الصورة الأكثر تفصيلاً لمجرة مجاورة حتى الآن. تم تصوير أندروميدا باستخدام الكاميرا الجديدة فائقة الدقة Hyper-Suprime Cam (HSC) المثبتة على تلسكوب سوبارو الياباني. يعد هذا أحد أكبر التلسكوبات البصرية العاملة في العالم - حيث يبلغ قطر المرآة الأساسية أكثر من ثمانية أمتار. في علم الفلك، غالبًا ما يكون الحجم أمرًا بالغ الأهمية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على العمالقة الآخرين الذين يقومون بتوسيع حدود ملاحظاتنا للفضاء.

1. "سوبارو"

يقع تلسكوب سوبارو في الجزء العلوي من بركان مونا كيا (هاواي) ويعمل منذ أربعة عشر عامًا. هذا تلسكوب عاكس مصنوع وفقًا لتصميم ريتشي-كريتيان البصري مع مرآة أساسية ذات شكل زائدي. لتقليل التشويه، يتم تعديل موضعه باستمرار من خلال نظام مكون من مائتين وواحد وستين محركًا مستقلاً. حتى جسم المبنى لديه شكل خاص، مما يقلل من التأثير السلبي لتدفقات الهواء المضطربة.

تلسكوب “سوبارو” (الصورة: naoj.org).

عادة، الصور من هذه التلسكوبات غير متاحة للإدراك المباشر. يتم تسجيله بواسطة مصفوفات الكاميرا، ومن ثم يتم نقله إلى شاشات عالية الدقة وتخزينه في أرشيف للدراسة التفصيلية. تتميز "سوبارو" أيضًا بحقيقة أنها سمحت سابقًا بإجراء الملاحظات بالطريقة القديمة. قبل تركيب الكاميرات، تم إنشاء عدسة عينية، لم ينظر إليها علماء الفلك من المرصد الوطني فحسب، بل أيضًا كبار المسؤولين في البلاد، بما في ذلك الأميرة ساياكو كورودا، ابنة الإمبراطور الياباني أكيهيتو.

اليوم، يمكن تركيب ما يصل إلى أربع كاميرات وأجهزة قياس الطيف في وقت واحد على سوبارو لإجراء عمليات المراقبة في نطاق الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. تم إنشاء أحدثها (HSC) بواسطة Canon ويعمل منذ عام 2012.

تم تصميم كاميرا HSC في المرصد الفلكي الوطني الياباني بمشاركة العديد من المنظمات الشريكة من بلدان أخرى. وتتكون من كتلة عدسة بارتفاع 165 سم ومرشحات ومصراع وستة محركات أقراص مستقلة ومصفوفة CCD. دقتها الفعالة هي 870 ميجابكسل. كانت كاميرا Subaru Prime Focus المستخدمة مسبقًا ذات دقة أقل من حيث الحجم - 80 ميجابكسل.

وبما أن HSC تم تطويره لتلسكوب محدد، فإن قطر عدسته الأولى يبلغ 82 سم - أي أصغر بعشر مرات بالضبط من قطر مرآة سوبارو الرئيسية. لتقليل الضوضاء، يتم تركيب المصفوفة في غرفة ديوار مبردة مفرغة وتعمل عند درجة حرارة -100 درجة مئوية.

احتفظ تلسكوب سوبارو براحة اليد حتى عام 2005، عندما تم الانتهاء من بناء العملاق الجديد، سولت.

2. الملح

يقع التلسكوب الكبير الجنوب أفريقي (SALT) على قمة تل ثلاثمائة وسبعين كيلومترًا شمال شرق مدينة كيب تاون، بالقرب من بلدة ساذرلاند. هذا هو أكبر تلسكوب بصري عامل لمراقبة نصف الكرة الجنوبي. ومرآته الرئيسية أبعادها 11.1 × 9.8 مترًا، وتتكون من واحد وتسعين لوحة سداسية.

من الصعب للغاية تصنيع المرايا الأولية ذات القطر الكبير كبنية متجانسة، لذلك تحتوي أكبر التلسكوبات على مرايا مركبة. لتصنيع اللوحات يتم استخدامها مواد متعددةمع الحد الأدنى من التمدد الحراري، مثل السيراميك الزجاجي.

تتمثل مهمة SALT الأساسية في دراسة النجوم الزائفة والمجرات البعيدة والأجسام الأخرى التي يكون ضوءها ضعيفًا جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها بواسطة معظم الأدوات الفلكية الأخرى. يشبه SALT في الهندسة المعمارية سوبارو واثنين من التلسكوبات الشهيرة الأخرى في مرصد مونا كيا.

3. كيك

تتكون المرايا التي يبلغ طولها عشرة أمتار للتلسكوبين الرئيسيين لمرصد كيك من ستة وثلاثين جزءًا وتسمح في حد ذاتها بتحقيق دقة عالية. لكن الميزة الأساسيةالتصميم هو أن اثنين من هذه التلسكوبات يمكنهما العمل معًا في وضع مقياس التداخل. الزوج Keck I وKeck II يعادلان في دقة تلسكوب افتراضي يبلغ قطر المرآة 85 مترًا، وهو أمر مستحيل من الناحية الفنية اليوم.

لأول مرة، تم اختبار نظام بصريات متكيف مع ضبط شعاع الليزر على تلسكوبات كيك. ومن خلال تحليل طبيعة انتشاره، تعوض الأتمتة التداخل الجوي.

تعتبر قمم البراكين الخامدة من أفضل المواقع لبناء التلسكوبات العملاقة. ارتفاع عاليفوق مستوى سطح البحر والمسافة من المدن الكبيرة توفر ظروفًا ممتازة للمراقبة.

4. جي تي سي

ويقع أيضًا تلسكوب جراند كناري (GTC) على قمة البركان في مرصد لا بالما. وفي عام 2009، أصبح التلسكوب البصري الأرضي الأكبر والأكثر تقدمًا. تتكون مرآتها الرئيسية، التي يبلغ قطرها 10.4 مترًا، من ستة وثلاثين قطعة، وتعتبر الأكثر تقدمًا على الإطلاق. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو التكلفة المنخفضة نسبيًا لهذا المشروع الضخم. جنبًا إلى جنب مع كاميرا CanariCam التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء والمعدات المساعدة، تم إنفاق 130 مليون دولار فقط على بناء التلسكوب.

بفضل CanariCam، يتم إجراء الدراسات الطيفية والإكليلية والاستقطابية. يتم تبريد الجزء البصري إلى 28 كلفن، ويتم تبريد الكاشف نفسه إلى 8 درجات أعلى الصفر المطلق.

5.LSST

يقترب إنتاج التلسكوبات الكبيرة التي يصل قطر المرآة الأولية فيها إلى عشرة أمتار من نهايته. تتضمن أقرب المشاريع إنشاء سلسلة من المرايا الجديدة مع زيادة حجم المرايا بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات. وفي العام المقبل بالفعل، من المقرر إنشاء تلسكوب مسح واسع الزاوية عاكس، وهو تلسكوب المسح السينوبتيكي الكبير (LSST)، في شمال تشيلي.

LSST – تلسكوب المسح الكبير (الصورة: lsst.org).

ومن المتوقع أن يتمتع بأكبر مجال رؤية (سبعة أقطار واضحة للشمس) وكاميرا بدقة 3.2 جيجا بكسل. على مدار العام، يجب أن يلتقط LSST أكثر من مائتي ألف صورة، وسيتجاوز الحجم الإجمالي لها في شكل غير مضغوط بيتابايت.

وستكون المهمة الرئيسية هي مراقبة الأجسام ذات اللمعان المنخفض للغاية، بما في ذلك الكويكبات التي تهدد الأرض. ومن المخطط أيضًا قياسات عدسة الجاذبية الضعيفة للكشف عن علامات المادة المظلمة وتسجيل الأحداث الفلكية قصيرة المدى (مثل انفجار المستعر الأعظم). بناءً على بيانات LSST، من المخطط بناء خريطة تفاعلية ومحدثة باستمرار السماء المرصعة بالنجوممع حرية الوصولعبر الانترنت.

