الرحلة تمت بنجاح.. تلسكوب «جيمس ويب» وصل مداره 

وصل تلسكوب «جيمس ويب» الفضائي بتاريخ  25 يناير 2022 إلى وجهته النهائية، بعد إطلاقه في 25 ديسمبر الماضي وبعد شهر من نشر اجزاءة المختلفة في الفضاء، لكن التلسكوب لا يمكنه البدء بممارسة المهام العلمية بعد، فلا تزال هناك عدة أشهر من المهام قبل أن يصبح التلسكوب جاهزًا لإلقاء نظرة على أول ضوء في الكون أو فحص الغلاف الجوي للكواكب الخارجية. 

والتأخير في بدء رصد الكون لا يعني أن هناك أي مشكلة، فكل شيء يسير على ما يرام، وسيستغرق الأمر ستة أشهر بعد الإطلاق حتى تصبح أجهزة التلسكوب العلمية جاهزة للعمل. 

 ويب في نقطة لاغرانج الثانية

نقطة لاغرانج الثانية، هي بقعة على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض في اتجاه المريخ، حيث تتساوى قوة الشمس وجاذبية الأرض، وتمتلك أزواج الأجسام الضخمة في الفضاء خمس نقاط لاغرانج، حيث تدفع الجاذبية وتسحب من هذه الأجرام السماوية بشكل أساسي لتلغي بعضها البعض، يتيح ذلك للاجسام الموجودة في نقاط لاغرانج البقاء في مكانها دون بذل الكثير من الجهد.

وتلسكوب «ويب» لن يكون جالسا فقط بل يدور حول نقطة لاغرانج الثانية (L2)، حتى عندما تدور  نقطة لاغرانج الثانية (L2) حول الشمس، هذا لأن نقطة لاغرانج الثانية (L2) ليست مستقرة تمامًا، إنها مثل محاولة الحفاظ على توازنك مباشرة فوق كرة السلة، إذا وضعت شيئًا ما عند هذه النقطة بالضبط، فسيكون من السهل جعله يتجول، أن الدوران حول نقطة لاغرانج الثانية (L2) بينما تدور نقطة لاغرانج الثانية (L2) حول الشمس في "مدار هالة" أكثر استقرارًا - يجعل من يصعب السقوط من كرة السلة عندما تكون في حركة مستمرة، لكن الأمر يتطلب بعض الجهد للبقاء هناك.

إن تلسكوب ويب  والأجسام الفلكية الأخرى، التي يقال إنها موجودة في نقطة لاغرانج الثانية (L2) هي فعليا في مدارات هالة، وتحتاج إلى "مناورة دفع: للحفاظ على مواقعها، بالنسبة إلى تلسكوب ويب، سينفذ مركز التحكم ما يسمى (مناورات الحفاظ على المدار) كل 21 يومًا، حيث سيتم تشغيل محركات الدفع في التلسكوب لتصحيح موقعة، وبالتالي الحفاظ على مدار الهالة.

ستحدد كمية الوقود اللازمة للحفاظ على موقع تلسكوب ويب في الفضاء عمر المهمة، فبمجرد نفاد وقود التلسكوب ستنتهي المهمة، لحسن الحظ، كان إطلاق تلسكوب ويب شبه مثالي ولم يستخدم الكثير من الوقود أثناء الرحلة إلى نقطة لاغرانج الثانية (L2)، نتيجة لذلك يمكن أن يستمر أكثر من 10 سنوات ، حسب تقديرات وكالة «ناسا»، وهذه الفترة أطول من التقدير الأصلي الذي اعطاها من خمس إلى 10 سنوات.

يحتوي تلسكوب «ويب» على ميزة أخرى تساعده على البقاء مستقرًا، حيث يمكن لدرعه الشمسي الذي يحمي أجهزته الدقيقة من حرارة وضوء الشمس والأرض والقمر، التقاط الزخم من سيل الجسيمات المشحونة التي تتدفق باستمرار من الشمس، مثل الشراع، إذا كان الأمر كذلك ، فقد يدفع ذلك ويب عن مساره، ولمنع هذا، يحتوي التلسكوب على "رفرف" خلفي يعمل كدفة توجيه. 

