تصور کنید بخواهید از فاصله هزار مایلی، کرمشبتابی را تشخیص دهید که کنار یک فانوس دریایی نشسته است. این همان چالشی است که اخترشناسان هنگام شکار سیارهها در اطراف ستارههای دیگر با آن روبهرو هستند: نور ستاره، سیاره خود را تا چندین مرتبه بزرگی محو میکند. تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا اکنون در فضاست و با یک شاهکار جسورانه در مهندسی نوری به نام ابزار کرونوگراف، یا سیجیآی، این درخشش خیرهکننده را هدف گرفته است.
سیجیآی صرفا نور ستاره را مسدود نمیکند، بلکه آن را بازآرایی میکند. این ابزار، ماسکهای سنتی کرونوگراف را با کنترل فعال جبهه موج ترکیب میکند. دو آینه تغییرشکلپذیر، که هرکدام با بیش از ۱۶۰۰ محرک بسیار ریز هدایت میشوند، نور ورودی را خم و تنظیم میکنند تا نور سرگردان ستاره حذف شود و آنچه در کنار آن پنهان مانده آشکار گردد. میتوان آن را مانند تنظیم دقیق بینایی تلسکوپ دانست، تا تابش ستاره کم شود و درخشش کمنور سیاره باقی بماند.
هدف بسیار بلندپروازانه است. رومن میخواهد سیارههایی را ببیند که کنار ستارههایی قرار دارند که یک میلیارد برابر از آنها روشنترند، تقریبا همان اختلاف درخشندگی میان مشتری و خورشید ما. این توان میتواند تا هزار برابر بهتر از قابلیتهای کنونی تصویربرداری مستقیم باشد. سپس یک طیفنگار یکپارچه این نور کمفروغ را تجزیه میکند تا دانشمندان بتوانند اثرانگشتهای شیمیایی جوها را بخوانند و به جستوجوی ابرها، مهها و مولکولها بپردازند.
عکس تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن که در ۷ اوت ۲۰۲۶ در مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدای آمریکا گرفته شده است. در آمادهسازی برای پرتاب با موشک فالکون هوی در ۳۰ اوت ۲۰۲۶، این تلسکوپ با دقت درون تأسیسات خدماترسانی محمولههای خطرناک، به آداپتور محموله خود متصل شد. این پایه تخصصی، پایداری درون موشک را فراهم میکند و برای بارهای بزرگ و سنگین طراحی شده است.
این توانایی میتواند نوع جهانهایی را که قادر به مطالعه آنها هستیم تغییر دهد. تاکنون تصویربرداری مستقیم بیشتر غولهای گازی داغ و جوان را یافته است که در فاصله زیادی از ستارههای خود قرار دارند، زیرا جدا کردن آنها از نور ستاره آسانتر است. سیجیآی میتواند این روش را به مدارهای نزدیکتر و دماهای پایینتر گسترش دهد و دسترسی به غولهای گازی پیرتر و سردتری را فراهم کند که به خورشیدهای خود نزدیکتر میگردند. چنین سیارههایی نماینده بهتری از تنوع سامانههای سیارهای در کهکشان ما هستند.
دقت در اینجا حیاتی است. برای حفظ همترازی نوری ظریفی که کرونوگراف به آن نیاز دارد، مهندسان سازوکارهای همترازی دقیق، معروف به پیایامها، را ساختند تا فیلترها، ماسکها و آینهها را با پایداری شگفتانگیز در جای خود قرار دهند. طی هشت ساعت، پیایامها نباید بیش از ۴۰ میلیثانیه قوسی کج شوند. این تلرانس زاویهای معادل آن است که بتوان از نیمه راه اروپا، فردی را در لسآنجلس دید. چنین آرامش مکانیکی بالایی به آینههای تغییرشکلپذیر اجازه میدهد به جای دنبال کردن لرزشها، کوچکترین نواقص را اصلاح کنند.
میز نوری کاملا تجهیزشده سیجیآی پس از تحویل به مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا. در بزرگترین بُعد، این میز نوری ۱٫۷ متر × ۱٫۷ متر اندازه دارد.
شرکای اروپایی در مؤسسه اخترشناسی ماکس پلانک در هایدلبرگ، نقش محوری در توسعه پیایامها و سختافزارهای دیگر داشتند و همزمان از طریق برنامه مشارکت جامعه ناسا، در نرمافزار و برنامهریزی رصدها نیز همکاری کردند. اولیور کراوزه، که هدایت بخشهایی از این تلاش را بر عهده داشت، سیجیآی را از نظر فنی پیچیدهترین ابزار نوری میداند که تاکنون برای علم به فضا فرستاده شده است. ولفگانگ براندنر و همکارانش کارزار هدفگیری غولهای گازی در نور مرئی و پردازش دادههای دریافتی را هماهنگ میکنند.
رومن در ۳۰ اوت ۲۰۲۶ با موشک فالکون هوی اسپیسایکس از مرکز فضایی کندی پرتاب شد و اکنون به سوی مداری پیرامون نقطه ال۲ خورشید و زمین، در فاصله حدود یک میلیون مایلی از زمین، در حرکت است. مهندسان سیجیآی را روشن کردهاند، بررسیهای اولیه نرمافزاری آن را انجام دادهاند و همزمان با تکمیل راهاندازی رصدخانه، ماهها فرایند دقیق کالیبراسیون و آزمایش را آغاز کردهاند. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، ناسا انتظار دارد نخستین تصاویر علمی در اوایل ۲۰۲۷ منتشر شوند و دادهها برای دسترسی عمومی فوری به مرکز پشتیبانی علمی رومن ارسال شوند.
یکی از شش نمونه پروازی سازوکارهای همترازی دقیق، پیایامها، برای ابزار کرونوگراف، سیجیآی، که دوربینی روی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن است. پیایامها عناصر نوری سیجیآی را هنگام رصدها در جای خود قرار میدهند و پایدار نگه میدارند.
پیامدهای این فناوری فراتر از یافتن تعداد بیشتری از سیارههای مشتریمانند است. روشهایی که سیجیآی اعتبارسنجی خواهد کرد، از جمله حسگری بسیار دقیق جبهه موج، آینههای تغییرشکلپذیر در فضا و پایداری مکانیکی فوقالعاده، مسیرگشا برای مأموریتهای آیندهای هستند که میخواهند جهانهایی واقعا شبیه زمین را تصویربرداری کنند. ابزارهایی مانند رصدخانه پیشنهادی جهانهای زیستپذیر میتوانند از درسهای سیجیآی بهره ببرند و تصویربرداری مستقیم را به سوی سیارههایی پیش ببرند که شاید آب مایع روی آنها وجود داشته باشد.
رومن برای یک مأموریت اصلی پنجساله ساخته شده است و امکان تمدید آن نیز وجود دارد. صرفهجویی ناشی از پرتاب بسیار دقیق و اصلاحات اولیه مسیر اکنون نشان میدهد این رصدخانه میتواند برای دههها، شاید بیش از ۲۰ سال، از عملیات علمی پشتیبانی کند و به سیجیآی فرصت کافی بدهد تا توان خود را به نمایش بگذارد. وظیفه فوری، دقیق و زمانبر است: کالیبره کردن سامانهای که باید نادیدنی را دیدنی کند. دستاورد احتمالی عظیم است: راهی تازه برای خواندن جو سیارههای فراخورشیدی و شاید روزی، مشاهده امضای آبی کمفروغ جهانی شبیه به زمین خودمان.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.