ومع التمويل المناسب، سيتم تشغيل التلسكوب في عام 2020. وتتطلب المرحلة الأولى 465 مليون دولار.

6. بتوقيت جرينتش

يعد تلسكوب ماجلان العملاق (GMT) أداة فلكية واعدة يتم تطويرها في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. سيكون العنصر الرئيسي في هذا الجيل الجديد من التلسكوب عبارة عن مرآة مركبة من سبعة أجزاء مقعرة يبلغ قطرها الإجمالي 24.5 مترًا.

وحتى مع الأخذ بعين الاعتبار التشوهات التي يسببها الغلاف الجوي، فإن تفاصيل الصور الملتقطة به ستكون أعلى بحوالي عشر مرات من تلك التي يلتقطها تلسكوب هابل المداري. وفي أغسطس 2013، تم الانتهاء من صب المرآة الثالثة. ومن المقرر أن يتم تشغيل التلسكوب في عام 2024. وتقدر تكلفة المشروع اليوم بنحو 1.1 مليار دولار.

7.TMT

تلسكوب الثلاثين مترًا (TMT) هو مشروع تلسكوب بصري آخر من الجيل التالي لمرصد مونا كيا. المرآة الرئيسية التي يبلغ قطرها 30 مترًا ستتكون من 492 قطعة. ويقدر دقة ذلك اثني عشر مرة أكبر من دقة هابل.

ومن المقرر أن يبدأ البناء في العام المقبل والانتهاء بحلول عام 2030. التكلفة التقديرية: 1.2 مليار دولار.

8. تعليم اللغة الإنجليزية

يبدو التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية (E-ELT) اليوم هو الأكثر جاذبية من حيث القدرات والتكاليف. ومن المتوقع إنشاء المشروع في صحراء أتاكاما في تشيلي بحلول عام 2018. وتقدر التكلفة الحالية بـ 1.5 مليار دولار. وسيكون قطر المرآة الرئيسية 39.3 مترا. وسيتكون من 798 قطعة سداسية، يبلغ قطر كل منها حوالي متر ونصف. سيقوم نظام البصريات التكيفي بإزالة التشويه باستخدام خمس مرايا إضافية وستة آلاف محرك أقراص مستقل.

التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية – E-ELT (الصورة: ESO).

وتقدر الكتلة المقدرة للتلسكوب بأكثر من 2800 طن. وسيتم تجهيزه بستة أجهزة قياس طيفي، وكاميرا MICADO للأشعة تحت الحمراء القريبة، وأداة EPICS متخصصة محسنة للبحث عن الكواكب الأرضية.

ستكون المهمة الرئيسية لفريق مرصد E-ELT هي إجراء دراسة تفصيلية للكواكب الخارجية المكتشفة حاليًا والبحث عن أخرى جديدة. وتشمل الأهداف الإضافية اكتشاف علامات وجود الماء والمواد العضوية في غلافها الجوي، وكذلك دراسة تكوين أنظمة الكواكب.

لا يشكل النطاق البصري سوى جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي، وله عدد من الخصائص التي تحد من قدرات المراقبة. العديد من الأجسام الفلكية غير قابلة للاكتشاف عمليًا في الطيف المرئي والقريب من الأشعة تحت الحمراء، ولكنها في الوقت نفسه تكشف عن نفسها بسبب نبضات الترددات الراديوية. لذلك، في علم الفلك الحديث، يتم إعطاء دور كبير للتلسكوبات الراديوية، التي يؤثر حجمها بشكل مباشر على حساسيتها.

9. أريسيبو

يضم أحد مراصد علم الفلك الراديوي الرائدة، أريسيبو (بورتوريكو)، أكبر تلسكوب راديوي بفتحة واحدة وقطر عاكس يبلغ ثلاثمائة وخمسة أمتار. ويتكون من 38.778 لوح ألمنيوم بمساحة إجمالية تبلغ حوالي ثلاثة وسبعين ألف متر مربع.

التلسكوب الراديوي لمرصد أريسيبو (الصورة: NAIC – مرصد أريسيبو).

وبمساعدتها، تم بالفعل إجراء عدد من الاكتشافات الفلكية. على سبيل المثال، في عام 1990، تم اكتشاف أول نجم نابض يحتوي على كواكب خارجية، وفي إطار مشروع الحوسبة الموزعة Einstein@home السنوات الاخيرةتم العثور على العشرات من النجوم النابضة الراديوية المزدوجة. ومع ذلك، بالنسبة لعدد من المهام في علم الفلك الراديوي الحديث، فإن قدرات أريسيبو بالكاد كافية. سيتم إنشاء مراصد جديدة على مبدأ المصفوفات القابلة للتطوير مع احتمال نموها إلى مئات وآلاف الهوائيات. سيكون ALMA وSKA واحدًا من هؤلاء.

10. ألما وسكا

مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) عبارة عن مجموعة من الهوائيات المكافئة التي يصل قطرها إلى 12 مترًا ويزن كل منها أكثر من مائة طن. وبحلول منتصف خريف عام 2013، سيصل عدد الهوائيات المدمجة في مقياس تداخل راديوي واحد ALMA إلى ستة وستين هوائيًا. مثل معظم المشاريع الفلكية الحديثة، تبلغ تكلفة ALMA أكثر من مليار دولار.

مصفوفة الكيلومتر المربع (SKA) هي مقياس تداخل راديوي آخر يتكون من مجموعة من هوائيات prabolic الموجودة في جنوب أفريقياوأستراليا ونيوزيلندا على مساحة إجمالية تبلغ حوالي كيلومتر مربع واحد.

هوائيات مقياس التداخل الراديوي "مصفوفة الكيلومتر المربع" (الصورة: stfc.ac.uk).

تبلغ حساسيته حوالي خمسين مرة أكبر من حساسية التلسكوب الراديوي لمرصد أريسيبو. إن SKA قادر على اكتشاف الإشارات الضعيفة للغاية من الأجسام الفلكية الواقعة على بعد 10-12 مليار سنة ضوئية من الأرض. ومن المقرر أن تبدأ الملاحظات الأولى في عام 2019. وتقدر تكلفة المشروع بـ 2 مليار دولار.

على الرغم من النطاق الهائل للتلسكوبات الحديثة، وتعقيدها الباهظ وسنوات عديدة من الملاحظات، فإن استكشاف الفضاء قد بدأ للتو. وحتى في النظام الشمسي، لم يتم حتى الآن اكتشاف سوى جزء صغير من الأجسام التي تستحق الاهتمام ويمكن أن تؤثر على مصير الأرض.

مصطلح التلسكوب يعني حرفيا "النظر بعيدا". الأجهزة الحديثةيسمح النوع البصري لعلماء الفلك بدراسة نظامنا الشمسي، وكذلك اكتشاف كواكب جديدة تقع خارج حدوده. تتضمن العشرة الأوائل أدناه أقوى التلسكوبات في العالم.

10. بتا

BTAيفتح تصنيف أقوى التلسكوبات التي تحتوي على واحدة من أكبر المرايا المتجانسة في العالم كله. ولا يزال هذا العملاق، الذي بني في السبعينيات من القرن الماضي، يتمتع بميزة أكبر قبة فلكية. المرآة التي يبلغ قطرها أكثر من 6 أمتار مصنوعة على شكل قطع مكافئ للثورة. تبلغ كتلتها اثنين وأربعين طنًا إذا لم تأخذ في الاعتبار وزن الإطار. الكتلة الإجمالية لهذا العملاق 850 طن. المصمم الرئيسي لـ BTA هو B.K. الأيونيساني. طلاء المرآة العاكسة مصنوع من الألومنيوم غير المحمي. تتطلب طبقة العمل الاستبدال كل عشر سنوات.

