با پیمودن ۹۸ درصد مسیر
جیمز وب در یک قدمی مقصد قرار گرفت
به گزارش گوپا تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا در یک قدمی مقصد قرار دارد.
به گزارش گوپا به نقل از ایسنا و به نقل از ناسا، مهندسان قصد دارند در روز دوشنبه ۲۴ ژانویه (چهارم بهمن)، آخرین مانور تصحیح مسیر تلسکوپ جیمز وب را به انجام برسانند که طی آن، این رصدخانه چرخان به مدار مورد نظر در نقطه لاگرانژ ۲ در فاصله ی ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین می رسد.
در این زمان، "وب" برای آخرین و سومین بار پیشران خویش را طی مانوری معروف به MCC۲ روشن می کند.
از نظر ریاضی، نقاط لاگرانژی چاره ای برای آنچه "مسئله سه جسم محدود"(restricted three-body problem) نامیده می شود، هستند.
هر دو جسم پر جرمی که گرانش قابل توجهی دارند، پنج نقطه لاگرانژی ایجاد می کنند که در آن نیروهای گرانشی و نیروی مرکزگرا به تعادل می رسند.
نقاط لاگرانژی به ترتیب L۱ تا L۵ نام می گیرند و قبل از آنها نام دو جرمی که این نقاط را بوجود آورده اند قرار می گیرد نام جرم آسمانی بزرگ تر اول قرار می گیرد. برای مثال نقاط لاگرانژی زمین و خورشید، "نقطه لاگرانژ خورشید-زمین" (Sun-Earth Lagrange point) نامیده می شوند.
باآنکه که همه ی نقاط لاگرانژی نقاط تعادل گرانشی هستند اما همه ی آنها به صورت کامل پایدار نیستند. نقطه لاگرانژ ۱، ۲ و ۳ "شبه پایدار"(meta-stable) هستند.
اما چرا "وب" را به نقطه لاگرانژ ۲ می فرستیم؟
چونکه این نقطه مکانی ایده آل برای یک تلسکوپ مادون قرمز است. در نقطه لاگرانژ ۲، خورشید و زمین همیشه در یک طرف فضا قرار دارند و ازاین رو "جیمز وب" می تواند تجهیزات نوری و ابزار خویش را همیشه پشت به خورشید و در سایه نگه دارد. ازاین رو تجهیزات این تلسکوپ برای رصد تشعشات مادون قرمز که ما آنرا به شکل گرما حس می نماییم، سرد باقی می ماند و این تلسکوپ می تواند هر لحظه نیمی از آسمان را رصد کند و برای مشاهده نیم دیگر آسمان تنها کافی است چند ماه صبر نماییم تا این تلسکوپ به منطقه ی دیگری از آسمان سفر کند و بخش دیگری از آسمان که پیش تر "پشت" خورشید قرار داشت را فاش کند.
علاوه بر آن در این مکان، زمین به اندازه کافی از "وب" دور است ازاین رو گرمای آن که نزدیک به دمای محیط است به این تلسکوپ برخورد نخواهد کرد و از آنجائیکه نقطه لاگرانژ ۲ منطقه تعادل گرانشی است، "وب" به سادگی می تواند در مدار باقی بماند. توجه داشته باشید که چرخش در مدار L۲ آسان تر و کارآمدتر از ماندن در نقطه لاگرانژ ۲ است. با چرخش در این مدار، هیچ وقت سایه زمین روی "وب" نخواهد افتاد و نور خورشید که برای پایداری دمایی و تولید برق این تلسکوپ ضروری می باشد، قطع نخواهد شد. نقطه L۲ برای حفظ ارتباط با مرکز عملیات در زمین از راه شبکه فضای عمیق هم مناسب می باشد.
کاوشگر ناهمسان گرد ریزموجی ویلکینسون(WMAP) و رصدخانه فضایی هرشل هم به علل مشابه در این مدار قرار دارند.
به صورت کلی رسیدن یک فضاپیما به نقطه لاگرانژ ۲ کاری نسبتا ساده است اما ساختار "وب" جنبه دیگری به این مأموریت افزود.
