ساعدنیوز
ساعدنیوز

همه چیز در مورد تلسکوپ فضایی هابل و نحوه ی عملکرد آن

  سه شنبه، 09 آذر 1400   زمان مطالعه 9 دقیقه
همه چیز در مورد تلسکوپ فضایی هابل و نحوه ی عملکرد آن
در سال ۱۹۴۶ میلادی، متخصص اختر فیزیک، دکتر لیمن اسپیتزر، ایدۀ ساخت یک تلسکوپ فضایی را مطرح کرد.

تلسکوپ فضایی هابل (به انگلیسی: Hubble Space Telescope) با کوته نوشت HST تلسکوپی است که در سال ۱۹۹۰ توسط شاتل دیسکاوری در مدار گردش قرار گرفت. نام این تلسکوپ از نام کیهانشناسی به نام ادوین هابل گرفته شد. اگرچه هابل نخستین تلسکوپ فضایی نبود ولی یکی از بزرگترین و پرکاربردترین ها به شمار می آید. HST یک برنامه مشترک بین ناسا و سازمان فضایی اروپا است. برخی معتقدند که هابل مهم ترین ابزار ساخته شده در کل تاریخ علم است. داده های این تلسکوپ در سال ۲۰۱۹ به نگارش تقریباً هزار مقاله علمی منجر شد و همچنان در خط مقدم اکتشاف است. اخترشناسان پیش از پرتاب آن در سال ۱۹۹۰ عمر دقیق کیهان (۱۰ میلیارد یا ۲۰ میلیارد سال) را نمی دانستند. بررسی ستاره های تپنده توسط هابل این محدوده را کوچک کرد و حالا به دقت می دانیم که جهان ۱۳٫۸ میلیارد سال پیشینه دارد. این رصدخانه نقشی محوری در آشکار کردن انبساط شتاب گیرنده کیهان بازی کرد. کشفی که برای پژوهشگران جایزه نوبل به ارمغان آورد و شواهد قطعی از وجود سیاهچاله های بزرگ در مرکز کهکشان را فاش کرد. هابل تنها تلسکوپی است که از ابتدا به گونه ای طراحی شده که بتواند در فضا توسط فضانوردان برای مأموریت های نگهداری و تداوم کار مورد بازدید و تعمیر قرار گیرد. پنج مأموریت شاتل فضایی سیستم های تلسکوپ را تعمیر، به روز رسانی و جایگزین کرده اند که هر پنج تعمیر ابزار اصلی را شامل بوده است. مأموریت پنجم در ابتدا به دلیل ایمنی (به دنبال پیش آمدن فاجعه کلمبیا (۲۰۰۳)، لغو شد، ولی با تأیید و موافقت مدیر ناسا مایکل دی گریفین، با انجام پنجمین مأموریت تعمیراتی، این کار در سال ۲۰۰۹ با موفقیت اجرا و به پایان رسید. این تلسکوپ در ماه آوریل سال ۲۰۲۰ سی امین سال عملیاتی بودن خود را به پایان رساند که انتظار می رود تا ۲۰۳۰–۲۰۴۰ ادامه داشته باشد. جانشینی برای تلسکوپ هابل، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) است که قرار است در اواخر سال ۲۰۲۱ پرتاب و راه اندازی شود. از ژوئن ۲۰۲۱، این تلسکوپ به دلیل خرابی هایی در تجهیزات موجود در آن، اطلاعات علمی را جمع آوری نمی کند. ناسا در حال تلاش برای تجزیه و تحلیل و حل مسئله است.

