داستان ساخت تلسکوپ هابل

در آغاز برای کشف و بررسی اکتشافات در فضا از شاتل های فضایی، ماهواره ها و از رصدخانه هايي که در خلیج های کوچک واقع شده بود، استفاده میشد. بعدها با ساخت تلسکوپ هابل، سرنوشت آن با همان شاتل ها گره خورد و این بررسی ها بر عهده‌ی تلسکوپ هابل قرار گرفت، این تلسکوپ در ابتدا برای پرتاب در سال 1986 برنامه ریزی شده بود، اما حادثه غم انگیز چلنجر در آغاز همان سال که، موجب کشته شدن چندین فضانورد شد، تأخیری چهارساله در این برنامه به وجود آورد.

وقتی تلسکوپ هابل قابلیت های چرخش و ماندن در فضا را بدست آورد و وارد جو زمین شد، دانشمندان بلافاصله عیب جدی ای را در آینه اين تلسکوپ کشف کردند که باعث میشد ستاره ها به جای اینکه نقاط تیز نورانی باشند، کمی تار به نظر برسند. از آن جا که هدف اصلي قرار دادن تلسکوپ هابل بر جو زمین این بود که، از مبهم بودن تصاویر تلسکوپ های زمینی رنج نبرند، این یک خبر فاجعه بار بود!

برای هر ماهواره نجومی دیگری، اوضاع می‌توانست به شکلی رقم بخورد که مأموریت آن در همان جا پایان يابد، اما نه برای تلسکوپ هابل که در طول ساخت و طرح ریزی، برای ارائه خدمات در فضا طراحی شده بود؛ راه دیگری که سرنوشت آن به طور جدا نشدنی با شاتل گره زده بود.

اولین پرواز کمک رسانی، توسط شاتل فضایی Endeavor در دسامبر سال 1993، انجام گرفت که در ابتدا قرار بود به عنوان یک پرواز که فقط با هدف بازدید معمولی و تعمیرات جرئی انجام شود، اما در عوض آن را به یک ماموریت نجات فوری تبدیل کرد. در یک سری از نقاط فضایی پرتنش، فضانوردان دوربین اصلی تلسکوپ هابل را با یک طراحی مجدد جایگزین کردند و یک بسته نوری تصحیحی را برای سایر ابزارها نصب کردند.

در آنچه که ممکن است دومین شاهکار بزرگ پرواز فضایی انسان باشد (پس از فرود انسان بر روی ماه)، تلسکوپ هابل دوباره به مشخصات طراحی و هدف خود بازگشت.

اکنون می‌توان شگفتی های جهان را آنچنان با وضوح دید که هرگز از سطح زمین قابل رؤیت نبودند. چهار مأموریت کمک رسانی بعد از آن که آخرینش توسط شاتل فضایی آتلانتیس در ماه مه 2009 انجام شد، تضمین کرد که، تلسکوپ هابل تا امروز قدرتمندترین تلسکوپ در جهان باقی بماند.

بیشتر بخوانید: راهنمای مشاهده اشیاء و وقایع منظومه شمسی با یک تلسکوپ کوچک

توانایی تلسکوپ هابل در عکس برداری از فضا

با وجود اینکه آسمان شب از سطح زمین تاریک به نظر می‌رسد، اما به دلیل وجود نورهايي که از سطح زمین ساطع مي‌شود هرگز کاملا سیاه نيست و همین امر توانایی منجمان روی زمین را برای گرفتن عکس هايي از فضا در طولانی مدت کاهش می‌دهد. با این حال، ارتفاع زيادي که تلسکوپ هابل در آن قرار دارد، باعث می‌شود پس زمینه عکس هایی که می‌گیرد کاملا سیاه باشد، به این معنی که اگر در مدت طولانی به همان قسمت از آسمان خیره شود، می‌تواند اشیاء فوق العاده ضعیفی را ببیند که توسط تلسکوپ های زمینی قابل دیدن نیست و همین امر دلیل منطقی ديگری بر چشمگیرترین دستاوردهای تلسکوپ هابل است.

