مهمة ترقية تلسكوب هابل الفضائي – خطوة بخطوة (الجزء الثاني)

استعداداً لانطلاق مهمة أتلانتس STS-125 لتجديد تلسكوب هابل الفضائي، والمتوقع في 12 مايو، ننقل لكم تفاصيل المهمة كما نشرتها وكالة ناسا. وهذه المرة - ما هي الأجهزة التي سيصلحها رواد الفضاء؟

وفي أول سير في الفضاء، والذي سيتم في اليوم الرابع من الرحلة، سيحل جرونسفيلد وفوستل محل الكاميرا واسعة المجال، ومن ثم سيحلان محل حاسوب معالجة البيانات العلمية الذي تسبب في تأخير الرحلة منذ أكتوبر. بالإضافة إلى ذلك، سيقومون بتثبيت آلية تسمح للمركبة الفضائية بالتقاط هابل والتسبب في اصطدامه بالأرض بعد انتهاء نشاطه.

رمي بعيدا القديم

تم تصميم العديد من مكونات تلسكوب هابل الفضائي، وخاصة الأدوات، بحيث يمكن إزالتها واستبدالها بسهولة أثناء مهام الصيانة. تتمثل الأولوية العلمية في هذه المهمة في تثبيت أدوات جديدة على هابل - الكاميرا واسعة المجال 3 (WFC3)، ومقياس طيف الأصول الكونية (COS).

وستكون الكاميرا الميدانية الكوكبية 3 هي القوة الدافعة للدراسات في مجال الطاقة المظلمة والمادة المظلمة، وولادة النجوم الفردية واكتشاف المجرات البعيدة للغاية التي كانت في السابق خارج مجال رؤية هابل. سوف يراقب WFC3 الكون في ثلاثة ترددات مختلفة من الضوء: بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية، والضوء المرئي، والقريب من الأشعة تحت الحمراء، ولكن ليس في وقت واحد. نطاق إطلاق التلسكوب أكبر من نطاق الأدوات الموجودة على متن التلسكوب. سيقوم رواد الفضاء بإزالة الكاميرا السابقة، الكاميرا الكوكبية رقم 2 لإفساح المجال للكاميرا رقم 3. تتمتع WFC3 بدقة أعلى ومجال رؤية أكبر من سابقتها.

تطور المجرات، وخلق الكواكب، وزيادة نسبة العناصر الثقيلة الضرورية للحياة و"الشبكة الكونية" للغاز بين المجرات ستكون بعض المجالات التي سيتم بحثها باستخدام أصل مطياف الكون. جهاز المطياف هو جهاز يقوم بتحليل الضوء إلى مكوناته الملونة، ويكشف عن بيانات حول انبعاث الضوء من الجسم الذي تم تصويره. ستراقب COS حصريًا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية وستحسن حساسية هابل في نطاق التردد هذا 10 مرات على الأقل وما يصل إلى 70 مرة عندما يراقب هابل أجسامًا شاحبة للغاية.

ستقوم COS باستبدال أداة تم تركيبها على Hubble خلال مهمة الخدمة الأولى للمساعدة في تصحيح تأثير المرآة التالفة - الاستبدال المحوري لتلسكوب البصريات الفضائي التصحيحي (COSTAR). . منذ المهمة الأولى، احتوت جميع الأجهزة المثبتة على هابل على تقنية تصحح تأثير العدسات المعيبة، مما يجعل COSTAR أداة غير ضرورية.

اثنان من الأجهزة الموجودة على هابل - الكاميرا المتقدمة للمسوحات (ACS) ومطياف التصوير بالتلسكوب الفضائي (STIS) - بحاجة إلى إصلاحات. تعد ACS، التي توقفت عن العمل جزئيًا في عام 2007 بسبب ماس كهربائي، بمثابة العمود الفقري للكاميرا المسؤولة عن معظم صور هابل المذهلة. STIS عبارة عن مطياف يراقب الضوء فوق البنفسجي والمرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء، وهو معروف بقدرته على اصطياد الثقوب السوداء. في حين أن COS يعمل بشكل جيد ضد مصادر الضوء الصغيرة مثل النجوم أو النجوم الزائفة، فإن STIS يرسم خرائط للأجسام الكبيرة مثل المجرات. عانت STIS من انقطاع التيار الكهربائي في عام 2004 وتم وضعها في وضع السبات للحفاظ على إمكانية إصلاحها.

ويخطط رواد الفضاء لإصلاح كلا الجهازين، وهو نهج صعب لأن هذه الإصلاحات كانت خارج نطاق مهام صيانة هابل. تصور مصممو التلسكوب أن رواد الفضاء يستبدلون المكونات ولا يقومون بإجراء عمليات جراحية دقيقة أثناء السير في الفضاء. يقوم صندوق إلكترونيات داخلي داخل ACS بتزويد الكاشفات بالطاقة، ويحتوي على معدات تتأثر بالفلاش الكهربائي. ومع ذلك، فإن موقع الصندوق يجعل من الصعب على رواد الفضاء الوصول إليه. لذا بدلًا من محاولة الوصول إلى الجزء الذي به مشكلة، سيحاول رواد الفضاء تجاوز المكونات المختصرة. يتم توصيل مصدر الطاقة عن طريق الكابلات بسلسلة من اللوحات الإلكترونية الموجودة في مكان يمكن الوصول إليه ولكن لا توجد بها طاقة بسبب الصندوق التالف. سيقوم رواد الفضاء بتركيب جهاز جديد لإمداد الطاقة وربطه بأحد المقابض القريبة من الجزء الخارجي لـ ACS، وتوجيه اللوحات الإلكترونية وتركيب لوحات جديدة متوافقة مع نظام إمداد الطاقة الجديد، وربطها بانقطاع التيار الكهربائي عبر كابلات خارجية . سيؤدي هذا الترتيب ببساطة إلى إخراج الصندوق التالف من المعادلة.

