شگفتی جهان از تلسکوپ نوری ایران

ندا اظهری، مترجم:ایران سال‌هاست با وجود تحریم‌های اعمال شده از سوی آمریکا و غرب در سطح علمی پیشرفت‌های قابل توجهی داشته است. بسیاری از محققان و دانشمندان ایرانی به دلیل محدودیت‌های دسترسی به تجهیزات و ابزارهای پیشرفته و به‌روز دنیا، در دسترسی به جدیدترین تجهیزات با چالش مواجه می‌شوند اما با همه این چالش‌ها، پیشرفت محققان ایرانی در بسیاری از حوزه‌های علمی به‌رغم تحریم‌های موجود علیه ایران، تحسین دنیا را برانگیخته است. از تازه‌ترین دستاوردهایی که محققان ایرانی به تازگی به آن دست پیدا کرده‌اند، آغاز به کار رصدخانه ملی ایران است که دانشمندان طی آن موفق شدند بعد از گذشت یک سال از راه‌اندازی آن، نخستین نور را با تلسکوپی قدرتمند در سطح جهانی به ثبت برسانند که همین امر شگفتی منجمان جهان را از میزان پیشرفت دانشمندان ایرانی در ساخت چنین تلسکوپ پیشرفته‌ای به دنبال داشته است. 
پروژه علمی ساخت و راه‌اندازی رصدخانه ملی ایران از دو دهه پیش آغاز شد و بعد از بررسی مناطق مختلف، بیش از 30 منطقه مورد بازدید قرار گرفت و در نهایت چهار منطقه اصلی به مدت دو سال مورد بررسی‌های دقیق واقع شدند. از این بین دو منقطه «دیناوا» و «گارگاش» انتخاب شدند و رصدخانه ملی ایران درنهایت، منطقه «گارگاش» را به‌عنوان منطقه ساخت پروژه تلسکوپ اعلام کرد. هدف این پروژه ساخت تجهیزات به‌منظور انجام پژوهش‌های نجوم و مباحث آموزشی بوده است. محققان ایرانی از ساخت این تلسکوپ به‌عنوان سکویی برای قرار گرفتن در مسیر توسعه علم و فناوری در حوزه نجوم و کیهان‌شناسی یاد کرده‌اند. رصدخانه‌ای که بالاخره سال گذشته افتتاح شد و برای نخستین بار در 23 مهر 1401 توانست نخستین نور این مرکز را با راه‌اندازی تلسکوپ نوری بومی در سطح کلاس جهانی با آینه اولیه 3.4 متری موسوم به تلسکوپ INO340 دریافت کند که آن را به بزرگ‌ترین مرکز تحقیقات نومی کشور تبدیل کرده است. 

 نورگیری اول؛ نقطه عطف علمی ایران
رصدخانه ملی ایران پس از حدود یک سال که از تاسیس آن می‌گذرد، سرانجام چند روز پیش موفق شد نخستین نورگیری خود را انجام دهد. این کار، باعث شد روند یکپارچه‌سازی ابزارهای علمی این مرکز وارد گام نهایی شود. این فرآیند که از اهمیت بالایی برخوردار است در دنیا بسیار موردتوجه قرار گرفته و مجله علمی science به‌عنوان یکی از معتبرترین مجلات علمی دنیا در جدیدترین مقاله‌ای که درباره ایران منتشر کرده به نقطه‌عطفی در زمینه علمی ایران اشاره کرده است. عملکرد رصدخانه ملی ایران از سال گذشته تاکنون وضعیت مبهمی داشت اما به نظر می‌رسد با آغاز به کار این تلسکوپ و نخستین نورگیری که انجام شده، این رصدخانه بتواند نخستین تصاویر خود را ثبت کند. به گزارش این مجله، نخستین نورگیری برای این رصدخانه در واقع، نقطه شروعی برای فعالیت‌هایی است که قرار است در این رصدخانه با هدف شناخت رفتار اپتیکی، کنترلی و مکانیکی تلسکوپ و سنجش ویژگی‌های اصلی آن انجام شود. 

