تلسكوب رومان يطيل رحلته ويرصد الكون بوضوح أكبر
قد يواصل تلسكوب ناسا Roman رصد الكون 12 عاماً إضافياً، فيما ستكون صوره أحدّ بنحو 30% من المتوقع. إليك كيف تعزز هذه المفاجآت بحثه عن كواكب خارج المجموعة الشمسية قد تكون صالحة للحياة.
قد يواصل تلسكوب Nancy Grace Roman الفضائي التابع لناسا عمله أكثر من ضعف عمره المقرر البالغ 10 سنوات، وقد يلتقط صوراً للكون حتى عام 2048. فقد وفّرت مناورتان دقيقتان، وخفة وزن المرصد عمّا كان مخططاً له، وقوداً يكفي نحو 12 سنة إضافية. وتشير اختبارات التشغيل الأولى إلى أن صوره ستكون أحدّ مما توقّع مصمموه، وهو ما قد يعزّز بحثه عن عوالم خارج المجموعة الشمسية، ومنها كواكب يُحتمل أن تكون صالحة للسكن.
أين وصل التلسكوب الآن؟
أُطلق Roman بنجاح في 30 أغسطس على متن صاروخ Falcon Heavy التابع لشركة SpaceX من مركز كينيدي الفضائي في فلوريدا، بعد أن بدأ العلماء بناءه قبل أكثر من عقد من موعد الإطلاق. ويزيد طول المرصد على 12.7 متراً (42 قدماً)، ويعادل وزنه تقريباً وزن ديناصور تيرانوصور ريكس بالغ.
وجهته هي نقطة لاغرانج الثانية (L2)، وهي نقطة ثابتة بالنسبة إلى الأرض تلغي عندها جاذبية الأرض وجاذبية الشمس إحداهما الأخرى. وتبعد هذه النقطة عن الأرض أكثر من 1.6 مليون كيلومتر (مليون ميل)، وينتظر أن ينضم Roman فيها إلى تلسكوب جيمس ويب وتلسكوب Euclid التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. وقد بلغت الرحلة نحو 85%، ويُتوقع الوصول في أقل من أسبوعين.
وسارت مرحلة التشغيل التجريبي، أي اختبار الأجهزة قبل بدء العمل العلمي، من دون مشكلات. فقد شغّل علماء المهمة أجهزة المرصد واختبروها عن بُعد أثناء الرحلة. وفي 25 سبتمبر أعلنت ناسا أن شبكة محطات أرضية عالمية اتصلت بالتلسكوب وتتلقى إشاراته كما هو متوقع، وهي مهيأة لاستقبال ما يصل إلى 1.4 تيرابايت من البيانات يومياً. وفي 30 سبتمبر أعلنت أن الكوروناغراف (Coronagraph)، وهو جهاز يحجب ضوء النجوم البعيدة ليتمكن الراصد من رؤية العوالم القريبة منها، اجتاز مرحلة التشغيل التجريبي الرئيسية ويعمل كما صُمّم.
كيف وفّر التلسكوب وقود 12 عاماً؟
منح محرّكا المرصد الدفعة اللازمة لمغادرة مدار الأرض نحو L2 عبر مناورتين كبيرتين. ووفّرت كل مناورة من المناورتين الدقيقتين ما يصل إلى أربع سنوات من الوقود. وقال Jamie Dunn، مدير مركز غودارد لرحلات الفضاء، في بيان صدر في 14 سبتمبر، إن ذلك تحقق بفضل «التخطيط المتقن لفريق ديناميكيات المدار لدينا» و«التنفيذ البارع من فريق العمليات».
وجاء مصدر ثانٍ للوفر من وزن المرصد نفسه. فقد قالت Alison Rao، مسؤولة الدفع في مهمة Roman بمركز غودارد: «بما أن وزن Roman كان أقل مما رصدناه في الميزانية، تمكّنا من ملء خزانات الوقود إلى سعتها القصوى بدلاً من ملئها بالقدر الذي نحتاجه فقط». ومنح ذلك المهندسين وقود أربع سنوات إضافية قبل الإطلاق.
ويقدّر الفريق أن مجموع الوفر قد يمنح التلسكوب 12 سنة إضافية من الوقود. وقد يضاعف ذلك عمره المخطط أكثر من مرتين، أي أن Roman قد يلتقط صوراً كونية في عام 2048. وقد يتمكن المهندسون من تمديد المهمة إلى ما بعد تقديرات الوقود نفسها.
وليس هذا غريباً على المراصد الفضائية. فتلسكوب هابل يعمل منذ أكثر من عقدين بعد انقضاء معايير مهمته الأولية. أما مرصد Swift فعاش عشرة أضعاف ما كان متوقعاً له، وسقط عائداً إلى الأرض الأسبوع الماضي.