تلسکوپ فضایی هابل

پیشینه و تعمیرات هابل

نخستین طرح تلسکوپ فضایی در سال ۱۹۲۳ تدوین شد. در دهه ۱۹۷۰ (میلادی) روی هابل سرمایه گذاری شد و قرار شد در سال ۱۹۸۳ در مدار قرار گیرد. اما پروژه با تأخیر فنی و مشکل بودجه چند سال عقب افتاد. وقتی در سال ۱۹۹۰ مأموریت آن آغاز شد دانشمندان دریافتند که آینه اصلی آن در جای مناسب خود قرار نگرفته و به شدت کارایی آن را کاهش داده است. با این همه پس از تعمیر در سال ۱۹۹۳ به کیفیت مورد نظر دانشمندان رسید و کار خود را آغاز کرد. هابل نخستین تلسکوپی است که می توان آن را در فضای بیرونی تعمیر کرد و تاکنون نزدیک به ۵ بار روی آن تعمیرات صورت گرفته است. در مأموریت تعمیراتی سال ۲۰۰۲ میلادی با تعویض بخش هایی از تلسکوپ فضایی، کارایی آن به میزان زیادی افزایش یافت. در این مأموریت پنل های خورشیدی تلسکوپ فضایی که آسیب دیده بودند تعویض شدند. منبع تغذیهٔ نیروی الکتریکی که انرژی تلسکوپ را فراهم می کرد به کلی تعویض شد و برای این کار برق تلسکوپ فضایی برای نخستین بار در فضا و ارتباط آن با مرکز کنترل و فرماندهی روی زمین قطع شد. همچنین در این مأموریت، دوربین فروسرخ NICMOS که به دلیل مشکل سامانه خنک کننده بلااستفاده مانده بود تعمیر و راه اندازی شد. علاوه بر همهٔ این اصلاحات مهندسان ناسا دوربین بسیار قوی تازه خود به نام دوربین پیشرفته نقشه برداری را روی تلسکوپ فضایی نصب کردند. عکس های خارق العادهٔ این دوربین، تا مدت ها مورد بحث مجامع علمی جهان بود. تلسکوپ فضایی هابل هم مانند بسیاری از مأموریت های فضایی دیگر بیشتر از آنچه که پیش بینی می شد موفق عمل کرده است. در مورد زمان پایان کار هابل و چگونگی پایان کارش حرفها متفاوت است. اما چیزی که آشکار است این است که تا تلسکوپ فضایی بعدی آمادهٔ رفتن به فضا نباشد این اتفاق نمی افتد. چرخش نماهای هابل، جابجایی و نشانه گیری آن را کنترل می کردند تا بتواند در ثبات کامل، از نقاط مختلف کیهان عکس بگیرد. اما این وسایل گهگاهی از کار می افتند. در ۱۶ مه ۲۰۰۹ تلسکوپ فضایی هابل تعمیر اساسی شد. در این تعمیر، چرخش نما نیز به طور کامل، عوض شدند. این نخستین تعمیر یک شی فضایی است که شامل تعویض برخی باتری های آن و همچنین دوربین اصلی آن است. پس از این تعمیر، این تلسکوپ ۸ سال دیگر نیز کار کرد.

کیفیت تصاویر هابل

گرفتن عکس های رنگی با تلسکوپ فضایی هابل بسیار پیچیده تر از گرفتن این عکس ها با دوربین معمولی است. در نخستین تفاوت آن است که هابل هرگز از فیلم رنگی استفاده نمی کند. بلکه با استفاده از آشکارسازهای الکترونیکی خود نور را از فضا گردآوری و ثبت می کند. این آشکارسازها عکس های کیهانی را به صورت رنگی تولید نمی کنند و عکس ها در مرحله نخست سیاه و سفید هستند. عکس های نهایی از ترکیب چند عکس سیاه و سفید که رنگ آنها در زمان پردازش به آنها اضافه شده است به وجود می آیند. رنگ ها در عکس های هابل، که به دلایل گوناگون به وجود می آیند همواره همان چیزی نیستند که ما از نزدیک می دیدیم (اگر می توانستیم آن اجرام را در سفینه فضایی و از نزدیک ببینیم) ما بعضی مواقع از رنگ به عنوان یک ابزار استفاده می کنیم به این دلیل که یا باعث بهتر دیدن جزئیات می شوند یا تصور و دیدن آنها رنگ ها از عهده چشم انسان خارج است. پنج ابزار دقیق تلسکوپ هابل – دوربین ها، طیف نگارها، و حسگرهای رهنمایی بسیار دقیق، به طور هماهنگ یا مجزا از هم کار می کنند تا عکس های عالی را از دورترین نقاط هستی بسازند. هر کدام از ابزارها برای دیدن جهان از راهی ویژه در نظر گرفته شده اند.