يتطلب جهاز STIS دائرة كهربائية جديدة لإمدادات الطاقة. سيكون الإصلاح سهلاً نسبيًا باستثناء لوحة الوصول الإلكترونية، التي لم يتم تصميمها للفتح وهي متصلة بـ STIS بواسطة 111 مسمارًا صغيرًا. في الظروف الفضائية، من الصعب جدًا تدوير البراغي باستخدام قفاز رائد الفضاء. على وجه الخصوص، يكمن الخوف في أن البراغي سوف تنحل وتتطاير وتسبب أضرارًا إضافية عندما تصطدم بالمكونات الإلكترونية. لذلك، قام المهندسون بإنشاء لوحة التقاط سريعة يتم ارتداؤها أعلى اللوحة. عندما يقوم رواد الفضاء بإزالة البراغي، سيتم احتجازهم في اللوحة. سيقوم رواد الفضاء باستبدال اللوحة وتوصيلها بسهولة باستخدام دواستين.

بعد تجميع جميع الأجهزة والمكونات أو إصلاحها، سيقوم موظفو مركز التحكم جودارد بإجراء اختبارات للتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح. بمجرد اكتمال العمل، سيكون هابل جاهزًا لتحقيق أعلى أداء لخمسة أجهزة، WFC3، COS، ACS، STIS، وكاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأجسام المتعددة (NIMCOS).

ومع ذلك، قبل اختبار الأدوات الجديدة، سيكون التلسكوب مطلوبًا أيضًا للصيانة. وبشكل خاص استبدال البطاريات التي تخزن الطاقة التي تزود التلسكوب بالطاقة خلال فترات الليل في المدار، عندما تحجب الأرض أشعة الشمس. وسيستبدل رواد الفضاء جميع البطاريات الست التي تزن كل منها حوالي 57 كجم ببطاريات جديدة وأكثر كفاءة. تعد الجيروسكوبات الستة الخاصة بالتلسكوب جزءًا من النظام الذي يوجهه إلى هدف الصورة المطلوب. عندما تعمل جميع الجيروسكوبات الستة، يتم استخدام ثلاثة منها للإشارة ويتم الاحتفاظ بالآخرين في الاحتياط. مع مرور الوقت، تآكلت الجيروسكوبات وتوقفت ثلاثة منها بالفعل عن العمل، ولا يزال اثنان منها يعملان والثالث متوقف عن العمل لاستخدامه كنسخة احتياطية في حالة الطوارئ. سيقوم رواد الفضاء بتركيب ستة جيروسكوبات جديدة.

يتم تثبيت مستشعرات المحاذاة الدقيقة (FGS) الخاصة بـ Hubble على النجوم التوجيهية التي تساعد في محاذاة التلسكوب. ويمكن استخدامها أيضًا كأدوات لقياس موقع النجوم بالنسبة للنجوم الأخرى. سيقوم رواد الفضاء باستبدال جهاز FGS التالف بجهاز مجدد تم إصداره خلال مهمة صيانة سابقة.

الغطاء العازل لجهاز هابل، والذي يحافظ على الأجهزة في درجة حرارة التشغيل العادية، تفكك في النهاية بسبب التعرض لظروف الفضاء. سيقوم رواد الفضاء بتغطية حجرات معدات هابل بعزل جديد يُعرف باسم طبقة الغطاء الخارجي الجديدة (NOBL). وأخيرا، سيقومون بتثبيت مكون آخر - آلية الالتقاط الناعمة. سيسمح الجهاز البسيط للمركبة الفضائية الآلية بالالتحام بـ Hubble يومًا ما، عندما يتم تحديد نهاية عمر التلسكوب.

عندما يكمل رواد الفضاء جميع مهامهم، سيستخدمون الذراع الآلية مرة أخرى لتحرير التلسكوب وسيرسل جودارد الأوامر إليه لإعادته إلى التشغيل. ومع ذلك، قبل استئناف مهمة هابل العلمية، سيخضع التلسكوب لسلسلة من التجارب تستمر لعدة أشهر من أجل إعادة معايرته. سيتم نشر الصور الجديدة من التلسكوب في نهاية عام 2009.

بعد ترميمه وتحديثه، سيواصل هابل رحلته حول الأرض. وستندمج مكوناته الجديدة بشفافية مع المكونات القديمة، وسيكون التلسكوب المحدث (المطور والجديد) جاهزًا لسنوات من الاكتشافات الخارقة في الكون. سيستمر موقع المعرفة ويتم تحديثه استعدادًا للمهمة وأثناءها.

للحصول على معلومات على موقع ناسا

إلى الجزء الأول من المراجعة