 شروع پروژه ساخت رصدخانه ملی یک رویا بود
science در ادامه به اظهارات مدیر پروژه رصدخانه ملی ایران می‌پردازد که خود یکی از منجمان پژوهشگاه علوم بنیادی در تهران است. او عنوان کرده است که مدت‌ها بود چشم انتظار چنین لحظه‌ای بودیم و حالا این موفقیت از آن همه مردم ایران است و نمی‌توان این دستاورد را در سطح جهانی منتشر نکرد. یکی از منجمان دانشگاه کمبریج و رئیس هیات مشاوران بین‌المللی رصدخانه ملی ایران شروع پروژه ساخت رصدخانه ملی ایران در ابتدا یک رویا بود و تا آن زمان، هیچ کسی در ایران برای ساخت این رصدخانه در مقیاس جهانی پیش‌قدم نشده بود. سال گذشته، برخی شخصیت‌های سابق این مرکز نگرانی‌های خود را درباره احتمال تغییر در طراحی مرتبط با عملکرد این رصدخانه اعلام کردند. البته با آغاز به کار این مرکز، این تردیدها نیز کمرنگ‌تر شد و فعالیت‌های جدی خود را نیز کلید زده است. 

 تحریم‌ها چگونه ساخت رصدخانه را دشوار کرد؟
به گزارش science، منجمان در ساخت رصدخانه ملی ایران مجبور بودند برای موفقیت در ساخت این تلسکوپ بر موانعی غالب شوند که برخی از همکاران با آنها مواجه بودند. این موانع، شامل تحریم‌هایی برای جلوگیری از واردات اقلام فناورانه و محدودیت‌های ویزا برای سفر به کشورهای خارجی می‌شدند. گروه محققان ایرانی در مسیر ساخت تلسکوپ، ورقه‌های سفید آینه شیشه‌ای را از یک شرکت آلمانی خریداری کردند. مهندسان این رصدخانه پس از آن باید مشخص می‌کردند که چگونه می‌توانند صفر تا صد این تلسکوپ را با همت دانشمندان ایرانی بسازند. اما با اتکا به دانش بالایی که داشتند، این مرحله زمان زیادی به طول نینجامید و محققان به سرعت توانستند این مرحله را هم پشت‌سر بگذارند و در مسیر اصلی ساخت تلسکوپ قرار بگیرند. 

 محفظه خلأ ساخت داخل که شگفتی همگان را برانگیخت
آن‌گونه که در مجله science به آن پرداخته شده، در هر مرحله از ساخت تلسکوپ، بر پیچیدگی‌های پروژه افزوده می‌شد. به‌عنوان مثال، زمانی که سیستم‌های کنترل فعال شامل حس‌گرها، محرک‌ها و نرم‌افزاری که در آینه اولیه قرار دارند، برای اولین بار در تلسکوپ‌های بزرگ‌تر یک دهه پیش در دسترس بودند، مهندسان رصدخانه ملی ایران از این ابزارها و تجهیزات در طراحی این تلسکوپ استفاده کردند. بخشی از کار که باعث شگفتی محققان و منجمان دنیا شده، محفظه خلاء دقیقی است که مهندسان رصدخانه ملی و یک شرکت ایرانی آن را تولید کرده‌اند تا به کمک آن بتوانند لایه‌های خالی را با آلومینیوم بپوشانند و شیشه صیقلی را به آینه تلسکوپ تبدیل کنند. زمانی که انگلیسی‌ها در اوایل دهه 2000 میلادی تصمیم گرفتند سیستمی آلومینیومی را برای ساخت تلسکوپ مرئی و مادون قرمز در حوزه نجوم تولید کنند، زمان زیادی به طول انجامید اما محققان ایرانی در مدت زمان بسیار کمتری موفق به این کار شدند. 

