشرات الكواكب خارج نظامنا الشمسي، إلا أنهم لم يتمكنوا قط من رصدها بشكل مباشر، بل استنتجوا وجودها بناء على ملاحظات شموس خارج نظامنا الشمسي. وفي الملاحظات، لاحظ الباحثون تغيرات في الضوء المنبعث من الشموس، ويعتقدون أن قوة جاذبية الكواكب المحيطة بها هي التي تسبب تلك التغييرات.
عندما صمم العلماء والمهندسون تلسكوب هابل، كانوا يعلمون أنه سيصبح قديمًا في غضون سنوات قليلة بسبب التقدم التكنولوجي السريع. ولهذا السبب تم تصميم التلسكوب بحيث يتمكن رواد الفضاء في مهمات الخدمة، حتى بعد وضعه في الفضاء، من إضافة أدوات إليه وتحسينه. ستحل كاميرا ACS محل آخر جهاز أصلي في Hubble اليوم، وهي كاميرا الأجسام الخافتة. وسيقوم رواد الفضاء أيضًا بإعادة تشغيل كاميرا أخرى، وهي كاميرا نيكموس، الموجودة بالفعل في التلسكوب.
كان NIKMOS إضافة مهمة تم إطلاقها في عام 1997. ويتطلب تشغيله درجة حرارة منخفضة للغاية - حوالي 203 درجة مئوية تحت الصفر. في العامين الأولين، عمل NICMOS كما هو مطلوب، ولكن مع مرور الوقت تم استهلاك النيتروجين الصلب الذي كان يستخدم لتبريده، وفي يناير 1999 توقف عن العمل. إن NICAMS قادر على امتصاص الأشعة تحت الحمراء وتمييز المجرات البعيدة كما ظهرت عندما كان عمر الكون حوالي خمس عمره الحالي. وسيستبدل رواد الفضاء نظام التبريد الحالي من نيكموس بنظام تبريد جديد وتجريبي.
وسيكون التحدي الفني الأكبر هو استبدال وحدة إمداد الطاقة الخاصة بالتلسكوب. وتقوم الوحدة بنقل الطاقة من الألواح الشمسية إلى بطاريات التلسكوب وإلى الأجهزة التي تستهلك الكهرباء. الوحدة التي يبلغ عمرها عشر سنوات تعمل بالفعل، لكن ناسا تعتقد أنها قديمة بالفعل وتريد استبدالها بوحدة جديدة، على الرغم من أنها لم تكن مصممة في الأصل ليتم استبدالها. يقول البروفيسور ليفيو: "سيكون هذا التبادل صعبًا للغاية". "تحتوي هذه الوحدة على 36 وصلة، سيتعين على رواد الفضاء فصلها وإعادة توصيلها بالقفازات والبدلات المرهقة التي يرتدونها." أيضًا، لاستبدال وحدة إمداد الطاقة، سيتعين على رواد الفضاء إيقاف تشغيل هابل وتشغيله مرة أخرى، لأول مرة منذ وضعه في الفضاء. ووفقا لليفيو، تظهر عمليات المحاكاة الأولية أن هذا ممكن، "لكنه لا يزال ممارسة خطيرة".
التلسكوب الفضائي، الجيل القادم
في الجزء الخلفي من تلسكوب هابل الفضائي، بدأ تلسكوب جديد بالفعل في الانفجار - "التلسكوب الفضائي، الجيل القادم". ومن المتوقع أن يتم إطلاقه في عام 2009 تقريبًا، ومن شأنه أن يعيد تعريف حدود علم الفلك.
سيتم تجهيز تلسكوب "الجيل القادم" بأجهزة كشف قوية لاستقبال الأشعة تحت الحمراء، ومناسبة لرصد الأجسام البعيدة جدًا (كلما كان الجسم بعيدًا، كلما انحرفت أشعته الضوئية إلى اللون الأحمر). ويأمل العلماء أن يتمكن التلسكوب لأول مرة من رصد أعماق الكون، إلى العصور القديمة عندما تشكلت النجوم والمجرات الأولى.
وتقدر تكلفة المشروع الطموح حاليا بنحو 1.3 مليار دولار. ووكالة الفضاء الأمريكية (ناسا)، ووكالة الفضاء الأوروبية، ووكالة الفضاء الكندية شركاء في المشروع. ويحوم تلسكوب هابل الفضائي على مسافة حوالي 579 كيلومترًا من الأرض، مما يسمح بإرسال رواد الفضاء إليه في مهمات خدمية لإصلاح أوجه القصور والارتقاء بها؛ سيتم وضع تلسكوب "الجيل القادم" بعيدًا جدًا بحيث لا يتمكن من القيام بذلك. المسافة الطويلة ضرورية، من بين أمور أخرى، لتمكين تشغيل أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء التي تعمل عند أدنى درجة حرارة.