دید هابل و کیفیت آیینه آن

آینه پشتیبان، کداک، پشتیبانی از ساختار درونی آن دیده می شود به دلیل آن است که با یک سطح بازتابنده پوشش داده نشده است. چشم های هابل در حقیقت سامانه هایی هستند که مجموعه نوری تلسکوپ نام دارند. این سامانه از دو آینه تشکیل می شود. سامانه نوری هابل یک طرح درست نوری به نام Ritchey-Chretien گاسگرین است که در آن شکل و طراحی مخصوص دو آینه عکس هایی از بزرگ ترین میدان دید ممکن را کانونی می کنند. آیینه های هابل بسیار صاف هستند و سطحی به دقت شکل داده شده برای بازتاب نور دارند. آنها با تراش شیشه با ساینده ها به وجود آمده اند به طوری که سطحشان بیشتر از یک هشتصد هزارم در یک اینچ از شکل منحنی انحراف ندارد. اگر آینه اصلی هابل قطری هم اندازه با قطر زمین داشت، ارتفاع بزرگ ترین برآمدگی آن تنها شش اینچ می شد.

نحوه ی کار کردن تلسکوپ هابل

تلسکوپ هابل به ستاره ها، سیارات یا کهکشان ها سفر نمی کند. از آنها عکس می گیرد زیرا در حدود 17،000 مایل در ساعت در اطراف زمین می چرخد. هابل بیش از 4 میلیارد مایل را در امتداد مدار دایره ای زمین می چرخد که در حال حاضر در حدود 340 مایل در ارتفاع آن قرار دارد. هابل فاقد فشار است. برای تغییر زاویه ها، از قانون سوم نیوتن با چرخاندن چرخ های خود در جهت مخالف استفاده می کند. با سرعت عقربه های دقیقه در یک ساعت می چرخد ​​و 15 دقیقه طول می کشد تا 90 درجه بچرخد. آینه و سیستم نوری به عنوان یکی از مهمترین قسمت های طراحی تلسکوپ بودند و خصوصاً الزامات دقیق به آنها تحمیل می شد. به طور معمول، آینه های تلسکوپ با تحمل حدود یک دهم از طول موج نور مرئی ساخته می شوند، اما از آنجا که قرار بود تلسکوپ فضایی از دامنه ماوراء بنفش تا تقریبا مادون قرمز باشد، و وضوح تصویر باید ده برابر بیشتر از دستگاه های مبتنی بر زمین، تحمل تولید آینه اصلی آن برابر با 1/20 از طول موج نور مرئی، یا حدود 30 نانومتر بود. تلسکوپ هابل دارای یک آینه 2.4 متری (7.9 فوت) است و چهار ابزار اصلی آن در مناطق ماوراء بنفش، قابل رویت و نزدیک مناطق مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی مشاهده می کنند. مدار هابل خارج از اتمسفر زمین به آن اجازه می دهد تا تصاویر با وضوح بسیار بالا با نور پس زمینه قابل ملاحظه ای پایین تر از تلسکوپ های زمینی ضبط کند. برخی از دقیق ترین تصاویر نوری قابل مشاهده را ضبط کرده است که امکان مشاهده عمیق به فضا را فراهم می کند. بسیاری از مشاهدات هابل به پیشرفت هایی در اخترفیزیک منجر شده اند ، مانند تعیین میزان گسترش جهان. تلسکوپ هابل توسط آژانس فضایی ایالات متحده ناسا با کمک آژانس فضایی اروپا ساخته شده است. علوم تلسکوپ فضایی موسسه (مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی) انتخاب اهداف هابل و پردازش داده ها و در نتیجه، در حالی که مرکز پرواز فضایی گودارد فضاپیما را کنترل می کند. یکی از مشکلات مهندسی دشوار ایجاد دستگاه حامل برای تلسکوپ و سایر ابزارها بود. نیازهای اصلی محافظت از تجهیزات در برابر تغییر دما در هنگام گرم شدن از نور مستقیم خورشید و خنک شدن در سایه زمین و جهت گیری دقیق تلسکوپ. این تلسکوپ درون یک کپسول سبک وزن آلومینیومی نصب شده است که با یک استحکام کپسول و چسبندگی ابزارها توسط قاب فضای داخلی فیبر کربن تأمین می شود. آینه اصلی موجود در تلسکوپ نور را به طور مستقیم به داخل ابزارهای متعدد علمی درون خود هدایت می کند. هابل یک تلسکوپ از نوع بازتابنده ی کاسگرین است. نور با بازتاب از آینه اولیه یا اصلی تلسکوپ، به آینه دوم منتقل می شود. آینۀ دوم نیز این نور بازتاب شده را دوباره به سمت آینۀ اصلی منعکس می کند. نوری که دوباره توسط آینه دوم برگشت داده شده از داخل حفره ای که در مرکز آینۀ اول وجود دارد گذشته و به حسگرهای تشخیص آن می رسد.

