چه تلسکوپی جانشینِ جانشین تلسکوپ فضایی هابل خواهد بود؟
هابل، تلسکوپ معروف و ارزشمند ناسا و سازمان فضایی اروپا سال‌هاست که فعالیت می‌کند و می‌توان گفت که به سن بازنشستگی نزدیک شده است. ناسا از سال‌ها پیش پروژه‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب، جانشین تلسکوپ هابل، را آغاز کرده و این تلسکوپ در آخرین مراحل پیش از پرتاب قرار دارد. اما مشکلات پیش آمده باعث تاخیر در پرتاب جیمز وب شد و کماکان باید منتظر ارسال این تلسکوپ به فضا بود.
با این حال برنامه‌ریزی‌ها برای طراحی یک تلسکوپ بزرگ‌تر و کارآمدتر پیش از این در ناسا آغاز شده است. چهار گروه از دانشمندان در حال آماده کردن طرح‌هایی برای نسل بعدی ماموریت‌های پرچمدار اخترفیزیکی ناسا هستند. حدود دو سال دیگر تنها یکی از این طرح‌ها برگزیده خواهد شد تا پروژه‌ی ساخت آن آغاز شود. تلسکوپی که در اواسط دهه‌ی ۲۰۳۰ به فضا ارسال خواهد شد.
هنوز قیمتی برای پروژه‌های پیشنهادی اعلام نشده است. هر چند که معمولا پروژه‌هایی در این رده به بودجه‌ای بیش از یک میلیارد دلار نیاز دارند. تلسکوپ فضایی جیمز وب اما بسیار پرهزینه‌تر از آب در آمد و پس از سال‌ها تاخیر در ارسال و افزایش بودجه با هزینه‌ای بالغ بر ده میلیارد دلار آماده‌ی پرتاب خواهد شد.
آینه‌ی طلایی تلسکوپ جیمز وب.
Credit: NASA/Desiree Stover
ناسا مسئولیت طراحی، توسعه و اجرایی کردن یکی از چهار طرح پیشنهادی را بر عهده خواهد داشت اما انتخاب یک پروژه از میان چهار گزینه بر عهده‌ی آکادمی ملی علوم آمریکا (NAS) خواهد بود. انتخابی سخت که کمیته‌ای از آکادمی ملی علوم آن را با نظرسنجی از اخترشناسان آمریکا انجام خواهد داد.
در ادامه خلاصه‌ای از چهار طرح پیشنهادی را مرور خواهیم کرد.
LUVOIR
طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی LUVOIR.
(Credit: NASA / LUVOIR CONCEPT TEAM; SERGE BRUNIER (BACKGROUND
یکی از گزینه‌های پیشنهادی تلسکوپی با نام نقشه‌بردار فروسرخ، مرئی و فرابنفش بزرگ یا LUVOIR است. تلسکوپی که می‌توان آن را نسخه‌ای تکامل یافته از تلسکوپ هابل دانست که عالم را در طول موج‌های فرابنفش، فروسرخ و مرئی رصد خواهد کرد.
این تلسکوپ آینه‌ای با قطر حدود ۱۵ متر، یعنی شش برابر قطر آینه‌ی تلسکوپ هابل، خواهد داشت. به عبارت دیگر تفکیک‌پذیری (رزولوشن) LUVOIR شش برابر هابل و توان گردآوری نور آن ۴۰ برابر این تلسکوپ خواهد بود.
دو طراحی متفاوت برای این تلسکوپ در نظر گرفته شده است. طراحی اول که در بالا به آن اشاره شد به گونه‌ای انجام شده که ارسال تلسکوپ به فضا با سامانه‌ی پرتاب فضایی (SLS) ناسا صورت گیرد. هرچند که این موشک عظیم فعلا از برنامه عقب است و آماده‌ی پرتاب نشده است. اگر ساخت این موشک لغو شود نسخه‌ی کوچک‌تری از LUVOIR با آینه‌ای به قطر هشت متر طراحی خواهد شد.
فعالیت LUVOIR گستره‌ای از موضوعات مختلف نجومی را پوشش خواهد داد. موضوعاتی مانند جست‌وجو برای یافتن سیارات فراخورشیدی مناسب برای شکل‌گیری حیات، مطالعه‌ی شکل‌گیری و تکامل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، نقشه‌برداری از ماده‌ی تاریک و تصویربرداری از اجرام منظومه‌ی شمسی.
HabEx
طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی HabEx.