9. تلسكوب ماجلان العملاق

تلسكوب ماجلان العملاقهي واحدة من أكبر وأقوى عشر شركات في العالم. ومن المقرر الانتهاء الكامل من بنائه في عام 2020. لجمع الضوء، سيتم استخدام نظام يتضمن سبع مرايا أساسية، يبلغ قطر كل منها 8.4 مترًا، وستتوافق الفتحة الإجمالية للجهاز مع تلسكوب بمرآة يزيد قطرها عن 24 مترًا. من المفترض أن يكون MHT أقوى بعدة مرات من جميع التلسكوبات الحديثة. من المخطط أن يصبح MHT هو الأقوى وسيساعد في اكتشاف العديد من الكواكب الخارجية الجديدة.

8. الجوزاء الجنوب والجوزاء الشمال

الجوزاء الجنوبو الجوزاء الشمالعبارة عن مجمع يضم تلسكوبين بارتفاع ثمانية أمتار. وهي مصممة لتوفير تغطية كاملة دون عائق للسماء وتقع على قمم مختلفة. هذه بعض أقوى التلسكوبات الضوئية العاملة بالأشعة تحت الحمراء المتاحة اليوم وأكثرها تقدمًا. توفر الأجهزة أوضح الصور الممكنة، ويتم تحقيق ذلك باستخدام التحليل الطيفي والبصريات التكيفية. غالبًا ما يتم التحكم في التلسكوبات عن بعد. تقبل الأجهزة المشاركة الفعالةفي البحث عن الكواكب الخارجية.

7. سوبارو

سوبارو- أحد أقوى التلسكوبات في العالم ابتكره علماء يابانيون. وهي تقع في الجزء العلوي من بركان مونا كيا. تحتوي على واحدة من أكبر المرايا المتجانسة في العالم ويبلغ قطرها أكثر من ثمانية أمتار. سوبارو قادرة على اكتشاف الكواكب خارج نظامنا الشمسي، كما يمكنها تحديد حجمها من خلال دراسة ضوء الكواكب والكشف عن الغازات التي تسيطر على الغلاف الجوي للكواكب الخارجية.

6. تلسكوب هواية إيبرلي

هواية-إيبرلي تلسكوبوهو واحد من أقوى عشرة تلسكوبات اليوم حيث يتجاوز قطر المرآة الرئيسية تسعة أمتار. أثناء إنشائه، تم استخدام العديد من الابتكارات، وهي إحدى المزايا الرئيسية لهذا الجهاز. تشتمل المرآة الرئيسية على 91 عنصرًا تعمل كوحدة واحدة. الهواية - يتم استخدام إيبرلي لدراسة نظامنا الشمسي ودراسة الأجسام خارج المجرة. وبمساعدتها، تم اكتشاف العديد من الكواكب الخارجية.

5. الملح

ملح- الاسم الكامل يبدو مثل تلسكوب جنوب أفريقيا الكبير. يحتوي الجهاز البصري على مرآة رئيسية كبيرة يبلغ قطرها أحد عشر متراً وتتكون من مجموعة من المرايا. تقع على تل يبلغ ارتفاعه حوالي 1.8 كم بالقرب من مقاطعة ساذرلاند. وباستخدام هذا الجهاز، يقوم المتخصصون في علم الفلك بإجراء أبحاث في المجرات القريبة والعثور على كواكب جديدة. يسمح هذا الجهاز الفلكي الأقوى بإجراء أنواع مختلفة من التحليلات لإشعاع الأجسام الفلكية.

4. إل بي تي

LBTأو تلسكوب مجهر كبير مترجم إلى اللغة الروسية يعني تلسكوب مجهر كبير. إنه أحد أكثر الأجهزة تقدمًا من الناحية التكنولوجية ويتمتع بأعلى دقة بصرية في العالم. وتقع على ارتفاع أكثر من 3 كيلومترات على جبل يسمى جراهام. يتضمن الجهاز زوجًا من المرايا المكافئة الضخمة بقطر 8.4 مترًا، ويتم تثبيتهما على حامل مشترك، ومن هنا جاء اسم "المنظار". ويعادل هذا الجهاز الفلكي من حيث قوته تلسكوبا بمرآة واحدة يبلغ قطرها أكثر من 11 مترا. بفضل بنيته غير العادية، يستطيع الجهاز إنتاج صور لجسم واحد في وقت واحد من خلال مرشحات مختلفة. هذه هي واحدة من مزاياها الرئيسية، لأنه بفضل هذا يمكنك تقليل الوقت اللازم للحصول على جميع المعلومات اللازمة بشكل كبير.

3. كيك الأول وكيك الثاني

كيك الأول و كيك الثانيتقع في أعلى قمة مونا كيا التي يتجاوز ارتفاعها 4 كيلومترات فوق مستوى سطح البحر. هذه الأدوات الفلكية قادرة على العمل في وضع مقياس التداخل، والذي يستخدم في علم الفلك للتلسكوبات ذات دقة عالية. يمكنهم استبدال التلسكوب ذو الفتحة الكبيرة بمجموعة من الأجهزة ذات الفتحات الصغيرة المتصلة مثل مقياس التداخل. وتتكون كل مرآة من ستة وثلاثين مرآة صغيرة سداسية الشكل. قطرها الإجمالي عشرة أمتار. تم إنشاء التلسكوبات وفقًا لنظام ريتشي-كريتيان. يتم التحكم في الأجهزة المزدوجة من مكاتب المقر الرئيسي في Waimea. وبفضل هذه الوحدات الفلكية تقع معظم الكواكب في الخارج النظام الشمسي.

2. جي تي سي

جي تي سي– هذا الاختصار المترجم إلى اللغة الروسية يعني تلسكوب جراند كناري. الجهاز له أبعاد مثيرة للإعجاب حقًا. يحتوي هذا التلسكوب العاكس البصري على أكبر مرآة في العالم، حيث يتجاوز قطرها العشرة أمتار. وهي مصنوعة من 36 قطعة سداسية، تم الحصول عليها من مواد Zerodur الزجاجية البلورية. يحتوي هذا الجهاز الفلكي على بصريات نشطة ومتكيفة. يقع على قمة بركان موكاتشوس المنقرض في جزر الكناري. ومن الميزات الخاصة للجهاز هو القدرة على رؤية أشياء مختلفة على مسافة كبيرة جدًا، أضعف بمليارات مما يمكن للعين البشرية المجردة تمييزها.

1. فلت

VLTأو "تلسكوب كبير جدًا"، والذي يُترجم إلى اللغة الروسية يعني "تلسكوب كبير جدًا". إنه مجمع من الأجهزة من هذا النوع. ويشمل أربعة منفصلة ونفس العدد من التلسكوبات البصرية. هذا هو أكبر جهاز بصري في العالم من حيث إجمالي مساحة المرآة. كما أنها تتمتع بأعلى دقة في العالم. ووقع الجهاز الفلكي في تشيلي على ارتفاع أكثر من 2.6 كيلومتر على جبل يسمى سيرو بارانال، يقع في الصحراء بالقرب من المحيط الهادي. بفضل هذا الجهاز التلسكوبي القوي، تمكن العلماء أخيرًا قبل عامين من الحصول على صور واضحة لكوكب المشتري.

10. كبيرسينوبتيكياستطلاعتلسكوب

قطر المرآة الرئيسية: 8.4 متر

الموقع: تشيلي، قمة جبل سيرو باتشون، على ارتفاع 2682 مترًا فوق مستوى سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

وعلى الرغم من أن مشروع LSST سيكون موجودًا في تشيلي، إلا أنه مشروع أمريكي ويتم تمويل بنائه بالكامل من قبل أمريكيين، بما في ذلك بيل جيتس (الذي ساهم شخصيًا بمبلغ 10 ملايين دولار من المبلغ المطلوب البالغ 400 دولار).