گارت ایلینگورث یکی از دانشمندان این پروژه به All About Space گفت: "قبل از تلسکوپ هابل، ما در اصل چیزی در مورد کهکشان ها در نیمه ی اول زندگی جهان نمی‌دانستیم. اکنون تلسکوپ هابل با بررسی های چشمگیر مانند HXDF، به دوران نخستین کهکشان ها سفر مي‌کند." این يعني سفر به هفت میلیارد سال آغازین جهان و عمر 13/8 میلیارد ساله‌ی آن. از طریق این نوع کارها تلسکوپ هابل توانسته کهکشان هایی مانند GN-z11 ،که یکی از دورترین کهکشان ها هستند را پیدا کند. "پس از گذشت تنها 400 میلیون سال از انفجار بزرگ، اکنون تلسکوپ هابل 97% وقت خود را در حال رصد و بررسي GN-z11 است، درواقع کاری بسیار فراتر از آنچه که بتوان با بزرگترین تلسکوپ های روی زمین انجام داد."

اگرچه تلسکوپ هابل بیشتر برای گرفتن عکس ها و  تصاویر دیدنی و جذاب با دوربین های خود شناخته شده است، اما تمام اين عکس ها، توسط سایر سازه هایی به همان اندازه مهم در قالب طیف نگاری تکمیل می‌شوند.

جنیفر ویسمن  دانشمند ارشد پروژه تلسکوپ هابل گفت: این مورد بُعد جدیدی را به سیستم عملکرد تلسکوپ هابل می افزاید. "طیف گرفته شده با طیف نگاری STIS روی هابل، شما را در مورد ترکیب گازها و مواد موجود در ساختار سیارات و ستارگان و چگونگی حرکات مواد نیز آگاه می‌کند و حس رضایتمندی بالایی از داشتن دوربین و طیف نگاری ترکیبی بسیار قدرتمند، همراه با ابزارهای علمی به شما می‌دهد."

شاید چشمگیرترین استفاده از طیف نگاری های تلسکوپ هابل و موردی که کمتر ستاره شناسان هنگام راه اندازی آن در 30 سال پیش تصور می‌کردند، کاوش جوّ سیارات فراخورشیدی که اخیراً کشف شده اند، در اطراف ستاره های دور بوده است.

نیکول لوئیس متخصص سیارات خارجي در دانشگاه کرنل، به All About Space می‌گوید: "این تکنیک به نام طیف سنجی انتقال، تقریباً صدها بار استفاده شده است."

ما می‌توانیم به نور ستاره ای که  در جوّ یک سیاره پراکنده شده نگاهی بیاندازیم تا چیزی راجع به هوا در اطراف این سیارات که فراتر از منظومه شمسی هستند دریابیم."

پیدا کردن اثری از مواد شیمیایی مشابه در کره زمین که با زندگی و حیات موجودات زنده در ارتباط هستند، بسیار هیجان انگیز است. تلسکوپ هابل در سال 2019 در جوّ یکی از سیارات که اطراف يک ستاره کوتوله قرمز، به که به نام  K2-18b، شناخته می‌شود و این سیاره در منطقه اي قابل سکونت در نزديکي ستاره خود است و در  مدار آن درحال چرخش است توانست آب پیدا کند، و این یک کشف بسیار مهم برای سفر های بین ستاره ای است.

تلسکوپ فضایی هابل در 30 سال حضور خود در جنبه هاي نجوم از منظومه شمسی خودمان تا دورترین کهکشان ها کمک کرده است که بیش از 15000 مقاله علمی با جزئیات بسیار دقیق منتشر شود. این ها شامل بسیاری از اکتشافات هیجان انگیز جدید، از جمله شواهدی از سیاه چاله های فوق العاده و بسیار بزرگ در مرکز کهکشان ها است.

بیشتر بخوانید: تلسکوپ، ابزاری برای نگرش به جهانی نامحدود

جایزه نوبل و تلسکوپ هابل

بخشی از جایزه نوبل سال 2011، به یکی از دانشمندان تلسکوپ هابل، به نام آدام ریسز از موسسه علوم تلسکوپ فضایی (STScI) که هابل را با همکاری ناسا اداره می‌کند، به خاطر سهم او در مشاهدات مبنی بر گستردگی کيهان  و طرح موضوع، وجود انرژی تاریک در فضا، اعطا شد.