تلسکوپ فضایی هابل
پایگاه خبری ساعدنیوز را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید.

دیدگاه ها
  دیدگاه ها
پربحث های هفته   
مراسم سلام عید نوروز و اهداء سکه توسط فرح پهلوی به همسران مقامات دولتی +عکس/ ولخرجی زن تازه به دوران رسیده زمانی که مردم غرق در فقر و بدبختی بودند! (385 نظر) میزبانی حسن روحانی از سیاستمداران و اقوام در مراسم عید دیدنی در منزل زیبا و ایرانی پسندش+ عکس/ چه مبلمانی، چه فرش هایی، از همه مهمتر چه خونه دلبازی😍 (382 نظر) خلاقیت خنده دار یک ایرانی برای گرم کردن آب حماسه ساز شد/ خسته نباشی هم وطن+ عکس (251 نظر) تلاوت زیبا و دلنشین سوره شمس توسط رهبر معظم انقلاب+ویدئو (241 نظر) سوژه شدن موجودی حساب هوش پران مشتری مغازه آجیل فروشی+عکس/ تا حالا این همه عدد رو کنار هم ندیده بودم که امروز دیدم🙄 (232 نظر) صبحانه مفصل و رنگارنگ دو نفره رضا گلزار و آیسان خانوم+عکس/از خاویار گرفته تا آواکادو و انار وحشی... (196 نظر) تصویری از عیادت نجم الدین شریعتی، مجری برنامه سمت خدا از رهبر معظم انقلاب و استقبال گرم ایشان (190 نظر) روایتی از هواپیمایی که برای آوردن یک روبان عروسی برای فرح پهلوی از تهران به پاریس رفت! (174 نظر) رونمایی منوچهر هادی از خواهر و شوهر خواهر پزشکش+ عکس/ به قولی مخ خانواده ایشون هستن که پسرش هم دکتره (154 نظر) خلاقیت منحصر به فرد پسر مشهدی با ساخت تریلی حماسه آفرید/ هیلتر هم مغز اینو نداشت!+عکس (145 نظر) دو پادشاه یکی از ایران (ناصرالدین شاه) و دیگری از ژاپن (میجی) در یک زمان به اروپا رفتند/ تفاوت ها را بنگرید (138 نظر) حضور علی دایی در رستوران شیک فریبا نادری به صرف افطار+عکس/ ذوق و خوشحالی خانم بازیگر از حضور شهریار ایران در رستورانش (131 نظر) مراسم تولد جگرسوز آزاده نامداری در خانه ابدی اش و گریه های دلخراش همسر و پدرش/ روحت شاد+ عکس (128 نظر) خواهر یکتا ناصر سکوتش را شکست (126 نظر) خنده های رهبر معظم انقلاب به اشعار شاعر طنزپرداز با موضوع آقازاده+ویدئو/ ای صورت و سیرت تو مطلوب، به‌به به‌به به این ژن خوب (118 نظر)
دیگران می‌خوانند   