والغرض من التلسكوب هو تصوير كامل سماء الليل المتاحة كل بضع ليال؛ ولهذا الغرض، تم تزويد الجهاز بكاميرا بدقة 3.2 جيجا بكسل. يتميز LSST بزاوية عرض واسعة جدًا تبلغ 3.5 درجة (بالمقارنة، يشغل القمر والشمس كما يُرى من الأرض 0.5 درجة فقط). لا يتم تفسير هذه القدرات فقط من خلال القطر المذهل للمرآة الرئيسية، ولكن أيضًا من خلال التصميم الفريد: بدلاً من مرآتين قياسيتين، تستخدم LSST ثلاث مرآتين.

ومن الأهداف العلمية للمشروع البحث عن المظاهر المادة المظلمةوالطاقة المظلمة، ورسم خرائط لمجرة درب التبانة، والكشف عن الأحداث قصيرة المدى مثل انفجارات المستعرات أو المستعرات الأعظم، والكشف عن الأجسام الصغيرة في النظام الشمسي مثل الكويكبات والمذنبات، خاصة القريبة من الأرض وفي حزام كويبر.

ومن المتوقع أن يرى LSST "الضوء الأول" (مصطلح غربي شائع يعني اللحظة التي يتم فيها استخدام التلسكوب لأول مرة للغرض المقصود) في عام 2020. على هذه اللحظةالبناء قيد التنفيذ، ومن المقرر أن يعمل الجهاز بكامل طاقته في عام 2022.

9. جنوبالأفريقيكبيرتلسكوب

قطر المرآة الرئيسية: 11× 9.8 متر

الموقع: جنوب أفريقيا، قمة تل بالقرب من مستوطنة ساذرلاند، على ارتفاع 1798 متراً فوق مستوى سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

يقع أكبر تلسكوب بصري في نصف الكرة الجنوبي في جنوب أفريقيا، في منطقة شبه صحراوية بالقرب من مدينة ساذرلاند. ساهمت حكومة جنوب إفريقيا بثلث مبلغ الـ 36 مليون دولار اللازم لبناء التلسكوب. والباقي مقسم بين بولندا وألمانيا وبريطانيا العظمى والولايات المتحدة ونيوزيلندا.

التقطت شركة SALT أول صورة لها في عام 2005، بعد وقت قصير من اكتمال البناء. تصميمها غير معتاد تمامًا بالنسبة للتلسكوبات البصرية، ولكنه شائع بين الجيل الأحدث من "التلسكوبات الكبيرة جدًا": المرآة الأساسية ليست مفردة وتتكون من 91 مرآة سداسية يبلغ قطرها مترًا واحدًا، ويمكن قياس زاوية كل منها تعديلها لتحقيق رؤية محددة.

مصمم للتحليل البصري والطيفي للإشعاع الصادر عن الأجسام الفلكية التي لا يمكن الوصول إليها بواسطة التلسكوبات في نصف الكرة الشمالي. يقوم موظفو SALT بمراقبة النجوم الزائفة والمجرات القريبة والبعيدة، كما يراقبون تطور النجوم.

ويوجد تلسكوب مماثل في الولايات المتحدة، ويسمى تلسكوب هوبي-إيبرلي، ويقع في ولاية تكساس، في بلدة فورت ديفيس. قطر المرآة وتقنيتها يتطابقان تمامًا مع SALT.

8. كيك أنا وكيك الثاني

قطر المرآة الرئيسية: 10 أمتار (كلاهما)

الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية، هاواي، جبل مونا كيا، على ارتفاع 4145 متراً فوق سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

يرتبط كلا التلسكوبين الأمريكيين بنظام واحد (مقياس التداخل الفلكي) ويمكنهما العمل معًا لإنشاء صورة واحدة. الترتيب الفريد للتلسكوبات في أحد أفضل الأماكنعلى الأرض من حيث المناخ الفلكي (درجة تداخل الغلاف الجوي مع جودة الملاحظات الفلكية) جعل كيك واحدًا من أكثر المراصد كفاءة في التاريخ.

تتطابق المرايا الرئيسية لـ Keck I وKeck II مع بعضها البعض وتتشابه في بنيتها مع تلسكوب SALT: فهي تتكون من 36 عنصرًا متحركًا سداسي الشكل. تتيح معدات المرصد مراقبة السماء ليس فقط بالمنظار البصري، ولكن أيضًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة.

بالإضافة إلى كونه جزءًا رئيسيًا من مجموعة واسعة من الأبحاث، يعد Keck حاليًا واحدًا من أكثر الأدوات الأرضية فعالية في البحث عن الكواكب الخارجية.

7. غرانتلسكوبجزر الكناري

قطر المرآة الرئيسية: 10.4 متر

الموقع: إسبانيا، جزر الكناري، جزيرة لا بالما، على ارتفاع 2267 متراً فوق سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

انتهى بناء GTC في عام 2009، وفي ذلك الوقت تم افتتاح المرصد رسميًا. حتى ملك إسبانيا، خوان كارلوس الأول، حضر الحفل، وقد تم إنفاق ما مجموعه 130 مليون يورو على المشروع: تم تمويل 90٪ من قبل إسبانيا، وتم تقسيم الـ 10٪ المتبقية بالتساوي بين المكسيك وجامعة فلوريدا.

التلسكوب قادر على مراقبة النجوم في النطاق البصري والأشعة تحت الحمراء المتوسطة، ويحتوي على أدوات CanariCam وOsiris، والتي تسمح لـ GTC بإجراء دراسات طيفية واستقطابية ودراسات إكليلية للأجسام الفلكية.

6. أريسيبوالمرصد

قطر المرآة الرئيسية: 304.8 متر

الموقع: بورتوريكو، أريسيبو، 497 مترًا فوق مستوى سطح البحر

النوع: عاكس، تلسكوب راديوي

أحد التلسكوبات الأكثر شهرة في العالم، تم التقاط تلسكوب أريسيبو الراديوي في أكثر من مناسبة بواسطة كاميرات السينما: على سبيل المثال، ظهر المرصد كموقع للمواجهة النهائية بين جيمس بوند وخصمه في فيلم العين الذهبية، وكذلك في فيلم الخيال العلمي المقتبس عن رواية كارل ساجان "الاتصال".

حتى أن هذا التلسكوب الراديوي وجد طريقه إلى ألعاب الفيديو - على وجه الخصوص، في إحدى خرائط Battlefield 4 متعددة اللاعبين، والتي تسمى Rogue Transmission، يحدث اشتباك عسكري بين الجانبين حول هيكل منسوخ بالكامل من Arecibo.

يبدو أريسيبو غير عادي حقًا: يتم وضع طبق تلسكوب عملاق يبلغ قطره حوالي ثلث كيلومتر في حفرة كارستية طبيعية، وتحيط به الغابة، ومغطى بالألمنيوم. ويعلق فوقه هوائي متحرك مدعم بـ 18 كابلاً من ثلاثة أبراج شاهقةعلى طول حواف الطبق العاكس. يسمح الهيكل الضخم لـ Arecibo بالتقاط الإشعاع الكهرومغناطيسي بنطاق واسع نسبيًا - بطول موجة من 3 سم إلى 1 متر.

تم تشغيل هذا التلسكوب الراديوي في الستينيات، وقد تم استخدامه في عدد لا يحصى من الدراسات وساعد في تحقيق عدد من الاكتشافات المهمة (مثل أول كويكب اكتشفه التلسكوب، 4769 كاستاليا). بمجرد أن قدم أريسيبو العلماء جائزة نوبل: في عام 1974، مُنح هولس وتايلور جائزة أول اكتشاف على الإطلاق لنجم نابض في نظام نجمي ثنائي (PSR B1913+16).

وفي أواخر التسعينيات، بدأ أيضًا استخدام المرصد كأحد أدوات مشروع SETI الأمريكي للبحث عن حياة خارج كوكب الأرض.

5. مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة

قطر المرآة الرئيسية: 12 و 7 متر

الموقع: تشيلي، صحراء أتاكاما، على ارتفاع 5058 متراً فوق سطح البحر

النوع: مقياس التداخل الراديوي

في الوقت الحالي، يعد مقياس التداخل الفلكي هذا المكون من 66 تلسكوبًا راديويًا بقطر 12 و7 أمتار، أغلى تلسكوب أرضي تشغيلي. أنفقت الولايات المتحدة واليابان وتايوان وكندا وأوروبا وبالطبع تشيلي حوالي 1.4 مليار دولار على ذلك.

نظرًا لأن الغرض من ALMA هو دراسة الموجات المليمترية ودون المليمترية، فإن المناخ الأكثر ملائمة لمثل هذا الجهاز هو المناخ الجاف وعلى ارتفاعات عالية؛ وهذا ما يفسر موقع جميع التلسكوبات الستة والنصف على هضبة الصحراء التشيلية على ارتفاع 5 كيلومترات فوق مستوى سطح البحر.

تم تسليم التلسكوبات تدريجيًا، حيث بدأ تشغيل أول هوائي راديوي في عام 2008 وآخر في مارس 2013، عندما تم إطلاق ALMA رسميًا بكامل طاقته المخطط لها.

الهدف العلمي الرئيسي لمقياس التداخل العملاق هو دراسة تطور الفضاء في المراحل الأولى من تطور الكون؛ على وجه الخصوص، ولادة النجوم الأولى وديناميكياتها اللاحقة.

4. تلسكوب ماجلان العملاق

قطر المرآة الرئيسية: 25.4 متر

الموقع: تشيلي، مرصد لاس كامباناس، على ارتفاع 2516 مترًا فوق مستوى سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

في أقصى الجنوب الغربي من ألما، في نفس صحراء أتاكاما، يتم بناء تلسكوب كبير آخر، وهو مشروع للولايات المتحدة وأستراليا - بتوقيت جرينتش. ستتكون المرآة الرئيسية من قطعة مركزية واحدة وستة أجزاء محيطة بشكل متناظر ومنحنية قليلاً، لتشكل عاكسًا واحدًا يبلغ قطره أكثر من 25 مترًا. بالإضافة إلى عاكس ضخم، سيتم تجهيز التلسكوب بأحدث البصريات التكيفية، والتي ستزيل قدر الإمكان التشوهات التي يسببها الغلاف الجوي أثناء عمليات الرصد.

ويتوقع العلماء أن هذه العوامل ستسمح لـ GMT بإنتاج صور أكثر وضوحًا بعشر مرات من تلسكوب هابل، ومن المحتمل أن تكون أفضل من خليفته الذي طال انتظاره، تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

من بين الأهداف العلمية لـ GMT مجموعة واسعة جدًا من الأبحاث - البحث عن الكواكب الخارجية وتصويرها، ودراسة تطور الكواكب والنجم والمجرات، ودراسة الثقوب السوداء، ومظاهر الطاقة المظلمة، وكذلك مراقبة الجيل الأول من المجرات. نطاق تشغيل التلسكوب فيما يتعلق بالأغراض المذكورة هو النطاق البصري والأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة.

ومن المتوقع أن تكتمل جميع الأعمال بحلول عام 2020، ولكن يُذكر أن GMT يمكنها رؤية “الضوء الأول” بـ 4 مرايا بمجرد إدخالها في التصميم. في اللحظة أعمال جاريةلإنشاء مرآة رابعة.

3. تلسكوب الثلاثين مترا

قطر المرآة الرئيسية: 30 متر

الموقع: الولايات المتحدة الأمريكية، هاواي، جبل مونا كيا، على ارتفاع 4050 متراً فوق سطح البحر

النوع: عاكس، بصري

يشبه TMT في الغرض والأداء تلسكوبي GMT وHawaiian Keck. يعتمد TMT الأكبر على نجاح Keck، مع نفس تقنية المرآة الأولية المقسمة إلى العديد من العناصر السداسية (هذه المرة فقط قطرها أكبر بثلاث مرات)، وتتطابق الأهداف البحثية المعلنة للمشروع تمامًا تقريبًا مع مهام GMT، وصولاً إلى تصوير المجرات الأولى التي تقع تقريبًا على حافة الكون.

ونقلت وسائل الإعلام تكاليف المشروع المختلفة، والتي تتراوح من 900 مليون دولار إلى 1.3 مليار دولار. ومن المعروف أن الهند والصين أعربتا عن رغبتهما في المشاركة في TMT ووافقتا على تحمل جزء من الالتزامات المالية.

وفي الوقت الحالي تم اختيار مكان للبناء، لكن لا تزال هناك معارضة من بعض القوى في إدارة هاواي. يعد مونا كيا موقعًا مقدسًا لسكان هاواي الأصليين، والعديد منهم يعارضون بشكل قاطع بناء تلسكوب كبير جدًا.

ومن المفترض أن يتم حل جميع المشاكل الإدارية في وقت قريب جداً، ومن المقرر أن يكتمل البناء بالكامل في حوالي عام 2022.

2. ساحةمصفوفة الكيلومترات

قطر المرآة الرئيسية: 200 أو 90 متر

الموقع: أستراليا وجنوب أفريقيا

النوع: مقياس التداخل الراديوي

إذا تم بناء مقياس التداخل هذا، فإنه سيصبح أداة فلكية أقوى بـ 50 مرة من أكبر التلسكوبات الراديوية على الأرض. والحقيقة هي أن SKA يجب أن تغطي مساحة تبلغ حوالي كيلومتر مربع بهوائياتها، مما سيوفر لها حساسية غير مسبوقة.

من حيث الهيكل، يشبه SKA إلى حد كبير مشروع ALMA، ومع ذلك، من حيث الحجم فإنه سيتجاوز بشكل كبير نظيره التشيلي. في الوقت الحالي، هناك صيغتان: إما بناء 30 تلسكوبًا راديويًا بهوائيات يبلغ طولها 200 متر، أو 150 تلسكوبًا بقطر 90 مترًا. وبطريقة أو بأخرى فإن الطول الذي ستوضع عليه التلسكوبات سيكون حسب خطط العلماء 3000 كيلومتر.

لاختيار الدولة التي سيتم بناء التلسكوب فيها، تم إجراء نوع من المنافسة. وصلت أستراليا وجنوب أفريقيا إلى النهائيات، وفي عام 2012 أعلنت لجنة خاصة قرارها: سيتم توزيع الهوائيات بين أفريقيا وأستراليا في عام 2012. النظام المشتركأي أنه سيتم نشر SKA على أراضي كلا البلدين.

التكلفة المعلنة للمشروع العملاق هي 2 مليار دولار. وينقسم المبلغ بين عدد من البلدان: بريطانيا العظمى وألمانيا والصين وأستراليا ونيوزيلندا وهولندا وجنوب أفريقيا وإيطاليا وكندا وحتى السويد. ومن المتوقع أن يتم الانتهاء من البناء بالكامل بحلول عام 2020.

1. الأوروبيةلأقصى حدكبيرتلسكوب

قطر المرآة الرئيسية: 39.3 متر

الموقع: تشيلي، قمة جبل سيرو أرمازونيس، 3060 مترا

النوع: عاكس، بصري

لبضع سنوات - ربما. ومع ذلك، بحلول عام 2025، سيصل التلسكوب إلى طاقته الكاملة، والتي ستتجاوز TMT بعشرة أمتار كاملة، والتي، على عكس مشروع هاواي، قيد الإنشاء بالفعل. نحن نتحدث عن الزعيم بلا منازع بين أحدث جيلالتلسكوبات الكبيرة، وتحديداً الأوروبي تلسكوب كبيرأو ELT.

ستتكون مرآتها الرئيسية التي يبلغ طولها 40 مترًا تقريبًا من 798 عنصرًا متحركًا يبلغ قطرها 1.45 مترًا. وهذا، إلى جانب أحدث نظام بصري متكيف، سيجعل التلسكوب قويًا جدًا لدرجة أنه، وفقًا للعلماء، لن يكون قادرًا على العثور على كواكب مشابهة للأرض في الحجم فحسب، بل سيكون قادرًا أيضًا على استخدام مقياس الطيف لدراسة الكواكب. تكوين غلافها الجوي، مما يفتح آفاقا جديدة تماما في دراسة الكواكب خارج النظام الشمسي.