وقال Eamonn Kerins، عالم الفلك في جامعة مانشستر: «من الرائع أن نعلم أن Roman لا يحقق أهدافه التصميمية فحسب، بل يتجاوزها». وأضاف أن المعنيين «أنجزوا عملاً مذهلاً»، وأن «عملهم ضمن أن Roman أكثر من قادر على أداء المهمة».
ماذا تعني الصورة الأحدّ بنسبة 30%؟
الأداة الرئيسية في المرصد هي أداة المجال الواسع (WFI)، وتضم كاميرا بدقة 288 ميغابكسل ومرآة بقطر 2.4 متر (7.9 أقدام). ومجال رؤيتها أكبر من مجال رؤية هابل بنحو 100 مرة. وكانت صورها الاختبارية الأولى نقاطاً خضراء ضبابية ناتجة عن اختبار 18 كاشفاً ضوئياً، أما صورها كاملة الدقة في المستقبل فقد يحتاج عرضها إلى عشرات من أجهزة التلفزيون عالية الوضوح.
وبعد مرحلة التشغيل الأولى، يُتوقع أن تكون صور WFI أحدّ بنحو 30% مما توقعه المصممون. وقد تحقق ذلك بعد أن حسّن الباحثون التركيز بإعادة محاذاة مرآة الأداة، وهي بحجم سيارة، بمقدار جزء من 16 من قطر شعرة الإنسان. وأعلنت ناسا ذلك في 14 أكتوبر.
ويشبّه Maxime Rizzo، مهندس أنظمة WFI في مركز غودارد، المعايرة بإعداد آلة موسيقية، فيقول: «معايرة الجهاز تشبه ضبط البيانو أو الغيتار قبل الحفل». ويضيف: «تضبط كل شيء حتى يصبح على النحو الذي تريده، ثم تترك الإعدادات كما هي ليؤدي الجهاز أداءً ثابتاً طوال استخدامك له».
أما Alden Jurling، كبير مهندسي البصريات العاملين على Roman في مركز غودارد، فيقول: «ستكون جميع صور مسوحات Roman الكونية أحدّ مما توقعنا». ويضيف: «إنها نتيجة رائعة».
وقد تفيد هذه الحدّة بحث التلسكوب عن كواكب خارجية يُحتمل أن تكون صالحة للسكن. لكن Kerins يوضح أن الصور الأحدّ لا تعني بالضرورة أن Roman سيعثر على كواكب خارجية أكثر مما كان متوقعاً. والمتوقع أن يبحث المرصد عن نحو 100,000 عالم جديد خارج المجموعة الشمسية، وهو تقدير لا رقم مؤكد.
ما الذي تتيحه سنوات الرصد الإضافية؟
يستطيع Roman جمع البيانات بسرعة تصل إلى 1,000 ضعف سرعة هابل. وفي هذا قال Kerins: «مع عمر يبلغ 20 عاماً لـRoman، يمكننا نظرياً إنجاز أكثر من 20,000 سنة من أعمال المسح التي يقوم بها هابل». وأضاف: «هذا كثير من العلم!».
وتتيح مهمة أطول مقارنة أجرام محددة بين صورتين تفصل بينهما عقود، ومنها السُّدُم المتمددة والمجرّات المتصادمة. وقد يكشف التمديد أيضاً تغيرات في أجرام وظواهر كونية لم تُكتشف بعد. ويرى Kerins أن «النتائج المذهلة الحقيقية ستكون أشياء جديدة لا نفكر فيها حتى الآن»، ويضيف: «الاحتمالات مذهلة حقاً».
ويعزو Kerins ما يظهر الآن إلى التصميم، فيقول: «ما نراه الآن من الأداء البصري الفعلي والعمر المقدَّر لـRoman يبيّن مدى جودة عملية التصميم تلك». ويضيف: «إنه إنجاز لافت. لا أطيق صبراً لأرى ما سيقدّمه لنا Roman».
وحين يبلغ Roman نقطة L2 خلال أقل من أسبوعين، سيبدأ التقاط أولى صوره الكونية المعمّقة. وهي ما يُنتظر أن يبيّن مدى تطابق ما أظهرته الاختبارات مع أداء المرصد في الفضاء.
أخبار ذات صلة
ناسا تبدأ مسعى جديداً لإعادة عينات المريخ إلى الأرض
لا نستطيع رؤية الومضات الراديوية السريعة، لكن أصبح بإمكاننا سماعها الآن بفضل كاتدرائية فنلندية
كوكب خارجي صالح للحياة: ماذا يتطلب حقاً؟
