إليكم لماذا سيحبس العالم أنفاسه أثناء إطلاق التلسكوب "الأكثر تعقيدا على الإطلاق"!
عندما ينطلق صوت هائل لصاروخ Ariane 5 عبر ميناء الفضاء الأوروبي في غوايانا الفرنسية، فإنه سيشير إلى نهاية رحلة عقود في طور التكوين، مع إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST).
ويتكون من مرآة ضخمة بعرض 6.5 متر، تتكون من 18 قطعة مطلية بالذهب، ستُطوى بدقة لتناسب مخروط المقدمة.
وتنقل الحمولة الثمينة آمال وأحلام آلاف المهندسين والعلماء مثل لي فليتشر، الأستاذ المشارك في علوم الكواكب، وجون باي، الزميل الباحث الأول، وبيال سامارا راتنا، المهندس الرئيسي في جامعة ليستر، الذين عملوا لفترة طويلة لجعل هذا المرصد حقيقة واقعة. ولا شك أننا سنحبس أنفاسنا جميعا.
وإذا سارت الأمور على ما يرام، فستكون للإنسانية عين جديدة على الكون، بقدرات تفوق بكثير أي شيء مضى من قبل. وسيصل التلسكوب إلى العوالم التي كانت مخفية في السابق عنا، سواء كانت بعيدة جدا أو شديدة البرودة أو باهتة جدا حتى بالنسبة لتلسكوب هابل الفضائي.
ونظرا لأن الضوء من النجوم الأولى تمدد بسبب توسع الكون على مدى 13 مليار سنة، فنحن بحاجة إلى أدوات تعمل في ضوء الأشعة تحت الحمراء، والتي يمكن أن نشعر بها كحرارة، للنظر في هذه الحقبة الغامضة من التاريخ الكوني.
ويبدو أن العلماء على أهبة الاستعداد للاكتشافات الجديدة حول أصول كوننا ومكاننا فيه: رؤى تملأ صفحات كتب الغد المدرسية. ولكن قبل أن يحدث ذلك، نواجه انتظارا مؤلما، ليس فقط خلال الإطلاق المكثف الذي سيحمل 10 مليارات دولار أمريكي من JWST بعيدا عن متناول أيدي البشر، ولكن أيضا خلال الأشهر المتوترة من النشر والاختبار والنقل إلى موقع استيطاني وحيد، استعدادا لـ "الضوء الأول" لمنشأة وصفت بأنها "أغلى مقامرة فلكية في التاريخ".
ولم يخضع أي مرصد فضائي سابق لمزيد من الاختبارات والتدقيق مثل JWST. ونجا من الإلغاءات وتغييرات التصميم والأخطاء الفنية. كما نجا من مشاكل الميزانية والكوارث الطبيعية مثل إعصار هارفي والوباء وحتى خطر القرصنة أثناء رحلته من كاليفورنيا إلى غوايانا الفرنسية عبر قناة بنما.
وصمد أمام هذه العواصف والمشاكل، بفضل الفريق الدولي المسؤول عن التلسكوب، وهو شراكة عالمية بقيادة وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الكندية، ولكنها تضم مئات المؤسسات في جميع أنحاء العالم.
- الإطلاق وما بعده
مع العديد من السنوات والوظائف المستثمرة في JWST، ستتجه كل الأنظار إلى الصاروخ في الميناء الفضائي. وبينما يحبس العالم أنفاسه، ستكون رحلة JWST المحفوفة بالمخاطر بدأت للتو. وعلى مدار الأسابيع التالية، يجب أن تعمل مجموعة مذهلة من الآليات وعمليات النشر المتسلسلة بشكل مثالي، حيث تضيف كل خطوة مخاطر إلى العملية.
وبمجرد فصل المسافة التي تحمي التلسكوب، سينشر المرصد أجهزة اتصالاته ومصفوفاته الشمسية، ويشرع في رحلة تستغرق 29 يوما نحو "نقطة لاغرانج'' (L2) - موقع حيث قوى الجاذبية للشمس والأرض، والحركات المدارية لمركبة فضائية تتفاعل لخلق موقع مستقر - على بعد 1.5 مليون كيلومتر من كوكبنا.