 تبريد التلسكوب 
 ووفقاً لجمعية الفلكية بجدة، أن تلسكوب ويب سيرصد الكون عبر ضوء الأشعة تحت الحمراء، أطوال موجية أطول مما يمكن للعين البشرية رؤيته، لكن البشر يتعرضون بالفعل للأشعة تحت الحمراء كحرارة.

لذلك يجب أن تكون أن أجزاء التلسكوب التي تراقب السماء عند حوالي (-233 درجة مئوية)، وهو ما يتطابق تقريبًا مع برودة الفضاء، بهذه الطريقة يتجنب  تلسكوب ويب انبعاث حرارة أكثر من المصادر البعيدة في الكون التي سيرصدها التلسكوب، مما يمنعها من حجبها عن الأنظار.

وتم تبريد معظم تلسكوب ويب منذ أن تم فتح درعه الشمسي في 4 يناير 2022 حيث يقوم الدرع المكون من خمس طبقات بحجب الحرارة والضوء، مما يجعل مرايا التلسكوب والأجهزة العلمية تبرد مقارنة بدرجة حرارتها عند الإطلاق.

ويمتلك تلسكوب ويب عدة أجهزة منها جهاز منتصف الأشعة تحت الحمراء، MIRI، يحتوي على مبرد إضافي لخفض حرارته إلى  (–266 درجة مئوية) لتمكينه من رؤية أجسام أكثر خفوتًا وهو أكثر برودة من بقية التلسكوب. بالنسبة لهذا الجهاز فإن الفضاء ليس باردًا بدرجة كافية.

محاذاة المرايا

انتهى تلسكوب «ويب» من فتح مرآته الذهبية التي يبلغ عرضها 6.5 مترًا في 8 يناير 2022 ، لتتحول المركبة الفضائية إلى تلسكوب حقيقي، لكن الأمر لم ينته بعد، فهذه المرآة ، التي تجمع وتركز الضوء من الكون البعيد ، تتكون من 18 قطعة سداسية ويجب أن يصطف كل جزء من هذه الأجزاء بدقة تبلغ حوالي 10 أو 20 نانومترًا بحيث يحاكي الجهاز بأكمله مرآة واحدة عريضة.

وبدءًا من 12 يناير 2022 ، بدأ 126 محركًا صغيرًا في الجزء الخلفي من الأجزاء الـ 18 في التحرك وإعادة تشكيلها للتأكد من تطابقها جميعًا، وعملت ستة محركات أخرى على المرآة الثانوية ، والتي يتم دعمها على ذراع الرافعة أمام المرآة الأساسية.

ستستغرق عملية المحاذاة حتى أبريل 2022 على الأقل، والسبب في ذلك يعود  جزئيًا إلى أن تلك الحركات للمرايا تحدث أثناء تبريد المرآة، وتغير درجة الحرارة يغير شكل المرايا ، لذلك لا يمكن وضعها في محاذاة نهائية إلا بعد أن يتم تبريد اجهزة التلسكوب العلمية تمامًا.

بمجرد الانتهاء من المحاذاة الأولية ، سيرتد الضوء القادم من أعماق الفضاء أولاً عن المرآة الأساسية، ثم المرآة الثانوية ويصل أخيرًا إلى الأجهزة التي ستحلل الإشارات الكونية ستستمر  هذه العملية طوال مهمة التلسكوب.

معايرة الأجهزة العلمية

أثناء محاذاة المرايا، سيتم تشغيل اجهزة ويب العلمية، ومن الناحية الفنية، هذا هو الوقت الذي يلتقط فيه ويب صوره الأولى لكنها لن تكون تجريبية حيث سيختبر التلسكوب أولاً تركيزه على نجم ساطع واحد ، مما يجعل 18 نقطة مضيئة منفصلة في نقطة واحدة عن طريق إمالة المرايا.

بعد إجراء بعض التعديلات النهائية، سيعمل التلسكوب كما يتوقع منه ويقدم صورًا جميلة للسماء وبعد ذلك يمكن أن تبدأ أجهزته في الأرصاد العلمية. 