البته وظیفه جنیفر ویسمن دانشمند ارشد پروژه های تلسکوپ هابل است که، تمام فعالیت های علمی هابل را در زمینه های مختلف نجوم ردیابی کند. وی می‌گوید: "سی سال از زمان انجام این مأموریت می‌گذرد و قدرت بهره وری علمی تلسکوپ هابل درطي این سال ها همچنان در سطح بالایی قرار داد." "دلیل این امر این است که، مأموریت های کمک رسانی و تعمیراتی، به ویژه آخرین مورد آن در سال 2009، بسیار موفق بوده اند، و تلسکوپ هابل را برای مشاهدات عالی و علوم برجسته، در وضعیتی بسیار مناسب نگه داشته اند. تکنیک های هوشمندانه جدید برای مشاهده فضاکه توسط دانشمندان هابل طراحي شده، احتمال دستیابی به اکتشافات جدید را نیز تقویت کرده است.

عملکرد جامعه علمی نسبت به اطلاعات تلسکوپ هابل چیست؟

در حال حاضر تقریباً هزار مقاله علمی براساس داده های تلسکوپ هابل منتشر شده است که این آمار بیش از هر زمان دیگری است. تقریباً نیمی از این مقالات، براساس داده های گرفته شده از بایگانی تلسکوپ هابل است که بسیار خارق العاده است. این بدان معنی است که داده هایی که در ابتدا برای یک هدف علمی مورد استفاده قرار گرفته شده بود، دوباره برای یک هدف علمی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند و این امر بازده بزرگی برای سرمایه گذاری های علمی است.

برخی از دانشمندان که امروز با تلسکوپ هابل همکاری می‌کنند، 30 سال پیش در زمان راه اندازی تلسکوپ هابل، هنوز در مدرسه یا حتی به دنیا نیامده بودند، در حالی که برخی دیگر در تمام این مدت از نزدیک با آن درگير بوده اند.

دومین شخص در پروژه تلسکوپ هابل کالین نورمن کارمند ارشد STScI است که، در آوریل 1990 پرتاب هابل را از کیپ کانااورال فلوریدا، تماشا کرده بود می‌گوید: "تلسکوپ هابل چشم انداز نجوم و اخترفیزیک را تغییر داده و اين یعنی تلسکوپ هابل  بسیار فراتر از اهداف اولیه خود پیش رفته است و هیچ مرکز علمی دیگری تاکنون چنین طیف وسیعی از اکتشافات اساسی را انجام نداده است. این افتخار بسیار بزرگی برای ما بوده که توانسته ایم در جهت فرهنگ سازی نجومی و گسترش اطلاعات انسان از فضا، از طریق تلسکوپ هابل تلاش کنیم.

و در پایان جالب ترین نکته این است که بی نظیرترینه دستاورهای تلسکوپ هابل، با توجه به همه اکتشافات پیشگامانه علمی، توانسته تأثیر الهام بخش آن بر عموم مردم بگذارد. گفتن این که مشهورترین تلسکوپ تاریخ هابل است شاید کاملا درست نباشد اما قبل از تلسکوپ هابل به دلیل اینکه افراد علاقه ویا اطلاعات بیشتری از فضا نداشتند نمی توانستند تلسکوپ و شاتل های قبلی رو به درستی نامگذاری کنند.

با این حال امروز "هابل"يک نام خانوادگی برای تمام آن هاست، که مردم سراسر جهان با شنیدن نامش، فوراً آن را می‌شناسند و تبدیل به نمادی از درخشش نبوغ انسان و شگفتی های جهان شده است.

بیشتر بخوانید: رصد شگفتی‌های مریخ، سیاره سرخ فام

دلیل وضعیت منحصر به فرد نماد تلسکوپ هابل چیست؟

ری ویارد، مدیر خبري STScI می‌گوید: "این درست مانند خواندن یک  فیلمنامه است؛ که یک قوس داستانی دارد." "پیش بینی راه اندازی، خرابی آینه ها، اختلالات  نوری، بهبود اوضاع با مأموریت های تعمیراتی - و پس از آن درام بیشتر در زمانی که در دهه گذشته مجوز استفاده از تلسکوپ هابل لغو شد."

اما خوشبختانه با تلاش افراد بسیاری در این زمینه، از این لغو جلوگیری شد و تلسکوپ هابل هنوز هم با ماست امیدوارم برای سال های زیادی بتوانیم با کمک هابل و تیم متخصصان و دانشمندان، به مرزهای بیشتری ازکهکشان ها و نجوم دست پیدا کنیم.

همانطور که ویلارد می‌گوید: "با رفتن به سوی سال 2030 ما به انجام برخی از بهترین  عملیات های علمی فکر می‌کنیم که به کمک تلسکوپ هابل می‌توانیم انجام دهیم".