بالإضافة إلى البحث عن الكواكب الخارجية، سيقوم E-ELT باستكشافها المراحل الأولىتطوير الفضاء، سيحاول قياس التسارع الدقيق لتوسع الكون، وسيتحقق من الثوابت الفيزيائية، في الواقع، الثبات في الوقت المناسب؛ سيسمح التلسكوب أيضًا للعلماء بالتعمق أكثر من أي وقت مضى في تكوين الكواكب والكيمياء البدائية بحثًا عن الماء والمواد العضوية، مما يعني أن E-ELT سيساعد في الإجابة على مجموعة من الأسئلة العلمية الأساسية، بما في ذلك تلك التي تؤثر على أصل الحياة.

تبلغ تكلفة التلسكوب التي أعلنها ممثلو المرصد الأوروبي الجنوبي (مؤلفو المشروع) مليار يورو.

مثيرة للاهتمام حول علم الفلك توميلين أناتولي نيكولاييفيتش

3. أكبر تلسكوب كاسر في العالم

تم تركيب أكبر تلسكوب انكساري في العالم عام 1897 في مرصد يركس بجامعة شيكاغو (الولايات المتحدة الأمريكية). قطره D = 102 سم، وطوله البؤري 19.5 مترًا. تخيل مقدار المساحة التي يحتاجها في البرج!

الخصائص الرئيسية للمنكسر هي:

1. القدرة الجماعية – أي القدرة على اكتشاف مصادر الضوء الضعيفة.

إذا اعتبرنا أن العين البشرية تجمع الأشعة من خلال حدقة قطرها د حوالي 0.5 سم، ليلة مظلمةإذا تمكنا من اكتشاف ضوء عود ثقاب على بعد 30 كيلومترًا، فمن السهل حساب عدد المرات التي تكون فيها قدرة التجميع لمنكسر قطره 102 سنتيمترًا أكبر من قدرة العين.

وهذا يعني أن أي نجم موجه إليه منكسر قطره 102 سم يبدو أكثر سطوعًا بأربعين ألف مرة مما لو تمت ملاحظته بدون أي أداة.

2. الخاصية التالية هي دقة التلسكوب، أي قدرة الجهاز على إدراك كائنين متقاربين من المراقبة بشكل منفصل. وبما أن المسافات بين النجوم على الكرة السماوية تقدر بالكميات الزاوية (الدرجات والدقائق والثواني)، يتم التعبير عن دقة التلسكوب بالثواني الزاوية. على سبيل المثال، تبلغ دقة منكسر Yerke حوالي 0.137 ثانية.

وهذا يعني أنه على مسافة ألف كيلومتر سيسمح لك برؤية عينين قطتين متوهجتين بوضوح.

3. والصفة الأخيرة هي التكبير. لقد اعتدنا على وجود مجاهر تعمل على تكبير الأشياء آلاف المرات. مع التلسكوبات الوضع أكثر تعقيدا. نحو صورة واضحة ومكبرة الجرم السماويهناك دوامات هوائية في الغلاف الجوي للأرض، وحيود ضوء النجوم، وعيوب بصرية. هذه القيود تحبط جهود أخصائيي البصريات. الصورة غير واضحة. لذلك، على الرغم من حقيقة أن التكبير يمكن أن يكون كبيرا، كقاعدة عامة، فإنه لا يتجاوز 1000. (بالمناسبة، حول حيود الضوء - ترتبط هذه الظاهرة بالطبيعة الموجية للضوء. وهي تتكون من الحقيقة أن النقطة المضيئة - نجم يتم ملاحظتها على شكل بقعة، محاطة بهالة من الحلقات الساطعة. هذه الظاهرة تحد من دقة أي أجهزة بصرية.)

التلسكوب المنكسر هو هيكل معقد للغاية ومكلف. حتى أن هناك رأيًا مفاده أن الكاسرات شديدة جدًا حجم كبيرليست عملية على الإطلاق بسبب صعوبات تصنيعها. يجب على أي شخص لا يصدق ذلك أن يحاول حساب مقدار وزن عدسة تلسكوب يركه والتفكير في كيفية تقويتها حتى لا ينحني الزجاج بسبب وزنه.

من كتاب أحدث كتاب للحقائق. المجلد 3 [الفيزياء والكيمياء والتكنولوجيا. التاريخ وعلم الآثار. متنوع] مؤلف كوندراشوف أناتولي بافلوفيتش

من كتاب مثير للاهتمام حول علم الفلك مؤلف توميلين أناتولي نيكولاييفيتش

من كتاب الفيزياء في كل خطوة مؤلف بيرلمان ياكوف إيسيدوروفيتش

من كتاب طرق باب السماء [النظرة العلمية لبنية الكون] بواسطة راندال ليزا

من كتاب تغريدات عن الكون بواسطة تشون ماركوس

من كتاب كيف تفهم قوانين الفيزياء المعقدة. 100 تجربة بسيطة وممتعة للأطفال وأولياء أمورهم مؤلف دميترييف الكسندر ستانيسلافوفيتش

4. التلسكوب العاكس كان العيب الرئيسي للمنكسرات دائمًا هو التشوهات التي تحدث في العدسات. من الصعب الحصول على صب زجاجي كبير وموحد تمامًا وبدون فقاعة أو ثقب واحد. كل هذا لا يخاف من التلسكوبات العاكسة - القائمة على الأدوات

من كتاب المؤلف

6. تلسكوب الغضروف المفصلي لنظام D. D. Maksutov في حوالي الأربعينيات من قرننا هذا العلوم القديمةتم تجديده بنوع جديد آخر من التلسكوبات. اقترح أخصائي البصريات السوفييتي، العضو المقابل في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية د.د. ماكسوتوف، استبدال عدسة شميدت، التي

من كتاب المؤلف

أي المعدن هو الأثقل؟ في الحياة اليومية، يؤخذ الرصاص في الاعتبار معدن ثقيل. إنه أثقل من الزنك والقصدير والحديد والنحاس، ولكن لا يزال من المستحيل أن يطلق عليه أثقل المعدن. الزئبق، معدن سائل، أثقل من الرصاص؛ إذا قمت برمي قطعة من الرصاص في الزئبق، فلن تغرق فيه، ولكنها ستصمد

من كتاب المؤلف

أي المعدن هو الأخف وزنا؟ يطلق الفنيون اسم "الضوء" على كل تلك المعادن التي تكون أخف من الحديد بمرتين أو أكثر. المعدن الخفيف الأكثر استخدامًا في التكنولوجيا هو الألومنيوم، وهو أخف بثلاث مرات من الحديد. ومعدن المغنيسيوم أخف وزنًا: فهو أخف بمقدار مرة ونصف من الألومنيوم. في

من كتاب المؤلف

الفصل الأول. هذا لا يكفي بالنسبة لك، بالنسبة لي فقط. من بين الأسباب العديدة التي دفعتني إلى اختيار الفيزياء كمهنة لي، كانت الرغبة في القيام بشيء طويل الأمد، وحتى أبدي. اعتقدت أنه إذا كان علي أن أستثمر الكثير من الوقت والطاقة والحماس في شيء ما، إذن

من كتاب المؤلف

التلسكوب 122. من مخترع التلسكوب؟ لا أحد يعرف على وجه اليقين. ربما كانت التلسكوبات البدائية الأولى موجودة بالفعل في نهاية القرن السادس عشر، وربما حتى قبل ذلك. على الرغم من أن جودته منخفضة للغاية، فإن أول ذكر للتلسكوب ("أنابيب للرؤية البعيدة") ورد في طلب براءة اختراع بتاريخ 25 سبتمبر

من كتاب المؤلف

122. من اخترع التلسكوب؟ لا أحد يعرف على وجه اليقين. ربما كانت التلسكوبات البدائية الأولى موجودة بالفعل في نهاية القرن السادس عشر، وربما حتى قبل ذلك. على الرغم من جودته المنخفضة جدًا، فإن أول ذكر للتلسكوب ("أنابيب للرؤية البعيدة") ورد في طلب براءة اختراع بتاريخ 25 سبتمبر 1608.