وسيرسل Ariane تلسكوب JWST مباشرة إلى هذا الموقع دون أن يدور حول الأرض أولا، لكن الصواريخ الصغيرة ستطلق خلال اليوم الأول لتعديل المسار، وبعد ذلك سيُدخل الحرق النهائي المرصد في مدار حول L2 بعد شهر.
وأثناء سفره إلى وجهته، سينفذ عملية الكشف الدقيقة، والتحرك على أن تكون سنوات الكوريغرافيا (خريطة لإقليم) قيد الإعداد. ولاستخراج ضوء الأشعة تحت الحمراء الخافت من النجوم والمجرات البعيدة، يجب أن يكون المرصد بأكمله باردا حتى لا يُعمى بسبب دفئه من الأشعة تحت الحمراء.
ويقوم بذلك عن طريق الحفاظ على ظهره للشمس واستخدام مظلة ضخمة - حاجب شمس بحجم ملعب التنس، مصنوع من خمس طبقات من البلاستيك الرقيق المغطى بألمنيوم عاكس وسليكون، متين لتحمل ضربات أسراب النيازك الصغيرة. وسيكون هذا الواقي من الشمس هو أول ما يُنشر، بعد حوالي أسبوع من الإطلاق.
وسيتبع ذلك فتح المرآة الأولية، ويجب محاذاة جميع الأجزاء الثمانية عشر في الفضاء، وتعديلها وتركيزها بحيث تعمل معا كمرآة واحدة عملاقة.
وستشمل عمليات النشر هذه 344 خطوة فردية، ما يوفر انتظارا شديدا للفريق على الأرض. وإذا حدث خطأ ما، لا يمكن إصلاحه - إنه ببساطة بعيد جدا.
وستتبع أشهر من الاختبار والمعايرة والمحاذاة والمزيد من الاختبارات، حيث يبرد التلسكوب إلى -233 درجة مئوية. ويجب أن تصبح إحدى الآلات، المعروفة باسم MIRI، أكثر برودة، حتى -266 درجة مئوية فقط. وسيكون ذلك ممكنا عن طريق عزله حراريا عن باقي المرصد، واستخدام ثلاجة خاصة بالهيليوم.
- مكافأة فلكية في الانتظار
بعد حوالي ستة أشهر من الإطلاق، سيفتح JWST عينيه أخيرا على الكون. وسيعود بالزمن إلى الوراء، إلى بضعة ملايين من السنين بعد الانفجار العظيم ليشهد نهاية العصور المظلمة، عندما اندمجت المادة لأول مرة لتشكل أبسط نجوم الهيدروجين والهيليوم. ومهدت هذه الحقبة غير المستكشفة الطريق لأصول المجرات، وتشكيل الكون الحديث بعناصر معقدة.
وسيفحص التلسكوب أيضا الغلاف الجوي للكواكب حول النجوم الأخرى لفهم أصولها وإمكانية العيش فيها.
ومن الأمور الحاسمة في العمل، أداة MIRI التي عمل عليها الباحثون في جامعة ليستر، وهي واحدة من أربع أدوات ستفي بالوعد العلمي لـ JWST. وصُممت MIRI من خلال شراكة عبر المحيط الأطلسي من عشر دول أوروبية بالإضافة إلى الولايات المتحدة، بقيادة البروفيسور جيليان رايت في مركز تكنولوجيا علم الفلك البريطاني (ATC) التابع لـ STFC في إدنبرة، والبروفيسور جورج ريك في جامعة أريزونا.
وبصفتها الأداة الوحيدة للأشعة تحت الحمراء المتوسطة في مجموعة أدوات JWST، ستوفر MIRI الصور والتحليل الطيفي - وهي تقنية تفكك الضوء إلى أطوال موجية محددة - ما يسمح لها باستخراج التوقيعات الكيميائية لأهداف JWST الفلكية.
وليس هناك شك في أن JWST سيفتح الأبواب العلمية، وقد يؤدي إلى اكتشافات غير متوقعة لم يتخيلها أصحاب رؤية JWST حتى الآن.
المصدر: ساينس ألرت
