از زمان راه‌اندازی آن در سال ۱۹۹۰، تلسکوپ فضایی هابل مجموعه ای خیره کننده از تصاویر را فراهم کرده است که باعث تحسین و الهام بخشیدن به عموم مردم شده است. از طریق آن بیش از ده ها ترابایت اطلاعات از اجرام نزدیک ماه تا دورترین نقاط کهکشان ها همراه با عکس های باورنکردنی از ابرنواخترها و سحابی ها جمع‌آوری شده و در اختیار دانشمندان قرار گرفته است. در این مقاله به هر آن چه که لازم است درباره تلسکوپ فضایی هابل بدانیم، اشاره خواهیم کرد و بیشتر با این فناوری عظیم آشنا خواهیم شد.
تاریخچه پرتاب تلسکوپ فضایی هابل
هنگامی که گالیله در سال ۱۶۱۰ برای اولین بار یک تلسکوپ پیشرفته را به سوی آسمان چرخاند، در رصد حلقه های زحل که امروزه حتی با تلسکوپ های ارزان قیمت قابل مشاهده است، با مشکل روبرو شد.
پیشرفت های مربوط به دانش نوری در نهایت باعث بهبود دید دانشمندان در مورد سیارات، ستارگان و کهکشان های دوردست شد. اما جو زمین هنوز بسیاری از نور را برای ناظران روی زمین مسدود می کرد. تلسکوپ های بزرگتری در بالای کوه ها قرار داشتند و هنوز هم قرار دارند، جایی که جو نازک‌تر در ارتفاعات بالا، تصاویر واضح تری را در اخنیار دانشمندان می گذارد.
در سال ۱۹۴۶، اندکی پس از جنگ جهانی دوم، ستاره‌شناس لیمن اسپیتزر، پیشنهاد پرتاب یک تلسکوپ فضایی را ارائه داد که می تواند بر محدودیت های رصدخانه های زمینی غلبه کند.
دو دهه بیشتر طول کشید تا این ایده از آکادمی ملی علوم برای تشکیل کمیته ای از دانشمندان برای ارزیابی پتانسیل یک تلسکوپ بزرگ فضایی پشتیبانی کافی را به دست‌آورد. این کمیته در سال ۱۹۶۹ سندی را منتشر کرد که در آن موارد علمی استفاده از یک تلسکوپ بزرگ فضایی را تشریح کرده و از ساخت آن حمایت می کرد.
آکادمی ملی علوم خود را به ناسا رساندند؛ تنها آژانس قادر به ساختن تلسکوپ بزرگ فضایی. ناسا قبلاً یک نوع تلسکوپ فضایی را در نظر گرفته بود، اما در مورد اندازه ساختن و محل شروع هنوز تصمیم نگرفته بود.
در سال ۱۹۷۱، جورج لو، مدیر اجرایی آژانس فضایی ناسا در آن زمان، گروه هدایت علوم تلسکوپ فضایی بزرگ را راه‌اندازی کرد و ناسا اقدامات لازم برای تأمین بودجه این پروژه از کنگره را آغاز کرد.
این پروژه هزینه های زیادی را در برداشت و بودجه آن در ابتدا توسط کمیته فرعی اعتبارات مجلس در سال ۱۹۷۵ رد شد. ناسا تلاش های لابی گری خود را افزایش داد و از آژانس فضایی اروپا خواست، که هزینه های آن را تقسیم کنند. کنگره سرانجام در سال ۱۹۷۷ بودجه بخش تلسکوپ بزرگ فضایی ناسا را اعطا کرد.
توسعه تقریباً بلافاصله آغاز شد و ناسا قصد داشت این تلسکوپ را در سال ۱۹۸۳ پرتاب کند اما تاخیرهای مختلف تولید، باعث شد این پرتاب به سال ۱۹۸۶ عقب بیفتد.
در این میان، نام تلسکوپ بزرگ فضایی به احترام ادوین هابل منجم آمریکایی که در کنار خیلی از کشف های دیگر تعیین کرد که جهان فراتر از مرزهای کهکشان راه شیری است، به هابل (HST) تغییر نام پیدا کرد.
اما باز هم پرتاب تلسکوپ هابل به تأخیر افتاد. این بار دلیل آن منفجر شدن شاتل فضایی Challenger در سال ۱۹۸۶ بود که یک دقیقه پس از برخاستن در ۲۸ ژانویه همان سال دچار انفجار شد که در آن هر هفت فضانورد سرنشین کشته شدند.
بعد از این حادثه دو سال طول کشید تا پروازهای شاتل از سر گرفته شود و ناسا بتواند دوباره برنامه ریزی برای پرتاب هابل را آغاز کند. سرانجام اولین تلسکوپ فضایی جهان در ۲۴ آوریل ۱۹۹۰ با شاتل فضایی دیسکاوری به فضا پرتاب شد. هزینه این تلاش ۱.۵ میلیارد دلار بود ، اما هزینه های مداوم نگه داری را نیز باید به آن اضافه کرد.
مشخصات و ویژگی های تلسکوپ فضایی هابل
هابل یک پروژه مشترک بین ناسا و آژانس فضایی اروپا است. در این جا برخی از حقایق اساسی در مورد تلسکوپ و مأموریت آن، با مجوز از موسسه علوم تلسکوپ فضایی که هابل را برای ناسا اداره می کند، آورده شده است.