من كتاب المؤلف

123. كيف يعمل التلسكوب؟ يقوم التلسكوب حرفيًا بتركيز ضوء النجوم. تقوم عدسة (عدسة) العين بنفس الشيء، لكن التلسكوب يجمع المزيد من الضوء، وبالتالي تكون الصورة أكثر سطوعًا/أكثر تفصيلاً. استخدمت التلسكوبات الأولى عدسات مقعرة لتركيز ضوء النجوم. ضوء

من كتاب المؤلف

128. متى سيتم استبدال تلسكوب هابل الفضائي؟ وسمي تلسكوب هابل الفضائي، الذي يقع في مدار أرضي منخفض، على اسم عالم الكونيات الأمريكي إدوين هابل. تم إطلاقه في أبريل 1990. لماذا الفضاء؟ 1. السماء سوداء 24 ساعة 7 أيام في الأسبوع. 2. لا

من كتاب المؤلف

130. كيف يعمل "التلسكوب" النيوترينو؟ النيوترينو: الجسيمات دون الذرية، الناشئة في توليد التفاعلات النووية ضوء الشمس. ارفع إبهام: 100 مليون مليون من هذه الجسيمات تخترقه في كل ثانية. السمة المحددة للنيوترينوات: غير اجتماعية

من كتاب المؤلف

80 تلسكوب مصنوع من النظارات سنحتاج في التجربة إلى: نظارة لبعيد النظر، ونظارة لقصر النظر. السماء المرصعة بالنجوم جميلة! وفي الوقت نفسه، يرى معظم سكان المدينة النجوم نادرًا جدًا، وربما لهذا السبب لا يعرفونها. هناك شيء اسمه "التلوث الضوئي"

23 مارس 2018

تلسكوب جيمس ويب هو مرصد مداري يعمل بالأشعة تحت الحمراء وسيحل محل تلسكوب هابل الفضائي الشهير. سيكون لجيمس ويب مرآة مركبة يبلغ قطرها 6.5 متر وتكلف حوالي 6.8 مليار دولار. وللمقارنة، يبلغ قطر مرآة هابل "فقط" 2.4 متر.

العمل عليه مستمر منذ حوالي 20 عامًا! وكان من المقرر إطلاقه في البداية في عام 2007، ولكن تم تأجيله لاحقًا إلى عامي 2014 و2015. ومع ذلك، تم تثبيت الجزء الأول من المرآة على التلسكوب فقط في نهاية عام 2015، وتم تجميع المرآة المركبة الرئيسية بأكملها فقط في فبراير 2016. ثم أعلنوا عن الإطلاق في عام 2018، ولكن وفقًا لآخر المعلومات، سيتم إطلاق التلسكوب باستخدام صاروخ أريان 5 في ربيع عام 2019.

دعونا نرى كيف تم تجميع هذا الجهاز الفريد:

النظام نفسه معقد للغاية؛ حيث يتم تجميعه على مراحل، مع التحقق من أداء العديد من العناصر والبنية المجمعة بالفعل خلال كل مرحلة. ابتداءً من منتصف شهر يوليو، بدأ اختبار أداء التلسكوب في درجات حرارة منخفضة للغاية - من 20 إلى 40 درجة كلفن. تم اختبار تشغيل أقسام المرآة الرئيسية الثمانية عشر للتلسكوب على مدار عدة أسابيع للتأكد من قدرتها على العمل كوحدة واحدة. ويبلغ قطر المرآة المركبة للتلسكوب 6.5 متر.

وفي وقت لاحق، وبعد أن تبين أن كل شيء على ما يرام، اختبر العلماء نظام التوجيه من خلال محاكاة ضوء نجم بعيد. وتمكن التلسكوب من كشف هذا الضوء، وكانت جميع الأنظمة البصرية تعمل بشكل طبيعي. وتمكن التلسكوب بعد ذلك من تحديد موقع "النجم" من خلال تتبع خصائصه وديناميكياته. العلماء مقتنعون بأن التلسكوب سيعمل بشكل صحيح تمامًا في الفضاء.

يجب وضع تلسكوب جيمس ويب في مدار هالة عند نقطة L2 Lagrange في نظام الشمس والأرض. والجو بارد في الفضاء. تظهر هنا الاختبارات التي أجريت في 30 مارس 2012، لفحص القدرة على تحمل درجات الحرارة الباردة في الفضاء. (تصوير كريس غان | ناسا):

وفي عام 2017، تم إجراء تلسكوب جيمس ويب مرة أخرى في ظل ظروف قاسية. تم وضعه في غرفة وصلت فيها درجة الحرارة إلى 20 درجة مئوية فقط فوق الصفر المطلق. بالإضافة إلى ذلك، لم يكن هناك هواء في هذه الغرفة - فقد أنشأ العلماء فراغا من أجل وضع التلسكوب في ظروف الفضاء الخارجي.

قال بيل أوكس، مدير مشروع جيمس ويب في مركز جودارد لرحلات الفضاء: "نحن الآن واثقون من أن وكالة ناسا وشركاء الوكالة قد قاموا ببناء تلسكوب ممتاز ومجموعة من الأدوات العلمية".

سيكون لجيمس ويب مرآة مركبة يبلغ قطرها 6.5 مترًا ومساحة تجميعها 25 مترًا مربعًا. هل هذا كثير أم قليل؟ (تصوير كريس غان):

ولكن هذا ليس كل شيء، فلا يزال يتعين على التلسكوب أن يخضع للعديد من الفحوصات قبل أن يعتبر جاهزًا تمامًا للشحن. وأظهرت الاختبارات الأخيرة أن الجهاز يمكن أن يعمل في فراغ عند درجات حرارة منخفضة للغاية. هذه هي الظروف السائدة عند نقطة L2 Lagrange في نظام الأرض والشمس.

وفي أوائل فبراير، سيتم نقل جيمس ويب إلى هيوستن، حيث سيتم وضعه على متن طائرة من طراز Lockheed C-5 Galaxy. وعلى متن هذا العملاق، سيطير التلسكوب إلى لوس أنجلوس، حيث سيتم تجميعه أخيرًا مع تركيب درع الشمس. وسيقوم العلماء بعد ذلك بالتحقق مما إذا كان النظام بأكمله يعمل مع مثل هذه الشاشة، وما إذا كان الجهاز قادرًا على تحمل الاهتزازات والضغط أثناء الطيران.

دعونا نقارن مع هابل. مرآة هابل (يسار) وويب (يمين) بنفس المقياس:

4. نموذج واسع النطاق لتلسكوب جيمس ويب الفضائي في أوستن، تكساس، 8 مارس 2013. (تصوير كريس غان):

5. مشروع التلسكوب التعاون الدولي 17 دولة، بقيادة وكالة ناسا، مع مساهمات كبيرة من وكالتي الفضاء الأوروبية والكندية. (تصوير كريس غان):

6. في البداية، كان من المقرر أن يتم الإطلاق في عام 2007، ولكن تم تأجيله لاحقًا إلى عامي 2014 و2015. ومع ذلك، تم تثبيت الجزء الأول من المرآة على التلسكوب فقط في نهاية عام 2015، ولم يتم تجميع المرآة المركبة الرئيسية بالكامل حتى فبراير 2016. (تصوير كريس غان):

7. ترتبط حساسية التلسكوب ودقة وضوحه ارتباطًا مباشرًا بحجم منطقة المرآة التي يجمع الضوء من الأجسام. وقد قرر العلماء والمهندسون أن الحد الأدنى لقطر المرآة الأساسية يجب أن يكون 6.5 متر لقياس الضوء من أبعد المجرات.

