تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری ناسا آماده‌ی پرتاب به فضا است

با پایان یافتن موفقیت‌آمیز آزمایش‌های نهایی، اکنون تلسکوپ جیمز وب به‌عنوان پیشرفته‌ترین رصدخانه‌ی علوم فضایی برای انتقال به محل پرتاب آماده می‌شود.

پس از سال‌ها انتظار سرانجام ناسا به یک لحظه‌ی تاریخی دیگر نزدیک می‌شود. اکنون تیم‌های مهندسی آزمایش جامع و طولانی‌مدت «تلسکوپ فضایی جیمز وب» (James Webb Space Telescope) را در تأسیسات نورثروپ گرامن تکمیل کرده‌اند. آزمایش‌های بسیاری که برای اطمینان از عملکرد دقیق پیچیده‌ترین رصدخانه‌ی علوم فضایی جهان طراحی شده‌اند.

با پایان یافتن آزمایش‌های تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری جیمز وب، عملیات جابه‌جایی آغاز شده است که شامل همه‌ی مراحل لازم برای سفر تلسکوپ جیمز وب از طریق کانال پاناما به محل پرتاب آن در گویان فرانسه، واقع در شمال شرقی آمریکای جنوبی است.

• جیمز وب؛ بزرگترین و گران‌ترین تلسکوپ فضایی دنیا

از آنجا که آزمایش بزرگ‌مقیاس دیگری نیاز نیست، تکنسین‌های اتاق تمیز جیمز وب تمرکز خود را از آزمایش تاب‌آوری تلسکوپ در شرایط سخت پرتاب و فعالیت در فضا، به حمل‌ونقل ایمن آن به سکوی پرتاب متوجه کرده‌اند. تکنسین‌های کنترل آلودگی‌های زمینی وب، مهندسان حمل‌ونقل و نیروهای لجستیک همه با دقت تمام آماده‌ی انتقال جیمز وب به محل پرتاب هستند. فرآیندی که در ماه سپتامبر به پایان می‌رسد.

وب در مسیر پرتاب

«گرگوری رابینسون» (Gregory L. Robinson) مدیر برنامه‌ی جیمز وب گفت: «تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا با تکمیل نهایی یکپارچه‌سازی و آزمایش رصدخانه، به نقطه‌ی عطفی بزرگ در مسیر خود برای پرتاب رسیده است. نیروی کار فوق‌العاده‌ی وب، ما را به خط پایان رساندند و بسیار هیجان‌زده‌ایم که می‌بینیم این تلسکوپ آماده‌ی پرتاب است و به‌زودی سفرش را آغاز می‌کند.»

هم‌زمان که عملیات حمل‌ونقل انجام می‌شود، تیم‌های مستقر در مرکز عملیات مأموریت وب (MOC) در مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی (STScI) هم به بازبینی و بررسی دوباره‌ی شرایط ارتباطی پیچیده‌ی مورد استفاده در فضا ادامه می‌دهند. عملیاتی که پیش از این هم یک بار با موفقیت انجام شد و نشان داد که شبکه‌ی زمینی قادر به فرستادن یکپارچه‌ی دستورها به فضاپیماست.

هم‌اکنون تمرین‌های بازسازی شرایط پرتاب در MOC با هدف تعیین زمان پرتاب و فرآیندهای آن در جریان است. هنوز کارهای زیادی پیش از پرتاب باید انجام شود اما با یکپارچه‌سازی تلسکوپ جیمز وب و پایان رسمی آزمایش‌های آن، جهش بزرگ بعدی ناسا به ناشناخته‌های کیهان به‌زودی صورت می‌گیرد.

پس از رسیدن تلسکوپ به گویان فرانسه، تیم‌های پردازش پرتاب، این رصدخانه‌ی فضایی را برای پرتاب پیکربندی می‌کنند. این پیکربندی شامل بررسی‌های پس از حمل‌ونقل برای اطمینان از آسیب ندیدن رصدخانه در هنگام چابه‌جایی و پر کردن دقیق مخازن پیشران فضاپیما با سوخت هیدرازین و اکسیدکننده‌ی نیتروژن تیتروکسید است که برای ایجاد نیروی رانش موشک برای قرار گرفتن در مدار و جدا شدن پیش از پرواز لازم است.

همچنین اقلامی که با برچسب قرمز در محموله‌ی تلسکوپ مشخص شده‌اند مانند روکش‌های محافظ که اجزای مهم را در هنگام مونتاژ، آزمایش و حمل‌ونقل ایمن نگه می‌دارند، از محموله جدا می‌شوند.

پایان آزمایش‌ها و یکپارچه‌سازی تلسکوپ فضایی جیمز وب برای پرتاب
Credit: NASA/Chris Gunn

سپس پیش از انتقال به سکوی پرتاب، تیم‌های مهندسی رصدخانه را به پرتابگر، یعنی موشک آریان ۵ (Ariane 5) که توسط آژانس فضایی اروپا پشتیبانی می‌شود، متصل می‌کنند. بدین ترتیب پروژه‌ی بین‌المللی تلسکوپ فضایی جیمز وب توسط ناسا و شرکای آن شامل آژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا به لحظه‌ی تاریخی پرتاب می‌رسد.