اندازه تلسکوپ (Telescope size)
– طول: ۴۳.۵ فوت (۱۳.۲ متر)
– وزن: ۲۴۵۰۰ پوند (۱۱۱۱۰ کیلوگرم)
– حداکثر قطر: ۱۴ فوت (۴.۲ متر)
آمار پرواز فضایی (Spaceflight stats)
– مدار: ارتفاع متوسط ۳۰۷ مایل دریایی (۵۶۹ کیلومتر یا ۳۵۳ مایل) ، ۲۸.۵ درجه به سمت خط استوا متمایل است.
– زمان تکمیل یک مدار: ۹۷ دقیقه
– سرعت: ۱۷،۵۰۰ مایل در ساعت (۲۸،۰۰۰ کیلومتر در ساعت)
داده ها (Data)
– تلسکوپ هابل هر هفته حدود ۱۲۰ گیگابایت اطلاعات علمی به زمین ارسال می کند.
– این مقدار تقریبا با ۳۶۰۰ فوت (۱۰۹۷ متر) کتاب در یک قفسه برابر است.
– مجموعه تصاویر و داده ها بر روی دیسک های مغناطیسی-نوری ذخیره می شود.
قدرت (Power)
– منبع انرژی: نور خورشید
– مکانیسم: دو صفحه خورشیدی ۲۵ فوت
– مصرف برق: ۲۸۰۰ وات
– باتری: ۶ نیکل-هیدروژن، با ظرفیت ذخیره‌سازی برابر با ۲۰ باتری ماشین
مشخصات نوری (Optics)
– قطر آینه اولیه: ۹۴.۵ اینچ (۲.۴ متر)
– وزن آینه اولیه: ۱۸۲۵ پوند (۸۲۸ کیلوگرم)
– قطر آینه ثانویه: ۱۲ اینچ (۰.۳ متر)
– وزن آینه ثانویه: ۲۷.۴ پوند (۱۲.۳ کیلوگرم)
اکتشافات
چشم انداز وسیع و بی نهایت هابل و اپتیک پیشرفته آن به دانشمندان این امکان را می دهد تا دورتر از آن چه اپتیک های زمینی قبلی قادر به دیدن آن هستند را بینند.
از آن جا که نور باید مسافت طولانی را طی کند، دامنه دید هابل باعث عملکرد آن مشابه ماشین زمان می شود. در واقع نوری که از اجسام از راه دور به هابل می رسد و آن را مشاهده می کند فقط نشان می دهد که وضعیت آن شی آسمانی در هنگام ترک نور از آن چگونه بوده است نه این که ظاهر امروز آن چگونه است.
بنابراین وقتی کهکشان آندرومدا را مشاهده می کنیم که ۲.۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، آن را مانند ۲.۵ میلیون سال پیش می بینیم.
به عنوان مثال، هنگامی که اخترشناسان در سال ۱۹۹۵، تلسکوپ فضایی هابل را به یک لکه به ظاهر خالی از آسمان در دب اکبر نشانه گرفتند، تصویری از بیش از ۳۰۰۰ کهکشان را دیدند که از طریق تلسکوپ های دیگر قابل شناسایی نیست. (این موضوع بعداً میدان عمیق هابل نامیده شد).
هابل علاوه بر خیره شدن به جهان اولیه، به ستاره شناسان کمک کرد تا ارزیابی کنند چه مدت زمانی از بیگ بنگ یا انفجار بزرگ گذشته است. با اندازه گیری نوع خاصی از ستاره ضربان دار که به عنوان متغیر سفید شناخته می شود، توانستند سن جهان را در محدوده ۱۰ تا ۲۰ میلیارد ساله تشخیص دهند.
هابل هم چنین تک تک ستاره ها را در مراحل مختلف تکامل خود بررسی می کند؛ از ابرهای گرد و غبار که ستاره های نوزاد را تشکیل می دهند تا اجساد آن هایی که مدت هاست که منفجر شده اند و حتی آن هایی که در بین این دو مرحله هستند.
چالش انگیزتر از رصد ستاره ها، دیدن سیاره هایی است که به دور ستاره های خود می چرخند. با این حال، در سال ۲۰۰۸ برای اولین بار، هابل عکس هایی از سیاره Fomalhaut b، که یک سیاره فراخورشیدی است، به طور مستقیم در نور مرئی به تصویر کشید.
اما بیشتر سیارات برای عکسبرداری چالش بیشتری دارند. بیشتر کارهای تلسکوپ فضایی هابل با سیارات دیگر از طریق تشخیص جو آن ها هنگام عبور از مقابل ستاره آن سیاره حاصل می شود. هابل جو نور را از ستاره ها فیلتر می کند و هابل تغییرات را ثبت می کند.
هابل ممکن است بیشتر زمان خود را با تماشای سال های نوری از زمین سپری کند، اما گاهی اوقات زمان می برد تا از سیاره هایی که به دور خورشید ما سفر می کنند، عکس بگیرد. تصاویر با وضوح بالا که از مشتری، زحل و حتی پلوتو گرفته شده اند می توانند بینشی فراهم کنند که فقط توسط کاوشگرهای سیاره ای در حال چرخش در سیارات حاصل می شوند.
تصاویر تلسکوپ هابل به دانشمندان روی زمین اجازه می دهد تا تغییرات جو و سطح سیاره ها را رصد کنند. هنگامی که دنباله دار Shoemaker-Levy در سال ۱۹۹۴ به مشتری سقوط کرد، هابل از این برخورد مرگبار عکسبرداری کرد. نتایج پس از آن چیزهای زیادی در مورد جو غول گازی نشان داد.