من السهل صنع مرآة مشابهة لمرآة تلسكوب هابل، ولكن حجم أكبرغير مقبول لأن كتلته ستكون كبيرة جدًا بحيث لا يمكن إطلاق تلسكوب إلى الفضاء. احتاج فريق العلماء والمهندسين إلى إيجاد حل بحيث تكون كتلة المرآة الجديدة 1/10 من كتلة مرآة تلسكوب هابل لكل وحدة مساحة. (تصوير كريس غان):

8. ليس هنا فقط يصبح كل شيء أكثر تكلفة من التقدير الأولي. وهكذا تجاوزت تكلفة تلسكوب جيمس ويب التقديرات الأصلية بما لا يقل عن 4 مرات. كان من المخطط أن تبلغ تكلفة التلسكوب 1.6 مليار دولار ويتم إطلاقه في عام 2011، ولكن وفقًا للتقديرات الجديدة، يمكن أن تصل التكلفة إلى 6.8 مليار دولار، ولكن هناك بالفعل معلومات حول تجاوز هذا الحد إلى 10 مليارات (تصوير كريس غان):

9. هذا مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة. وسوف يقوم بتحليل مجموعة من المصادر، مما سيسمح له بالحصول على معلومات حول كليهما الخصائص الفيزيائيةالأشياء قيد الدراسة (على سبيل المثال، درجة الحرارة والكتلة)، وحولها التركيب الكيميائي. (تصوير كريس غان):

وسيتيح التلسكوب اكتشاف الكواكب الخارجية الباردة نسبيًا مع درجة حرارة سطح تصل إلى 300 كلفن (وهو ما يعادل تقريبًا درجة حرارة سطح الأرض)، وتقع على مسافة أبعد من 12 وحدة فلكية. أي عن نجومهم، ويبعدون عن الأرض مسافة تصل إلى 15 سنة ضوئية. الى المنطقة مراقبة مفصلةسوف يضرب أكثر من عشرين نجمًا أقرب إلى الشمس. بفضل جيمس ويب، من المتوقع حدوث تقدم حقيقي في علم الكواكب الخارجية - ستكون إمكانيات التلسكوب كافية ليس فقط لاكتشاف الكواكب الخارجية نفسها، ولكن حتى الأقمار الصناعية والخطوط الطيفية لهذه الكواكب.

11. اختبار المهندسين في الغرفة. نظام رفع التلسكوب، 9 سبتمبر 2014. (تصوير كريس غان):

12. بحث عن المرايا، 29 سبتمبر 2014. الشكل السداسي للقطع لم يتم اختياره بالصدفة. لديها عامل تعبئة عالي ولها تناظر من الدرجة السادسة. ويعني عامل التعبئة العالي أن الأجزاء تتلاءم مع بعضها البعض دون وجود فجوات. بفضل التناظر، يمكن تقسيم أجزاء المرآة الـ 18 إلى ثلاث مجموعات، حيث تكون إعدادات كل منها متطابقة. أخيرًا، من المرغوب فيه أن يكون للمرآة شكل قريب من الدائري - لتركيز الضوء على الكاشفات بشكل مضغوط قدر الإمكان. على سبيل المثال، يمكن للمرآة البيضاوية أن تنتج صورة ممدودة، بينما ترسل المرآة المربعة الكثير من الضوء من المنطقة المركزية. (تصوير كريس غان):

13. تنظيف المرآة بالثلج الجاف بثاني أكسيد الكربون. لا أحد يفرك بالخرق هنا. (تصوير كريس غان):

14. الغرفة A عبارة عن غرفة اختبار فراغية عملاقة ستحاكي الفضاء الخارجي أثناء اختبار تلسكوب جيمس ويب، في 20 مايو 2015. (تصوير كريس غان):

17. يبلغ حجم كل قطعة من الأجزاء السداسية الثمانية عشر للمرآة 1.32 متر من الحافة إلى الحافة. (تصوير كريس غان):

18. كتلة المرآة نفسها في كل قطعة 20 كجم، وكتلة القطعة المجمعة بأكملها 40 كجم. (تصوير كريس غان):

19. يتم استخدام نوع خاص من البريليوم في مرآة تلسكوب جيمس ويب. إنه مسحوق ناعم. يوضع المسحوق في وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ ويُضغط ليصبح على شكل مسطح. بمجرد إزالة الحاوية الفولاذية، يتم قطع قطعة البريليوم إلى نصفين لتكوين مرايا فارغة يبلغ عرضها حوالي 1.3 متر. يتم استخدام كل مرآة فارغة لإنشاء قطعة واحدة. (تصوير كريس غان):

20. ثم يتم طحن سطح كل مرآة لإعطائها شكل قريب من الشكل المحسوب. بعد ذلك، يتم تنعيم المرآة وصقلها بعناية. تتكرر هذه العملية حتى يقترب شكل قطعة المرآة من الشكل المثالي. بعد ذلك، يتم تبريد الجزء إلى درجة حرارة -240 درجة مئوية، ويتم قياس أبعاد الجزء باستخدام مقياس تداخل الليزر. ثم المرآة، مع الأخذ في الاعتبار المعلومات الواردة، تخضع للتلميع النهائي. (تصوير كريس غان):

21. بمجرد معالجة الجزء، يتم طلاء الجزء الأمامي من المرآة بطبقة رقيقة من الذهب لتعكس بشكل أفضل الأشعة تحت الحمراء في نطاق 0.6-29 ميكرون، ويتم إعادة اختبار الجزء النهائي في درجات حرارة مبردة. (تصوير كريس غان):

22. العمل على التلسكوب في نوفمبر 2016. (تصوير كريس غان):

23. أكملت وكالة ناسا تجميع تلسكوب جيمس ويب الفضائي في عام 2016 وبدأت في اختباره. هذه الصورة بتاريخ 5 مارس 2017. عند التعرض لفترة طويلة، تبدو التقنيات مثل الأشباح. (تصوير كريس غان):

26. باب نفس الغرفة أ من الصورة الرابعة عشرة والتي يتم فيها محاكاة الفضاء الخارجي. (تصوير كريس غان):

28. تدعو الخطط الحالية إلى إطلاق التلسكوب على صاروخ أريان 5 في ربيع عام 2019. وعندما سُئل عما يتوقع العلماء أن يتعلموه من التلسكوب الجديد، قال العالم الرئيسي للمشروع جون ماثر: "نأمل أن نجد شيئًا لا يعرف عنه أحد شيئًا". (تصوير كريس غان):

يعد جيمس ويب نظامًا معقدًا للغاية يتكون من آلاف العناصر الفردية. وهي تشكل مرآة التلسكوب وأدواته العلمية. أما بالنسبة للأخيرة فهي الأجهزة التالية:

كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة؛
- جهاز للعمل في المدى المتوسط ​​للأشعة تحت الحمراء (Mid-Infrared Instrument)؛
- مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة؛
- مستشعر التوجيه الدقيق/مصور الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف بدون شق.

من المهم جدًا حماية التلسكوب بشاشة تحجبه عن الشمس. والحقيقة هي أنه بفضل هذه الشاشة، سيتمكن جيمس ويب من اكتشاف الضوء الخافت جدًا للنجوم البعيدة. لنشر الشاشة، تم إنشاء نظام معقد مكون من 180 جهازًا مختلفًا وعناصر أخرى. أبعادها 14*21 متر. واعترف رئيس مشروع تطوير التلسكوب قائلاً: "إن هذا يجعلنا متوترين".

والمهام الرئيسية للتلسكوب الذي سيحل محل هابل هي: الكشف عن ضوء النجوم والمجرات الأولى التي تشكلت بعد الانفجار الكبير، ودراسة تكوين وتطور المجرات والنجوم وأنظمة الكواكب وأصل الحياة. سيكون ويب قادرًا أيضًا على التحدث عن متى وأين بدأت إعادة تأين الكون وما سبب ذلك.

مصادر