ويعتقد العلماء أنه بعد خلق الكون، قبل نحو 14 مليون سنة في "الانفجار الكبير"، كانت هناك فترة مظلمة يسمونها "العصور الوسطى للكون"، عندما لم تكن هناك نجوم وكان الكون مظلما تماما. ومع استمرار الكون في التوسع والتبريد، جاء عصر بدأ فيه الغاز الموجود في الكون بالتبلور إلى نجوم ومجرات، مثل تلك التي نشاهدها اليوم في سماء الليل. ومن المفترض أن يقوم تلسكوب "الجيل القادم" بملاحظات من شأنها اكتشاف النجوم والمجرات من هذه الفترة، عندما بدأت النجوم الأولى في التشكل.
ويعتقد علماء الكونيات أن تلسكوب "الجيل القادم" سيجعل من الممكن معرفة الأسئلة الرئيسية في علم الكونيات - على سبيل المثال، كيف تطورت المجرات، وما هو شكل الكون، وما هي "المادة المظلمة" الغامضة التي تتكون منها؟ معظم المادة الموجودة في الكون - بطريقة لم تكن ممكنة حتى الآن.
مكوك الفضاء يلتقط "هابل"
وبعد يومين من المطاردة في الفضاء، تمكن فريق "كولومبيا" من اللحاق بالتلسكوب الفضائي؛ سيتم تنفيذ الإصلاحات والتجديدات في الأيام المقبلة. وقد هدد عطل في المكوك بإيقاف المهمة، ولكن تم إصلاحه أخيرًا من الأرض
الأحد 3 مارس-آذار 2002 الساعة 20:56 مساءً
تمكن المكوك الفضائي كولومبيا من "التقاط" تلسكوب هابل الفضائي اليوم من أجل إجراء عدد من التعديلات والإصلاحات. وبعد مطاردة استمرت يومين تقريبًا، تم الاستيلاء على التلسكوب الضال على ارتفاع 580 كيلومترًا فوق المكسيك.
ومن المقرر غدًا أن يقوم زوجان من رواد الفضاء بعدة عمليات سير في الفضاء خلال الأيام الخمسة المقبلة، سيتم خلالها تركيب أجزاء جديدة في التلسكوب. الشخص الذي تمكن أخيرًا من التقاط تلسكوب هابل، هو رائد الفضاء نانسي كوري، الذي نجح بمساعدة الذراع الآلية للمكوك في تنفيذ المهمة المعقدة. ويزن هابل 12.5 طنًا، ويبلغ طوله حوالي 13 مترًا.
بالنسبة لأحد رواد فضاء كولومبيا، كان لقاء هابل بمثابة لقاء صديق قديم. التقى جون جرونسفيلد بالتلسكوب في عام 99 في آخر مرة خضع فيها للإصلاحات. كما كانوا يخشون أمس من عدم تمكن المكوك من القيام بمهمته بسبب مشكلة فنية ودرس مركز التحكم في فلوريدا إعادته إلى الأرض. وأثناء الليل، تمكن مهندسو الرحلة على الأرض من إيجاد حل للمشكلة وتم إعطاء "الضوء الأخضر" لمواصلة المهمة. استيقظ أفراد الطاقم في الفضاء على أصوات "المهمة المستحيلة" التي تبث لهم من الأرض لتوضيح إنقاذ المهمة رغم كل الصعاب.
هبط الاكتشاف. ناسا تعرب عن ارتياحها الكبير
هبط أفراد طاقم المكوك ديسكفري السبعة، أمس، في الساعات الأولى من الصباح في مركز كينيدي للفضاء، بعد نجاحهم في إصلاح التلسكوب الفضائي «هابل». قال لهم سكوت ألتمان من المراقبة الأرضية: "مرحبًا بكم في الأرض بعد رحلة رائعة".
تمارا تروبمان
وغادر رواد الفضاء الأرض يوم الاثنين الماضي (بتوقيت إسرائيل) وبقوا في الفضاء لمدة ثمانية أيام، خصصت ثلاثة منها لإصلاح وتجديد التلسكوب. ووفقا للخطة الأصلية، كان من المفترض أن تستمر مهمتهم عشرة أيام، لكن ناسا اضطرت إلى تقصيرها بسبب عدة تأخيرات في الإطلاق، والتي نتجت عن مشاكل فنية للمكوك والظروف الجوية القاسية.
وأعربت ناسا أمس عن ارتياحها الكبير لإنجاز المهمة ووصفتها بأنها "ناجحة للغاية". وذلك بعد سلسلة من الإخفاقات المحرجة التي حدثت مؤخرًا، بما في ذلك مركبة فضائية مريخية تحطمت على ما يبدو بسبب خطأ ملاحي ناتج عن الخلط بين وحدات القياس المترية والإنجليزية، ومركبة فضائية مريخية ثانية لا يزال مصيرها مجهولاً. هذا اليوم.
{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 29/12/1999{