Credits: NASA/JPL
رصدخانه‌ی سیارات فراخورشیدی زیست پذیر (HabEx) با هدفی بزرگ طراحی شده است: آشکارسازی مستقیم و تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی زیست پذیر به دور ستاره‌های خورشیدمانند.
این تلسکوپ علاوه بر جست‌وجو برای یافتن نشانه‌های زیستی (مانند آب و متان) تلاش خواهد کرد تا از سیارات زمین‌مانند به طور مستقیم تصویربرداری کند.
اساس کار این تلسکوپ بسیار خاص و عجیب است. ساختاری بزرگ و گل‌مانند با نام Starshade در این رصدخانه استفاده خواهد شد که با کمک آن نور ستاره پوشانده می‌شود. به این ترتیب نور شدید ستاره مانع از ثبت نور کم سیارات پیرامون آن نخواهد شد. با این روش می‌توان نور اندک سیارات را آشکار و به‌طور مستقیم از آن‌ها تصویربرداری کرد.
طرحی از تلسکوپ HabEx و Starshade آن.
قطر آینه‌ی HabEx چهار متر در نظر گرفته شده است اما Starshade آن بسیار بزرگ‌تر خواهد بود.
این تلسکوپ علاوه بر ثبت تصاویر در طول موج مرئی در طول موج فرابنفش و فروسرخ نیز کیهان را رصد خواهد کرد. به این ترتیب کاربرد این تلسکوپ تنها در پژوهش‌های مربوط به سیارات فراخورشیدی خلاصه نخواهد شد.
رصدخانه‌ی پرتو ایکس Lynx
طرحی گرافیکی از رصدخانه‌ی پرتو ایکس Lynx.
Credits: NASA/MSFC
این تلسکوپ را می‌توان جانشینی برای رصدخانه‌ی پرتو ایکس چاندرا دانست. Lynx با هدف رصد اولین سیاهچاله‌های عالم طراحی شده است. علاوه بر این رصدهای پرتو ایکس Lynx به دانشمندان در فهم شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی کمک خواهد کرد. رصد ابرنواخترها دیگر موضوعی است که این تلسکوپ به بررسی آن خواهد پرداخت.
قطر این تلسکوپ ۳ متر در نظر گرفته شده است.
تلسکوپ فضایی Origins
طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی Origins.
Credits: NASA/GSFC
تلسکوپ فضایی Origins نیز در زمینه‌ی سیارات زیست‌پذیر فعالیت خواهد کرد و به دنبال حل معمای چگونگی شکل‌گیری این سیارات خواهد بود.
این تلسکوپ در طول موج فروسرخ آسمان را رصد خواهد کرد. رصد در این طول موج این امکان را فراهم می‌کند تا با پشت سر گذاشتن ابرهای غبار نمایی شفاف را از ستاره‌ها و سیاراتی که در حال شکل‌گیری هستند مشاهده کنیم. این تلسکوپ را می‌توان نسل بعدی تلسکوپ فضایی هرشل دانست. ماموریتی اروپایی که به مدت چهار سال و تا سال ۲۰۱۳ آسمان را در طول موج فروسرخ کاوش کرد.
قطر این تلسکوپ فضایی ۹/۱ متر (در طراحی اول) و یا ۵/۹ متر (در طراحی دوم) در نظر گرفته شده است و دانشمندان این پروژه اعلام کرده‌اند که این تلسکوپ هزار برابر از تمام تلسکوپ‌های فروسرخی که تاکنون به فضا ارسال شده‌اند حساس‌تر خواهد بود.
آینده‌ی جذاب پیش روی اخترفیزیک
مقایسه‌ی چهار طرح پیشنهادی برای تلسکوپ فضایی بعدی ناسا.
Credit: NASA
تصمیم‌گیری درباره‌ی انتخاب یکی از این چهار طرح حدود دو سال دیگر طول خواهد کشید. پس از آن نیز حدود پانزده سال زمان لازم است تا طراحی و توسعه‌ی طرح به پرتاب منجر شود.
تا آن زمان ناسا دو ماموریت مهم دیگر را در رده‌ی ماموریت‌های پرچمدار اخترفیزیک پیش رو دارد: تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و تلسکوپ نقشه‌برداری فروسرخ میدان باز (WFIRST). پرتاب جیمز وب در سال‌های اخیر چند بار به تعویق افتاده و طبق برنامه‌ی فعلی قرار است در سال ۲۰۲۱ به فضا ارسال شود. WFIRST نیز در حال آماده شدن برای پرتاب در سال ۲۰۲۵ است.
عکس کاور: نمایی از تلسکوپ فضایی هابل در مدار زمین.
Credit: NASA/ESA
منبع: Space