این تلسکوپ یک شاهکار شگفت‌انگیز از نبوغ بشر است که با پشت سر گذاشتن موانع بسیار در مسیر توسعه، چشمگیرتر هم شده است. زلزله، طوفان ویرانگر، کولاک و برف، آتش‌سوزی جنگل‌ها و همه‌گیری جهانی بیماری تنها بخشی از چیزی است که در مسیر توسعه‌ی جیمز وب پشت سر گذاشته شده است. پروژه‌ای که با مشارکت هزاران دانشمند، مهندس و متخصصان دیگر از بیش از ۱۴ کشور جهان و ۲۹ ایالت آمریکا محقق شده است.

بسیاری از متخصصان سال‌های بسیاری از عمر خود را در این مسیر گذاشته‌اند. «مارک ویتون» (Mark Voyton) مدیر یکپارچه‌سازی و آزمایش وب در مرکز فضایی گادرد ناسا در این باره گفت: «برای من پرتاب وب یک رویداد مهم در زندگی خواهد بود. قطعا وقتی این مرحله موفقیت‌آمیز باشد خوشحال می‌شوم اما همچنین زمانی برای توجه بیشتر به خودم است. بیست سال از زندگی من برای چنین لحظه‌ای صرف شده است.»

او افزود: «ما مسیری طولانی را طی کرده‌ایم و تلاش زیادی را متحمل شدیم تا این تلسکوپ را برای پرتاب آماده کنیم. اکنون سفر تلسکوپ تازه آغاز شده است اما مأموریت کسانی که در فرآیند‌های زمینی مشارکت کرده و آن را ساخته‌اند، به پایان می‌رسد و ما فرصت استراحت خواهیم داشت. زیرا می‌دانیم که همه چیز را برای اطمینان از عملکرد صحیح رصدخانه به خطر انداخته‌ایم. آثار کارهایی که با همکاری یکدیگر انجام داده‌ایم تا آینده‌ی بسیار طولانی باقی خواهد ماند.»

گشایش چشم جدید ناسا به جهان

پس از پرتاب، تلسکوپ فضایی جیمز وب یک دوره‌ی راه‌اندازی شش ماهه را سپری خواهد کرد. لحظاتی پس از پایان یک سفر ۲۶ دقیقه‌ای توسط موشک پرتابگر آریان ۵، فضاپیما از موشک جدا شده و آرایه‌های خورشیدی آن به‌طور خودکار مستقر می‌شوند. پس از آن همه‌ی استقرارهای بعدی طی چند هفته از مرکز کنترل زمینی در STScI انجام خواهد شد.

دستیابی وب به محل استقرار مداری خود، یعنی یک میلیون مایل (۱٫۶ میلیون کیلومتر) دورتر از زمین، طی یک ماه و به‌صورت تدریجی صورت خواهد گرفت. استقرار سایه‌بان خورشیدی هم چند روز پس از پرتاب آغاز می‌شود و هر مرحله را می‌توان به صورت دقیق از روی زمین کنترل کرد و این روند به وب اجازه می‌دهد تا کنترل کاملی برای گذر از هر گونه مسأله‌ی پیش‌بینی نشده درباره‌ی استقرار داشته باشد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب در مدار
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

با آغاز استقرار آفتابگیر، تلسکوپ و ابزارهای آن وارد سایه می‌شوند و با گذشت زمان شروع به سرد شدن می‌کنند. طی هفته‌های بعد، تیم مأموریت میزان خنک شدن تلسکوپ را پایش و آن را با بخاری‌های ویژه تنظیم می‌کند تا میزان فشار بر سازه‌ها را در اختیار داشته باشد. در این هنگام سه پایه‌ی آینه‌ی ثانویه باز می‌شود، آینه‌ی اصلی باز می‌شود و ابزارهای تلسکوپ جیمز وب به‌آرامی قدرت می‌گیرند و همچنین آتش‌های پیشران، آن را به دقت در مدار تعیین شده قرار می‌دهد.

پس از سرد شدن و تثبیت رصدخانه در دمای عملیاتی پایین، طی چندین ماه چیدمان سازه‌های نوری و کالیبراسیون ابزارهای علمی آن انجام خواهد شد و بدین ترتیب انتظار می‌رود که عملیات علمی تقریبا شش ماه پس از پرتاب آغاز شود.

مأموریت‌های شاخص مانند پروژه‌ی جیمز وب، پروژه‌های نسلی به‌شمار می‌رود. وب بر اساس میراث و درس‌های مأموریت‌های پیش از آن مانند تلسکوپ فضایی «هابل» (Hubble) و «اسپیتزر» (Spitzer) ساخته شده و به نوبه‌ی خود پایه‌ای برای مأموریت رصدخانه‌های بزرگ فضایی نجومی خواهد بود که ممکن است روزی توسعه بیابند.

بدین ترتیب تلسکوپ فضایی جیمز وب در اواخر سال ۲۰۲۱ پرتاب می‌شود و برجسته‌ترین رصدخانه‌ی علوم فضایی فعلی جهان خواهد بود. این ابزار قدرتمند اسرار دیگری از منظومه‌ی شمسی را حل می‌کند، به جهان‌های دوردست و ستارگان دیگر می‌نگرد و ساختارها و منشأ اسرارآمیز کیهان و موقعیت ما را در آن بررسی خواهد کرد. کاوش‌هایی که به گفته‌ی «بیل اوکس» (Bill Ochs) مدیر پروژه‌ی وب، با هر بار دیدن آینه‌ی طلایی باید تلاش هزاران نفری را که برای موفقیت آن کوشیده‌اند، به یاد آورد.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی جیمز وب و اهداف رصدی آن

Credit: ESA, NASA, S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team, Northrop Grumman Aerospace Systems / STScI / ATG medialab

منبع: SciTechDaily