ندا اظهری، مترجم: مدت‌ها بود که خبر پرتاب تلسکوپ فضایی «جیمز وب» درصدر خبرهای فضایی قرار داشت، اما هربار به‌دلیلی این پرتاب به تعویق می‌افتاد تا اینکه سرانجام روز شنبه مصادف با 25 دسامبر 2021 این اتفاق مهم به‌وقوع پیوست و پرتاب با موفقیت انجام شد. اهمیت این تلسکوپ تا جایی است که دانشمندان از آن به‌عنوان یکی از مهم‌ترین دستاوردهای علمی قرن 21 یاد کرده‌اند و معتقدند پرتاب این تلسکوپ می‌تواند یافته‌های بسیار ارزشمندی را از گوشه‌وکنار فضا دراختیار محققان قرار داده و دانش بشر را از دنیای کمترشناخته‌شده کهکشان‌ها گسترش دهد. «جیمز وب» به فضا می‌رود تا  تلسکوپ 31 ساله هابل شود. البته هنوز باید منتظر ماند و دید آیا انتظار علاقه‌مندان آسمان برای داشتن تصاویر جدید شگرف و جذاب از فضا به سر خواهد رسید؟

پرتاب جیمز وب با چه تمهیداتی انجام شد؟

بعد از 25 سال کار مداوم دانشمندان و محققان آژانس فضایی آمریکا، ناسا به‌همراه شرکای خود یعنی آژانس فضایی اروپا (ESA) و آژانس فضایی کانادا(CSA)، سرانجام موفق شدند نسل دیگری از تلسکوپ‌های فضایی را با عنوان تلسکوپ فضایی «جیمز وب» پرتاب کنند. این تلسکوپ به‌نوعی جایگزینی برای تلسکوپ فضایی هابل ساخته شده که قرار است به‌عنوان پرچمدار ناسا در انجام مأموریت‌های فضایی نقش‌آفرینی کند. این تلسکوپ قرار بود سال‌ها قبل به‌سمت فضا پرتاب شود، اما هربار این اقدام به تأخیر افتاد تا اینکه سرانجام پرواز آریان «VA256» در 25 دسامبر انجام شد و توسط موشک آریان از فرودگاه فضایی Kourou در گویان فرانسه به‌سمت آسمان پرتاب شد. توسعه این تلسکوپ برای راه‌اندازی از سال 1996 آغاز شد و در ابتدا محققان برای سال 2007 برنامه ر‌اه‌اندازی را با بودجه 500 میلیون دلاری برنامه‌ریزی کردند. این پروژه تاکنون با تأخیرها و هزینه‌های زیادی روبه‌رو شده است که یکی از آنها طراحی عظیم دوباره‌ای بود که در سال 2005 صورت گرفت. در آن سال، محافظ آفتاب حین استقرار تمرینی، پاره و بعد از تأیید هیأت بازبینی اصلاح شد. پس از آن، همه‌گیری کرونا، مشکلات موشک آریان و مشکل خود تلسکوپ و مشکلات ارتباطی بین تلسکوپ و وسیله نقلیه نیز از دیگر دلایل این بازبینی و تأخیرهای پیاپی به‌شمار می‌رود.

جیمز وب چه ویژگی‌های ظاهری دارد؟

آینه اصلی تلسکوپ جیمز وب با عنوان عنصر تلسکوپ نوری ازنظر جثه و ابعاد نصف تلسکوپ هابل است، اما آینه اصلی آن 6.5 متر قطر دارد که داده‌های جمع‌آوری‌شده از یک منطقه را با کمک 18‌بخش آینه‌ای 6 ضلعی پوشش می‌دهد که جنس آن از بریلیم با روکش طلا است که به هم متصل می‌شوند تا بتوانند آینه ضخیم 6.5 متری را ایجاد کنند. قطر این آینه قطورتر از آینه2.4 متری تلسکوپ هابل است. برخلاف هابل که در نزدیک به طیف نور فرابنفش، مرئی و نزدیک به نور مادون قرمز قرار دارد، قدرت مشاهده تلسکوپ جیمز وب در محدوده فرکانس پایین‌تری از طول موج بلند نور مرئی ازطریق نور مادون قرمز متوسط است. این قابلیت به تلسکوپ این امکان را می‌دهد که اشیایی با طول موج بالا را که برای هابل خیلی داغ و خیلی دور هستند، مشاهده کند. این تلسکوپ باید آنقدر در محیط خنک نگهداری شود که بتواند بدون هیچ تداخلی نور مادون قرمز را مشاهده کند، بنابراین در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری از زمین و با فاصله حدود 4 برابری از کره ماه در فضا در فضایی به‌نام «نقطه 2 لاگرانژ زمین خورشید» یا «L2l» قرار خواهد گرفت. آفتاب‌گیر بزرگ ساخته‌شده از عایق الکتریکی کپتون با پوشش سیلیکونی و آلومینیومی، آینه و ابزار خود را زیر 50 کلوین نگه می‌دارد. درواقع، جیمز وب برای مشاهده نجوم نزدیک به مادون قرمز طراحی شده، اما همچنان بسته به ابزارهای مورداستفاده، قادر به مشاهده رنگ‌های نارنجی و قرمز و نیمه‌مادون قرمز است. این طراحی از آنجایی بر مادون قرمز نزدیک به متوسط تمرکز می‌کند که اشیای با طول موج بالا انتشار نور مرئی را به نور مادون قرمز منتقل می‌کنند و اشیای سردی مانند دیسک‌های زباله و سیاره‌ها نور مادون قرمز شدیدتری ساطع می‌کنند.

«جیمز وب» چگونه تصاویر را به زمین مخابره می‌کند؟

هدف اصلی از پرتاب تلسکوپ عظیم جیمز وب مشاهده و بررسی ستارگان اولیه است که طبق نظریه‌های بیان‌شده، کهکشان را در مدت کوتاهی پس از بیگ‌بنگ بیش از 13.5 میلیارد سال پیش احاطه کرده بودند. واکنش‌های هسته‌ای در این اشیا بود که نخستین اتم‌های سنگین ضروری برای حیات شامل کربن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر و گوگرد را ایجاد کرد. از دیگر اهداف پرتاب این تلسکوپ می‌توان به جست‌وجو و بررسی جو سیارات دوردست اشاره کرد که قابل سکونت بودن احتمالی آنها را بررسی خواهد کرد. مسافت بین خورشید و کره زمین 150 میلیون کیلومتر است و حدود 8 دقیقه طول می‌کشد تا نور خورشید به ما برسد، بنابراین تصویر ستاره‌ای به چشم ما می‌رسد که متعلق به 8 دقیقه قبل بوده است؛ به‌عبارتی، اگر خورشید ناپدید شود، 8 دقیقه بعد متوجه فقدان آن خواهیم شد. نور ساطع‌شده از یک ستاره دوردست سال‌ها (حدود 4 سال) طول می‌کشد تا از گستره فضا به ما برسد، بنابراین تصویر چندسال قبل آن ستاره به چشم ما می‌رسد. نور ساطع‌شده از ستاره‌های اولیه از میلیاردها سال پیش آغاز شده و جیمز وب تصویر میلیاردها سال قبل این ستاره‌ها را مشاهده می‌کند. پس از آغاز به‌کار این تلسکوپ، آینه بزرگ جیمز وب باید متمرکز شود. 18‌بخش تشکیل‌دهنده این بازتابنده دارای موتورهای کوچکی در ناحیه پشتی آن هستند که انحنای آینه‌ها را تنظیم می‌کنند. نکته مهم اینجاست که تمام این مراحل باید در دمایی بسیار سرد انجام شود. این تلسکوپ در دمای منفی 233 درجه سانتیگراد عملیات را انجام خواهد داد. تنها در این صورت است که در طول موج‌های مادون قرمز فراتر از نور مرئی می‌تواند کار کند و تصاویر حساس و دقیقی از کهکشانی تهیه کند که نخستین کهکشان‌ها و سیارات متولد شده‌اند.

24 ساعت بعد از پرتاب چه اتفاقاتی رخ داده است؟

گزارش‌ها حاکی‌از آن است که ارسال داده‌ها از کهکشان بلافاصله بعد از پرتاب آغاز شده و موشک 27 دقیقه پس از پرواز از رصدخانه جدا شد. تلسکوپ فضایی جیمز وب بزرگ‌ترین و قدرتمندترین تلسکوپ فضایی است که انسان تاکنون موفق به ساخت آن شده است. این تلسکوپ قادر است تمام کهکشان را از سیاره‌ها گرفته تا ستاره‌ها مشاهده کند. ساخت تلسکوپ جیمز وب در سال 2016 به پایان رسید و به‌دنبال آن، فاز تست‌های پرهزینه آغاز شد. راه‌اندازی این دستگاه تنها شروع حرکتی است که مجموعه‌ای پیچیده از فعالیت‌های اولیه را طی 6 ماه آینده در دستورکار خود قرار خواهد داد. قرار است تلسکوپ جیمز وب به‌سمت ایستگاه رصد در 1.5 میلیون کیلومتری از زمین حرکت کند تا در این فاصله مستقر شود. جیمز وب درطول سفر به این نقطه، باید خود را از باری که دارد خالی کند تا با وزن کمتری به مسیر خود ادامه دهد. تلسکوپ جیمز وب تنها در مدت نیم‌ساعت به مدار زمین رسیده و سیگنالی توسط آنتن زمینی در مالیندی در کنیا دریافت شد که نتیجه موفقیت‌آمیز بودن پرتاب بود. نام «وب» از نام یکی از معماران فرودگر ماه به‌نام «آپولو» گرفته شده است. این تلسکوپ فضایی 12.5 ساعت بعد از پرتاب و با رسیدن به فاصله 160 کیلومتری زمین، عملیات MCC1a را انجام داد که مهم‌ترین عملیات پیش‌رو از سه مانوری است که درطول سفر خود باید انجام دهد. اما این مانور به‌دلیل زمان‌بندی صورت‌گرفته از اهمیت بالایی برخوردار بود. این مانوری حیاتی در سفر یک‌ماهه تلسکوپ به فضا آغاز شد تا محققان از قرار گرفتن آن در مسیر درست اطمینان حاصل کنند. تلسکوپ در این مانور، طی 65 دقیقه پیشرانه خود را روشن کرد که مانور در ساعت 1:55 دقیقه به‌وقت گرینویچ انجام شد. این تلسکوپ در 12 ساعت نخست پس از پرتاب حدود 10 درصد از مسیر طراحی‌شده را طی کرده است.

هدف از پرتاب جیمز وب به فضا چیست؟

این تلسکوپ به‌منظور ارائه وضوح و حساسیت مادون قرمز به‌مراتب بهتر از هابل طراحی شده و طیف گسترده‌ای از تحقیقات را در زمینه‌های نجوم و کیهان‌شناسی امکان‌پذیر می‌کند که قرار است بسیاری از اشیا و اتفاقات دوردست کهکشان را مانند تشکیل نخستین کهکشان‌های راه شیری مشاهده کرده و نیز جزئیاتی از ویژگی‌های جوی سیارات فراخورشیدی قابل‌سکونت ارائه دهد. فضاپیمایی که تلسکوپ با آن به فضا پرتاب شده یک ساعت پس از پرتاب به انجام یک مانور برای اصلاح مسیر نیاز داشت تا تفاوت‌های جزئی در آن ایجاد شود. از آنجاکه فضاپیمای حامل تلسکوپ با محدودیت‌های حیاتی روبه‌رو بود، باید مانورهای اصلاحی روی آن صورت می‌گرفت تا با کاهش سرعت بتوان آن را چرخانده و ابزارهای حساس به گرما را درمعرض نور خورشید قرار دهند. محققان انتظار دارند باتوجه به قابلیت‌های بسیار بالایی که جیمز وب نسبت‌به هابل دارد، این تلسکوپ بتواند تصاویر و اطلاعات بیشتری را از زمان آغازین شکل‌گیری جهان هستی به‌دست آورد.

به گزارشNasa، آنچه از پرتاب تلسکوپ جیمز وب به فضا انتظار می‌رود، کشف و مشاهده آن چیزی از فضاست که تاکنون برای بشر ناشناخته بوده و از آن اطلاعی نداشته است. دانشمندانی که از روی زمین پرتاب و حرکت تلسکوپ را تحت کنترل داشتند، از 5 دقیقه بعد از پرتاب داده‌هایی را از آن دریافت کردند. همزمان با پرتاب این تلسکوپ، راه اندازی 6 ماهه بزرگ‌ترین و پیچیده‌ترین رصدخانه علوم فضایی جهان در فضا آغاز خواهد شد. در پایان راه‌اندازی هم، این تلسکوپ نخستین تصاویر خود را ارائه می‌دهد. وب دارای چهار ابزار علمی پیشرفته به‌همراه آشکارسازهای مادون قرمز بسیار حساس با وضوح بسیار بالا است. وب، نور مادون قرمز اجرام آسمانی را با وضوح بسیار بیشتر از همیشه مطالعه خواهد کرد. مأموریت برتر این تلسکوپ تکمیل اکتشافات علمی این مأموریت و سایر مأموریت‌های فضایی دیگر است.

ساخت جیمز وب چقدر آب خورد؟

به‌طور قطع، پروژه‌ای که حدود 24 سال زمان صرف ساخت آن شده، هزینه هنگفتی را به خود اختصاص داده است. به‌طور تقریبی چیزی حدود 10 میلیارد دلار طی 24 سال صرف ساخت این تلسکوپ شده است. از این مقدار، حدود 9 میلیارد دلار بین سال‌های 2003 تا 2021 صرف توسعه فضاپیما شده و 861 میلیون دلار هم برای حمایت 5 ساله از این عملیات اختصاص داده شده است. باتوجه به تورمی که دنیا در دلار سال 2020 شاهد آن بود، ناسا هزینه نهایی ساخت این تلسکوپ را حدود 10.8 میلیارد دلار تخمین زده است. البته این مقدار تنها سهم ناسا از این هزینه است که حدود 3 درصد از بودجه سالانه این آژانس را به خود اختصاص داده است. آژانس فضایی اروپا پرتابگر آریان 5 و دو وسیله از 4 ابزار علمی به‌کاررفته در این تلسکوپ را با هزینه تخمینی 700 میلیون یورو تأمین کرده است. آژانس فضایی کانادا نیز در ساخت حسگرها و ابزارآلات علمی کمک کرده که آن‌هم مبلغی حدود 156 میلیون دلار را شامل می‌شود. با احتساب کل این هزینه‌ها، تلسکوپ جیمز وب جزء گران‌قیمت‌ترین پلتفرم‌های علمی ساخته‌شده در تارخ بشریت است که می‌توان آن را با تلسکوپ هابل و برخوردکننده بزرگ هاردون مقایسه کرد.

«جیمز وب» با «وب» چه تفاوتی با هم دارند؟

به گزارشbbc، بارزترین تفاوتی که بین دو تلسکوپ وجود دارد، آینه طلایی 6.5 متری آن است که سه برابر پهن‌تر از بازتابنده اولیه تلسکوپ هابل است. تجهیزات نوری بزرگ‌شده‌ای که در ترکیب با چهار ابزار فوق‌حساس در تلسکوپ جیمز وب به‌کار رفته، به فضانوردان و منجمان این امکان را می‌دهد که نگاه عمیق‌تری به فضا داشته باشند. تلسکوپ هابل در سال 1990 به فضا پرتاب شد و درحال حاضر، 31 سال از عمر آن می‌گذرد. سایر آینه‌های به‌کاررفته در هابل 2.4 متر و جرم آن به 12 هزار و 200 کیلوگرم می‌رسد. دمایی که در آن عملیات انجام می‌دهد حدود 20 درجه سانتیگراد است. تنها دو روز از پرتاب تلسکوپ جیمز وب می‌گذرد و عمر آن از زمان ساخت 10 سال است. اندازه آینه این تلسکوپ 6.5 متر و جرم آن 6200 کیلوگرم عنوان شده است. دامنه دمای عملیاتی این تلسکوپ تا منفی 233 درجه سانتیگراد است. تلسکوپ جیمز وب 100 برابر قدرتمندتر از تلسکوپ هابل عمل می‌کند.