 هر آنچه باید از تلسکوپ ایرانی بدانید
محفظه تلسکوپی که در رصدخانه ملی ایران با همت دانشمندان ایرانی ساخته شده، از یک بدنه هشت ضلعی ساخته شده که بخش ثابت آن محفظه ترکیبی از بتن و فولاد است که با پنل‌های ساندویچی پوشیده شده‌اند. از این پوشش برای ساختار فولادی گنبد چرخان تلسکوپ استفاده می‌شود. بخش ثابت آن 15 متر و ارتفاع آن 9.5 متر گزارش شده است. چرخ‌ها، غلتک‌ها، تله گردوغبار، سازوکار حرکت‌دهنده گنبد و نیز سیستم انتقال قدرت الکتریکی در قسمت رابط بین بخش متحرک و ثابت قرار گرفته‌اند. با احتساب این قطعات، به‌طورکلی، برای ساخت آن بیش از 120 هزار قطعه مکانیکی و نوری به کار رفته است. آنچه در این تلسکوپ موردنظر قرار دارد این است که این تلسکوپ یک تلسکوپ نوری با قطر آینه اصلی 340 سانتی‌متری است که حدود 4000 کیلوگرم وزن دارد. علاوه‌بر آینه اصلی، این تلسکوپ مجهز به آینه دیگری به اسم آینه ثانویه است که 60 سانتی متری است که رهگیری اجرام آسمانی را با دقت ثانیه قوسی امکان‌پذیر می‌کند. در ساخت بسیاری از تلسکوپ‌های متوسط تا بزرگ در دنیا معمولا از همین ترکیب استفاده می‌شود. از آنجایی که محققان برای کنترل محورها و آینه اولیه و ثانویه از آخرین فناوری‌های روز دنیا بهره برده‌اند، سازه تلسکوپ وزنی حدود 90 تن پیدا کرده است. پایه تلسکوپ ارتفاعی دارد که به آن اجازه می‌دهد فشرده بوده و مسیر بار مستقیم را از تلسکوپ به سمت پایین از طریق سازه به سمت پایه و پایه‌ها فراهم می‌کند. 

 تلسکوپ نوری چه کمکی به منجمان می‌کند؟
به گزارش science، از مهم‌ترین فعالیت‌هایی که قرار است تلسکوپ ساخته شده انجام دهد می‌توان به تعیین ابعاد لکه نوری در کانون تلسکوپ، ارزیابی قابلیت کنترلی آن مانند هدف‌گیری و رهگیری تلسکوپ و نیز عملکرد اپتیک فعال اشاره کرد. این فعالیت‌ها با تنظیمات نهایی تلسکوپ و نرم‌افزارهای آن انجام می‌شوند که قدم مهمی در مسیر آغاز به کار علمی تلسکوپ به شمار می‌رود. مهندسان هنوز باید فعالیت‌هایی را چون یکپارچه‌سازی نرم‌افزاری، تنظیم اپتیک فعال و نصب نخستین ابزار علمی مانند دوربین تصویربرداری با کیفیت بالا به سرانجام برسانند. اهداف اولیه علمی این رصدخانه با توجه به آغاز به کار نخستین تلسکوپ نوری، شامل کاوش در تکامل شکل‌گیری کهکشان‌ها و تکامل ستاره‌ها و شکار سیارات فراخورشیدی می‌شود. 
مطالعه کهکشان‌ها و درک کنونی دانشمندان از شکل‌گیری و تکامل ساختارهای بزرگ و کوچک تا حد زیادی براساس مشاهدات انجام شده توسط تلسکوپ‌های اندازه متوسط صورت می‌گیرد. حتی در عصر تلسکوپ‌های بزرگ و بسیار بزرگ، به لطف پیشرفت در ابزارهای دقیق، چنین رصدهایی هنوز هم ادامه دارد. در حالی که مرزهای جدیدی وجود دارد که باید توسط تلسکوپ‌های بسیار بزرگ کاوش شود. تلسکوپ INO340 رصدخانه ملی ایران جزء تلسکوپ‌هایی در دنیاست که با بهره‌گیری از موقعیت مکانی، برای پاسخگویی به رویدادهای نجومی حساس طراحی شده است. 