تتضمن هذه الأجهزة كاميرا  NIRCam، الرئيسية والتي تعمل في نطاق  الأشعة القريبة من تحت الحمراء التي ستغطي نطاق الأطوال الموجية من 0.6 إلى 5 ميكرومتر، ستكون هذه الكاميرا  قادرة على تصوير أقدم النجوم والمجرات كما كانت عندما تشكلت قبل 12 مليار سنة على الأقل، بالإضافة إلى النجوم الشابة في مجرة ​​درب التبانة.

 والكاميرا ستكون أيضًا قادرة على رؤية الأجسام الموجودة في حزام كايبر على حافة النظام الشمسي ومجهزة بجهاز (كوروناجراف)، الذي يمكنه حجب الضوء من النجوم للكشف عن تفاصيل الكواكب الخافته التي تدور حولها.

وهناك أيضا جهاز NIRSpec، وهو مطياف الأشعة القريبة من تحت الحمراء، والذي سيغطي نفس نطاق أطوال موجات الضوء مثل كاميرا NIRCam، ولكن بدلاً من جمع الضوء وتحويله إلى صورة ، سيقسم جهاز NIRSpec الضوء إلى طيف لمعرفة خصائص الجسم ، مثل درجة الحرارة والكتلة والتركيب، تم تصميم مقياس الطيف لمراقبة 100 جسم في نفس الوقت.

كذلك جهاز  منتصف الأشعة تحت الحمراء MIRI، سيحافظ عليه باردا لرصد أطول أطوال موجية ، من 5 إلى 28 ميكرومتر، يحتوي جهاز MIRI على كاميرا ومطياف ، مثل NIRCam و NIRSpec ، وسيظل حساس للمجرات البعيدة والنجوم الوليدة ، ولكنه سيكون أيضًا قادرًا على اكتشاف الكواكب والمذنبات والكويكبات.

والجهاز الرابع ، يسمى FGS / NIRISS ، ذا جزئين. FGS هي كاميرا ستساعد التلسكوب في التحديد الموقع بدقة، وسيتم استخدام NIRISS ، الذي يرمز إلى مصور الأشعة تحت الحمراء القريبة ومقياس التحليل الطيفي بدون شقوق  ، على وجه التحديد لاكتشاف وتمييز الكواكب الخارجية.

 ألاهداف العلمية الأولى

إن الأمر سيستغرق خمسة أشهر أخرى على الأقل بعد الوصول إلى نقطة لاغرانج الثانية (L2)، للانتهاء من معايرة كل تلك الأجهزة العلمية، فعند الانتهاء من ذلك كله ، سيتم نشر أول صور ملونة كاملة، تهدف إلى أن تثبت للعالم أن تلسكوب ويب يعمل ومستعدًا للعلم ولكن ما الذي سوف يتم تصويرة بالضبط فهذا لم يكشف عنه. 

ربما يعود السبب جزئيًا إلى أنه لا يزال هناك بعض عدم اليقين بشأن ما سيكون التلسكوب قادرًا على النظر إليه عندما يحين الوقت، وإذا استغرق إعداد الأجهزة وقتًا أطول من المتوقع ، فسيكون تلسكوب ويب في جزء مختلف من مداره وستكون أجزاء معينة من السماء خارج نطاق الرؤية لفترة من الوقت، لذلك ربما الفريق لا يريد أن يعد بشيء محدد لذلك دعونا نعتبرها  مفاجأة. 

مع ذلك ، فإن أولى مشروعات تلسكوب ويب العلمية في الأشهر الخمسة الأولى من عمليات المراقبة ، ستشمل مجموعة واسعة من الأهداف الفضائية ، بما في ذلك كل شيء من كوكب المشتري إلى المجرات البعيدة ومن تكوين النجوم إلى الثقوب السوداء والكواكب الخارجية.

اقرأ أيضا | عالم مصرى بناسا: تلسكوب جيمس ويب يمكننا من التعرف على أسرار الفضاء والكون