"کارن ریکن"(Karen Richon) مهندس ارشد دینامیک پرواز "وب" در این مورد توضیح می دهد: تصور کنید یک توپ را به صورت مستقیم با تمام قوا به بالا پرتاب می کنید، توپ ابتدا با سرعت زیادی بالا می رود اما در نتیجه ی گرانش زمین از سرعت آن کم شده و توپ در یک نقطه اوج می ایستد و سپس به سمت پایین بازمی گردد.
بازوی شما به توپ انرژی پیمودن مسیری چندمتری را می دهد و موشک آریان ۵ هم برای جیمز وب مشابه بازوی شما برای توپ است با این تفاوت که انرژی پیمودن مسیری ۱.۱ میلیون کیلومتری را برای "وب" فراهم می آورد اما این انرژی برای فرار از گرانش زمین کافی نبود. ازاین رو اگر ما اجازه می دادیم این تلسکوپ درست مانند توپ، کاهش سرعت داده و در نهایت می ایستاد و به سمت زمین باز می گشت.
برخلاف توپ، "وب" قرار نیست به سطح زمین بازگردد. این تلسکوپ در مداری بیضی شکل خواهد ماند.
موتورهای کوچک جیمز وب که حدود هر سه هفته یک مرتبه یا بیشتر روشن می شوند آنرا در مدار L۲ نگه می دارند.
اما چرا آریان ۵ به وب انرژی بیشتری نداد؟ چرا این تلسکوپ احتیاج به انجام مانور اصلاح مسیر داشت؟
اگر آریان ۵ کمی بیش از اندازه احتیاج به "وب" انرژی می داد، در هنگام رسیدن به نقطه لاگرانژ ۲ سرعت آن بیش از اندازه می شد و این تلسکوپ از مدار علمی مورد نظر فراتر می رفت. در این صورت "وب" برای کاهش سرعت باید به دور خود و به سمت خورشید می چرخید.
نه تنها انجام چنین مانوری نیازمند میزان زیادی سوخت بود بلکه انجام آن غیر ممکن است چونکه برای انجام آن "وب" باید ۱۸۰ درجه می چرخید و رو به خورشید قرار می گرفت انجام چنین کاری تجهیزات نوری آنرا در معرض نور مستقیم خورشید قرار می داد. این ساختارها گرم می شدند و چسبی که آنها را کنار یکدیگر نگه می داشت ذوب می شد. نصب رانشگرهایی برای کاهش سرعت تلسکوپ به صورت مستقیم به دلایلی امکانپذیر نبود.
ازاین رو "وب" به اندازه ای از آریان ۵ نیرو دریافت کرد که نیازی به عقب گرد نباشد و روشن کردن پیشران تنها برای تنظیم مسیر و قرار گرفتن در مدار باشد. آریان ۵ با چنان دقتی "وب" را در فضا قرار داد که نخستین و مهم ترین مانور روشن کردن پیشران کوتاه تر از تصور بود و ازاین رو سوخت اضافی برای وب باقی ماند.
این تلسکوپ فضایی پیشرفته، در روز چهارم دیماه در ساعت ۷: ۲۰ بامداد به وقت منطقه زمانی شرقی(۱۵: ۵۰ به وقت تهران) از پایگاه فضایی اروپا در گویان فرانسه(مستعمره ای در شمال آمریکای جنوبی و در همسایگی کشور برزیل) به فضا پرتاب شد تا در نقطه لاگرانژ ۲ قرار بگیرد و ما را با خود به اولین روزهای تشکیل جهان ببرد.
در ماه سوم و چهارم دانشمندان "وب" را به سمت یک ستاره درخشان می گیرند تا نشان دهند که این رصدخانه می تواند روی اهداف تمرکز کند. ما بیشتر داده ها را از دوربین NIRCam دریافت خواهیم کرد. اما در این زمان ۱۸ تصویر تحریف شده از یک ستاره در دسترس خواهد بود چونکه هنوز آینه های این تلسکوپ هم تراز نشده اند.
بعد از گذشت پنج تا شش ماه تمامی تجهیزات علمی "وب" کالیبره و آماده کار می شوند و از این زمان به بعد، تلسکوپ فضایی "جیمز وب" کار خویش را با رصد آسمان آغاز می کند.
حالا با گذشت نزدیک به ۲۹ روز از پرتاب، جیمزوب ۹۸ درصد از مسیر را پیموده و در فاصله ی ۱.۴ میلیون کیلومتری از زمین قرار دارد.
منبع: goopa.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب