اكتمل أخيرًا تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي، وهو المرصد العظيم القادم لناسا
جرينبيلت، ماريلاند – في يوم الثلاثاء (21 أبريل) هنا في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، شاهدت العلماء يقفون بفخر حول أداة معدنية غريبة الشكل ذات ألواح شمسية برتقالية شاهقة وقاعدة فضية متلألئة. يلمع أمامي مباشرةً، في غرفة نظيفة بيضاء معقمة، يقف تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني، وقد اكتمل أخيرًا.
وقالت جولي ماكنيري، عالمة مشروع رومان، خلال مؤتمر صحفي يوم الثلاثاء: “آمل بشدة، وفي الواقع، أتوقع أن يكون العلم الأكثر إثارة من رومان هو الأشياء التي لم نتوقعها، والتي لم نتمكن من التنبؤ بها، ولكن هذا سيضع أسئلة عميقة جديدة يجب على البعثات المستقبلية معالجتها”.
تم تسمية هذا التلسكوب الفضائي على اسم أول رئيس لعلم الفلك في وكالة ناسا وأول امرأة تشغل منصبًا تنفيذيًا في الوكالة، ومن المفترض أن يصبح أداة قيمة أخرى في عملية صيد جنسنا البشري لفهم الطبيعة الحقيقية للكون. سوف يقف بين صفوف أعيننا الآلية القوية الأخرى في السماء – الأدوات الشهيرة مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، SPHEREx، وتلسكوب إقليدس الفضائي وحتى كبار السن ولكنهم مثيرون للإعجاب دائمًا هابل. باستثناء، كما هو الحال مع كل من تلك المراصد التاريخية، فإن هذا المراصد الجديدة لها تخصصها الخاص. سندخل في بعض هذه المواصفات قريبًا.
قبل كل شيء، من المتوقع الآن إطلاقه في سبتمبر 2026 – قبل ثمانية أشهر من الموعد المحدد، وبأقل من الميزانية – تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني (أو “روماني” للاختصار) لديه القدرة على أن يُظهر لنا جيوبًا من الكون لم نلمسها بعد.
وفقًا لوكالة ناسا، يبلغ عرض مرآة رومان الأساسية حوالي 7.9 قدمًا (2.4 مترًا)، وهو ما يشبه مرآة هابل. ومع ذلك، يتمتع رومان بالقدرة على التقاط صور تلتقط رقعة من السماء أكبر بـ 100 مرة على الأقل من قدرة هابل.
وقال جاريد إيزكمان، مدير ناسا، خلال المؤتمر: “إن قدراته المسحية أسرع بأكثر من 1000 مرة من هابل، ويمكنه رسم سماء أكبر بـ 200 مرة في صورة واحدة”. “ما قد يستغرق هابل 2000 عام لمعالجته، يمكن لرومان أن يفعله في عام واحد – الصور التي يلتقطها ستكون كبيرة جدًا بحيث لا توجد شاشة كبيرة بما يكفي لعرضها.”
لوضع ذلك في السياقوعلى مدى ما يقرب من 35 عامًا من الخدمة حتى الآن، جمع هابل حوالي 400 تيرابايت من البيانات؛ بمجرد تشغيله بكامل طاقته في محطة العمل الخاصة به في الفضاء، يجب أن يكون Roman قادرًا على إنشاء 500 تيرابايت من البيانات كل سنة.
أما بالنسبة لما يمكن أن تحتويه هذه البيانات، فالاحتمالات لا حصر لها. هذا هو عادةً المعيار الذهبي لـ تلسكوب; وكما يقول العلماء، نأمل دائمًا في الإجابة على الأسئلة التي لم نفكر مطلقًا في طرحها.
الكونية والبانورامية
تمت معايرة Roman خصيصًا لالتقاط صور الكون في الضوء المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء. ترى التلسكوبات المختلفة الكون بأطوال موجية ضوئية مختلفة. على سبيل المثال، يتخصص تلسكوب جيمس ويب الفضائي في عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء، في حين أن قدرات هابل تسمح له برؤية بعض الأشعة تحت الحمراء ولكن معظمها مرئي وفوق بنفسجي.
يعد التنويع بهذه الطريقة أمرًا مهمًا، لأنه يمكنك التفكير في رقعة من السماء على أنها تحتوي على طبقات مختلفة. على سبيل المثال، يمكن رؤية العديد من الأجسام البعيدة للغاية فقط في ضوء الأشعة تحت الحمراء – الذي يتكون من أطوال موجية طويلة جدًا غير مرئية للعين البشرية – لذلك تحتاج إلى تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء لفك تشفير تلك الطبقة. ولكن هناك أيضًا أجسام ذات ضوء مرئي في نفس البقعة من السماء تحتاج إلى دراستها بمزيد من التفصيل، ولهذا تحتاج إلى تلسكوب يتصرف مثل العين البشرية فائقة القوة. وهكذا.
هناك بعض الأشياء التي تميز رومان، بما في ذلك سرعة معالجة البيانات السريعة التي ناقشناها سابقًا.
بالمقارنة مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي، فإن صور رومان – التي تم التقاطها باستخدام أداة المجال الواسع (WFI) – ستكون أوسع بمقدار 50 مرة ولكنها أكثر سطحية، لأن رومان لا يحتاج إلى الوصول إلى الكون العميق بالطريقة التي يحتاجها تلسكوب جيمس ويب الفضائي. كما ناقشنا، لا يمكنه رؤية الأشعة تحت الحمراء مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وبالتالي سيضيع في النظر بعيدًا إلى الوراء.
وبشكل أكثر تحديدًا، يتكون WFI من كاميرا بدقة 300 ميجابكسل مرئية إلى قريبة من الأشعة تحت الحمراء كاميرا تصوير ومطياف بدون فتحات (أداة خاصة تسمح للعلماء بالتقاط تشتت الضوء للأشياء في مجال الرؤية). ولكن هناك شيئًا مميزًا وفريدًا في هذا المنظر البانورامي الضحل.
وهذا يعني أنه ليس على العلماء أن يكونوا انتقائيين بشأن أي قطعة من السماء ينظرون إليها. يمكنهم فقط إجراء الاستطلاع والأمل في العثور على عميل محتمل رائع لتكبيره. يمنح هذا رومان القدرة على التقاط الأحداث التي تحدث بسرعة كبيرة، مثل رشقات نارية راديو سريعة، ويزيد من فرص أن يشهدها العلماء بشكل ملحوظ المستعرات الأعظم، اصطدام النجوم النيوترونية وغيرها من الظواهر التي يسهل تفويتها فور حدوثها.
وقال دومينيك بنفورد، عالم برنامج تلسكوب نانسي جريس الروماني لموقع Space.com: “لذلك سنرى الآلاف من المستعرات الأعظم، وبعضها سيكون أبعد من أي مستعرات أعظمية رأيناها من قبل”. “سوف نتتبع تاريخ الكون من خلال النجوم المتفجرة.”
هناك أيضًا أمل في أن يساعدنا رومان في كشف أحد أعظم أسرار كوننا – تفاصيل جانبه المظلم.
الكون المظلم والخافت
على الرغم من سنوات عديدة من البحث عن إجابة، لا يزال العلماء لا يعرفون ما هو بالضبط المادة المظلمة و الطاقة المظلمة نكون. كل ما نعرفه على وجه اليقين حتى الآن هو أن المادة الطبيعية في كوننا لا تبدو كافية لمنع المجرات من الانهيار مثل الخيول في دوامة غير مثبتة بشكل صحيح، وأن الكون يتسارع أيضًا في توسعه المستمر بشكل أسرع بكثير مما يبدو طبيعيًا. يتم تفسير الأول من خلال مادة تسمى “المادة المظلمة” تلتقط حيث تتوقف المادة العادية، ويتم تفسير الأخير من خلال “الطاقة المظلمة” التي تحرك هذا التوسع.
وتشكل هاتان المادتان مجتمعتان 95% من الكون ولكن لم يتم اكتشافهما بشكل مؤكد على الإطلاق. إنه أمر غريب تمامًا، إذا جاز لي أن أقول.
بالطبع، مع هذا النوع من السجل الحافل، لا يمكن أن نعرف على وجه اليقين ما إذا كان رومان سيكشف فجأة عما حدث الكون المظلم في الواقع، ولكن إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، يمكننا أن نتوقع أن يجعلنا أقرب قليلاً.
بفضل مجال الرؤية الواسع والجميل هذا، سيتمكن رومان من تصوير الكثير من الأشياء بسرعة المجرات لإنشاء آفاق مفصلة ثلاثية الأبعاد للكون. وبالتالي سيكون قادرًا على أن يُظهر لنا أشياء مثل ديناميكيات المجرات المختلفة ومساراتها توسع الكون – الطريقتان الرئيسيتان لدراسة المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
وقال ماكنيري: “سندرس أيضًا كيفية توسع الكون نفسه بمرور الوقت. وهذه هي المفاتيح لكشف الطبيعة الأساسية للمادة المظلمة، والطاقة المظلمة، ونسيج الكون نفسه”.
ناهيك عن ما يمكن أن تفعله مجموعة الأدوات الخاصة الأخرى من طراز Roman للعلوم. على سبيل المثال، تحتوي على كوروناغراف، وهي أداة يمكنها حجب وهج الشمس البعيدة وتساعد المهمة على التصوير المباشر الكواكب الخارجية. في الواقع، تقول وكالة ناسا إن الكوروناغراف الخاص بهذا التلسكوب يمكنه اكتشاف الكواكب الأخف 100 مليون مرة من نجومها. وتوضح الوكالة أن هذه القدرة أفضل بنحو 100 إلى 1000 مرة من أجهزة كوروناغراف الموجودة في الفضاء. في لمحة عامة.
“سيكون جهاز كوروناغراف الروماني قادرًا على التصوير المباشر لضوء النجوم المنعكس من كوكب مشابه لـ كوكب المشتري من حيث الحجم ودرجة الحرارة والمسافة من نجمه الأم،” تنص تلك النظرة العامة.
الطريق للانطلاق
الآن بعد أن اكتملت الرواية، يمكن أن تبدأ المرحلة التالية من رحلتها قريبًا. سيتضمن ذلك شحنها إلى موقع الإطلاق التابع لوكالة ناسا مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا، وتخضع لأي اختبارات ضرورية متعلقة بالإطلاق.
لقد تم بالفعل إجراء قدر كبير من اختبارات الإطلاق المسبق على رومان حتى الآن، بما في ذلك تعرض المرصد السيء لأصوات متطرفة، واهتزازه إلى درجة متطرفة، وتعريضه للحرارة الشديدة والبرد الشديد – وأكثر من ذلك بكثير (كل ذلك بنفس الدرجة). قد يبدو الأمر صعبًا، ولكن الهدف هو التأكد من أن رومان سيكون قادرًا على التعامل مع قسوة الإطلاق والبيئة الأكثر تطرفًا التي نعرفها: الفضاء.
قال جيريمي إس بيركنز، عالم تكامل المرصد والاختبار في رومان لموقع Space.com: “معظم الأشياء المتبقية هي عمليات الفحص النهائية والختام النهائي. هناك الكثير من عمليات الإغلاق الشاملة والتأكد من أننا قمنا بتشغيل جميع أجهزة الاستشعار وخلعنا تلك التي كانت هناك للاختبار”.
أما بالنسبة لإجراءات الإطلاق، فبمجرد الانتهاء من جميع جوانب الاختبار، اختارت ناسا خيارًا سبيس اكس صاروخ فالكون هيفي ليحمل هذا الكنز إلى الفضاء. لقد كان هناك 11 فالكون الثقيل تم إطلاقها حتى الآن، بمعدل نجاح 100% للمركبة التي يبلغ ارتفاعها 230 قدمًا (70 مترًا).
وبمجرد وصوله إلى الفضاء، وبعد انفصاله عن ذلك الصاروخ، سيتوجه رومان إلى نقطة مستقرة تبعد حوالي مليون ميل عن الأرض تسمى لاغرانج بوينت 2أو L2. يعد هذا مكانًا شائعًا لمستكشفي الفضاء لدينا في نهاية المطاف لأنه يسمح لهم بالبقاء محميين من حرارة الشمس بينما لا يزالون يدورون بطريقة تمكن التحكم في المهمة من التواصل معهم بسهولة.
نأمل أن يرحب تلسكوب جيمس ويب الفضائي وإقليدس وبقية طاقم L2 برومان بأذرع مفتوحة (الألواح الشمسية؟).
التصحيح 4/21: تم تحديث اسم جولي ماكنيري ليعكس التهجئة الصحيحة.
المصدر الأصلي: www.space.com