 ایران مجهز به هشتمین رصدخانه حرفه‌ای در دنیا
رصدخانه ملی ایران که در منطقه «گرگش» کاشان واقع شده، به همراه دو رصدخانه دیگر در منطقه، شامل یک تلسکوپ چهار متری مادون قرمز در ترکیه که مراحل پایانی را پشت سر می‌گذارد و نیز تلسکوپ نوری 3.6 متری در هند که شکاف جغرافیایی را در شبکه جهانی پر می‌کند، کلید شناسایی پدیده‌های زودگذری مانند انفجار پرتوی گاما با دقیق بالا و کشف فیزیک آنها هستند. درواقع محققان به زنجیره‌ای از تلسکوپ‌ها در دنیا برای دنبال کردن این پدیده‌ها نیازمندند. رصدخانه ملی ایران در حال حاضر، هشتمین رصدخانه حرفه‌ای در نیمکره شمالی کره زمین است که به‌عنوان نخستین طرح کلان علمی کشور در حوزه علوم پایه را به خود اختصاص داده که پژوهشگاه دانش‌های بنیادی مدیریت آن را عهده‌دار شده و طرح با حمایت وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری و سازمان برنامه‌وبودجه انجام شده است. 

 دریافت نور از فاصله 320 میلیون کیلومتری
science در ادامه گزارش می‌دهد که رصدخانه ملی، بام گنبدی خود را 27 سپتامبر گشود و نخستین تصویری که شب بعد از آن ثبت شد، تصویر یک جفت کهکشان به نام ARO 282 بود که طبق برآوردهای صورت‌گرفته، رصد این کهکشان، اولین هدف تلسکوپ برای نورگیری در رصدخانه بوده است. این یک جفت کهکشان در صورت فلکی «آندرومدا» قرار داشته و حدود 320 میلیون سال نوری از کره زمین فاصله دارد. دریافت نور این جرم فراکهکشانی توانست بر قابلیت‌های فنی تلسکوپ صحه بگذارد. توان تفکیک تصاویر گرفته شده با این تلسکوپ 0.8 ثانیه قوسی است. دومین تصویر این تلسکوپ نیز به فاصله چند روز پس از عکس اول و با 0.65 ثانیه قوسی ثبت شد که نزدیک‌ترین حد تعیین شده با شرایط جوی مختلف در سایت رصدخانه ملی ایران بوده است. محققان جهانی بر این باورند که رزولوشن تصاویر به دست آمده بسیار بهتر از آن چیزی است که انتظارش می‌رفت به‌طوری‌که از مقدار درنظرگرفته‌شده در فرآیند طراحی بسیار بهتر عمل کرده است. 
رضا منصوری، اخترفیزیکدان نظری در دانشگاه صنعتی شریف که تا سال 2016 مدیریت پروژه را برعهده داشت در گفت‌وگو با مجله science به این موضوع پرداخته است که سال گذشته نسبت به آینده این تلسکوپ ابراز نگرانی کرده بود اما به تازگی با اشاره به کیفیت طراحی و ساخت تلسکوپ، نسبت به آینده روشن این تلسکوپ ابراز امیدواری کرد. سامانه نوری فعال تلسکوپ هم قابلیت حذف «انحراف نوری» یا «خطای نوری» را با تغییر شکل آیینه اصلی و جابه‌جایی آینه ثانویه نمایش داده است. 
محققان ایرانی رصدخانه ملی امیدوارند که با همکاری گروه‌های بین‌المللی بتوانند ابزارهای دقیق و پیشرفته را به کار گیرند. درست است که مسیر پیشرفت در حوزه‌های هوا و فضا پیش‌روی دانشمندان ایرانی قرار گرفته اما تحریم‌ها و سیاست‌های موجود هنوز هم می‌توانند مانعی برای برخی از این همکاری‌ها تلقی شود. در این میان، جامعه نجوم در حال رشد ایران با سرعت پیش می‌رود، به‌طوری‌که پروژه ساخت این تلسکوپ تنها با چند نفر از محققان کلید خورد اما امروز، صدها دانشمند و دانشجو در این پروژه همکاری می‌کنند که امیدهای روشنی را پیش روی نجوم ایران قرار می‌دهند. ما با ناامیدی و تاریکی و کلماتی که بوی بی‌رغبتی می‌دهد، مبارزه می‌کنیم و باور داریم که ایرانی به آنچه بخواهد می‌رسد.