(فیلم) افطاری ساده و صمیمی در بیت رهبری و پذیرایی دوستانه رهبر معظم انقلاب از مهمانان/ یک لقمه نان با دل خوش بیوگرافی حامد سلطانی مجری اعجوبه ها و سال تحویل/ همسر اول دوم و علت تصادف + فیلم و عکس‌های جذاب و دیدنی (عکس) چیدمان مبلمان استیل و سلطنتی خونه وریا غفوری و همسر چشم رنگی اش در یک جشن تولد عاشقانه/ ماشالا چقدر به هم میان😍 آمار تلفات حمله اسرائیل به حلب سوریه + جزئیات دیزاین شیک کیک حامد سلطانی مجری برنامه سال تحویل با یک عکس عاشقانه برای سالگرد ازدواجشان+عکس بارش باران و کاهش دمای برخی استانها گام های استوار دولت در مسیر «جهش تولید»؛ غول‌های صنعت به میدان بازگشتند (عکس) ابتکار خنده دار جوان ایرانی در پیوند موفقیت آمیز درب بازکن نوشابه به در ماشین/ سلطان مدیریت بحران😂👌 پرهیز از تخریب در انتخابات، همواره مورد تاکید رهبری بوده است عزای خانواده شیرازی به جشن تبدیل شد + جزئیات (عکس) خلاقیت خنده دار یک ایرانی در نصب شیر آب روشویی به پراید/ لامصب از مغزش بهینه استفاده کرده😂 انتشار اولین عکس از رهبر معظم انقلاب با لباس محلی سیستان و بلوچستان 10 آقازاده ای که تاکنون پای میز محاکمه رفته اند / اجرای عدالت حتی برای فرزندان هاشمی رفسنجانی، آیت الله جنتی و .... علی دایی 4 برادر خوش تیپ و عجیب‌تر از خود دارد؛ افسانه 5 برادران خانواده شهریار خانه تاریخی حیرت انگیز در گود چهک شهر بهبهان + تصاویر توصیه به استعفای سفیر ایران در باکو به خاطر مصاحبه با یک خبرنگار با پوشش زننده از سوی رسانه اصولگرا پاسخ جالب رهبر انقلاب به طلبه‌ای که از ایشان افطاری می‌خواست +فیلم/ما کجاییم در این بحر تفکّر ... پاداش 4 میلیارد تومانی برای بچه‌دار شدن خبرساز شد عکس عجیب ماشین آتش‌نشانی 90 سال پیش! (ویدئو) عجیب ترین و خاص ترین بستنی ایران/ خلاقیت بستنی فروش تهرانی مثل بمب صدا کرد (ویدئو) مدل عجیب و غریب فنجان فضایی برای نوشیدن چای در فضا استوری مشترک ترلان پروانه و شروین حاجی پور با یک نوزاد بامزه +عکس (ویدئو) ترکیب هنر و علم ریاضیات مساوی می‌شود با خلق اثری بی‌نظیر از تصویر مریم میرزاخانی/ کاش هنرمندش رو هم نشون میداد دعای زیبای محیا مهمان برنامه محفل برای امام زمان (عج) + فیلم حواشی داغ امروز جمعه 10 فروردین 1403 / یادگاری عجیب علیرضا جهانبخش برای دختر هلندی! خلاقیت بی نظیر بستنی فروش تبریزی، با نوشته جالب روی شیشه مغازه اش حماسه آفرین شد/ آدم حَظ میکنه از این درک و فهم بالا تصاویری از جسدی 800 ساله که قبل مرگش بسیار ترسیده بوده!/ رنج‌های انسان جایی در تاریخ ثبت میشوند؟ سفره هفت سین ساده و بدون تجملات خانه مدرن کریم باقری+ عکس/میشه کلی ازش ایده گرفت! کیک تولد متفاوت نرگس محمدی در کانادا و حضور فریبا نادری، پری سیمای سریال ستایش در تولدش +عکس سکانس خنده دار ذهن منحرف یوسف تیموری درباره فیلمنامه محیا دهقانی/ همه از شدت خنده منفجر شدن+ویدیو حضور مهران مدیری، رامبد جوان و المیرا شریفی مقدم در یک ضیافت افطاری مشترک/ یک میز با غذاهای ساده و رنگارنگ+عکس (ویدئو) ستاره فوتبال آسیا امام جماعت شد! شام عاشقانه رامید جوان و همسرش نگار جواهریان در یک جگرکی/ چقدر این زوج خاکی و خاص هستن+عکس (تصاویر) تغییر چهره و تیپ «جمیله» همسر تقی معمولی در سریال پایتخت بعد 5 سال فال انبیاء روزانه جمعه 10 فروردین ماه 1403 عکس جنجالی با استایل بهاری مرجانه گلچین/ فخر فروشی مرجانه گلچین با طلا و جواهراتش ! (عکس) نمایی دیده نشده و خاص از دکوراسیون داخلی و نوروزی خانه ملیکا شریفی نیا/دکور شاد و رنگی رنگی! عکس عاشقانه امیر علی نبویان و همسرش بهار نوروزپور با دسته گل زیبا و بهاری/ جذاب ترین زوج تلویزیون ! جلوه‌گری فرح دیبا با چادر توری در حرم امام رضا/اقدامات ریاکارانه برای بهره برداری سیاسی از دین! (عکس) عکس لو رفته و متفاوت از نرگس محمدی بازیگر سریال ستایش و خواهر پژمان جمشیدی در کانادا/خوش گذرانی خانم ها کنار آبشار نیاگارا!
تیتر امروز   
آمار تلفات حمله اسرائیل به حلب سوریه + جزئیات بارش باران و کاهش دمای برخی استانها گام های استوار دولت در مسیر «جهش تولید»؛ غول‌های صنعت به میدان بازگشتند پرهیز از تخریب در انتخابات، همواره مورد تاکید رهبری بوده است عزای خانواده شیرازی به جشن تبدیل شد + جزئیات 10 آقازاده ای که تاکنون پای میز محاکمه رفته اند / اجرای عدالت حتی برای فرزندان هاشمی رفسنجانی، آیت الله جنتی و .... علی دایی 4 برادر خوش تیپ و عجیب‌تر از خود دارد؛ افسانه 5 برادران خانواده شهریار توصیه به استعفای سفیر ایران در باکو به خاطر مصاحبه با یک خبرنگار با پوشش زننده از سوی رسانه اصولگرا پاداش 4 میلیارد تومانی برای بچه‌دار شدن خبرساز شد حواشی داغ امروز جمعه 10 فروردین 1403 / یادگاری عجیب علیرضا جهانبخش برای دختر هلندی! بیوگرافی حامد سلطانی مجری اعجوبه ها و سال تحویل/ همسر اول دوم و علت تصادف + فیلم و عکس‌های جذاب و دیدنی جلوه‌گری فرح دیبا با چادر توری در حرم امام رضا/اقدامات ریاکارانه برای بهره برداری سیاسی از دین! 12 دروغ شاخداری که پدر و مادرها در بچگی به ما گفتند / خیلی از باورهای کودکیمان حقیقت ندارد و باید با واقعیت رو به رو شد اگر این 10 رفتار را در اولین قرارتان دیدید پا به فرار بگذارید / اگر طرف مقابل این رفتارها را داشت بدون فرد مناسبی برای ازدواج نیست جزئیات مسمومیت شدید یک جوان در پی بلعیدن مواد مخدر