ظهرت فكرة التلسكوب الفضائي للمرة الأولى في عام 1923م عندما اقترح العالم الألماني “هيرمان أوبرث” – أحد مؤسسي علم الصواريخ – إطلاق تلسكوب إلى الفضاء على متن صاروخ. في عام 1946م، كتب “ليمان سبيتزر”، ورقة يقترح فيها مرصداً فضائياً. وقد أمضى سبيتزر الخمسين عاماً التالية في العمل على جعل هذا التلسكوب الفضائي حقيقة، وقد تم إطلاق هابل في 24 أبريل 1990م.
صورة ألتُقطت أثناء قيام مكّوك ديسكفريSTS-31 بحمل مرصد هابل إلي الفضاء
غالباً ما يعتقد الناس وبشكل خاطئ أن طاقة التلسكوب تكمُن في قدرته علي تكبير الأجسام. لكن في الحقيقة تعمل التلسكوبات من خلال جمع كمية أكبر من الضوء من تلك التي تجمعها العين البشرية. فكلما كانت مرآة التلسكوب أكبر، كلما تمكن التلسكوب من جمع كمية أكبر من الضوء، وبالتالي تحسين رؤيته. يبلغ قطر المرآة الرئيسية لتلسكوب هابل 94.5 انشا (2.4 متر). تعد هذه المرآة صغيرة بالمقارنة مع تلك المرايا الموجودة في التلسكوبات الأرضية الحديثة، التي يُمكن أن يصل قطرها إلى حوالي 400 إنش (1000 سنتمتر) وربما تفوق ذلك أيضا، ورغم ذلك فإن موقع هابل خلف الغلاف الجوي للأرض يُمكّنه من الحصول على وضوح أكبر.
يقع التلسكوب في مدار حول الأرض علي ارتفاع 545 كيلومتر ، ويقع أيضاً في مدار يميل بزاوية 28.5 درجة بالنسبة لخط الإستواء الأرضي.
يتحرك تلسكوب هابل الآن في مداره بسرعة 28000كم في الساعة ، مما يعني أنه ينجز دورة كاملة حول الأرض التي يبلغ محيطها 40075 كيلومتر (24902 ميل) خلال 97 دقيقة فقط ! حيث يدور حول الأرض حوالي 15 مرة في اليوم.
صورة توضح كثافة الأجسام الفضائية الاصطناعية حول الأرض
هابل ليس وحيداً في الفضاء ، وذلك لأن الفضاء مكان مشغول دائماً وهناك الكثير من الأقمار الصناعية الأخري غير هابل.. يشغل الحطام الفضائي حيزاً كبيراً حول مدار الأرض.
إذاً كيف لا يصطدم هابل بالأشياء الأخري الموجودة في الفضاء ويحافظ علي مداره !؟
أولا : لا يوجد الكثير من الأقمار الصناعية تملك مدارات مشابهة لمدار هابل ،وهذا في الواقع ما يجعل مداره أكثر أمانا.
ثانيا : معظم الحطام الفضائي والصخور الفضائية الموجودة في مدار الأرض كبيرة بما يكفي لرؤيتها ،وبالتالي إذا كان هناك احتمال للتصادم فيمكننا التنبؤ بوقت حدوثه ، في الواقع لا يمكننا تغيير مدار هابل لأنه لا يوجد محرك به ، وإنما نستطيع تغيير توجهه وفي أصعب الحالات يمكننا إدارته بحيث يقابل الحطام الفضائي بالجزء الخلفي منه وهو الجزء القوي والحساس منه ليقابل التصادم.
وللأسف الجانب السلبي للتلسكوبات الفضائية هو احتمالية تصادمها مع الحطام الفضائي..
4- كيف تم إصلاح العطل في المرآة الرئيسية لـ هابل ؟
صقل المرآة الرئيسية لمرصد هابل في بيركن إلمر، مارس 1979م
بعد عدة سنوات من إطلاق تلسكوب هابل ،لوحظ أن الصور التي يُرسلها المرصد ذات جودة ضعيفة ،وهذه المشكلة أشارت إلي وجود عَيب في النظام البصري. ولذلك قد فشل هابل في التقاط صور ذات جودة عالية وهذا كان عكس المٌتوقَّع. اتضح فيما بعد أن سبب المشكلة هو وجود انحراف في المرآة الأوّلية للتلسكوب علي الرغم من أن المرآة قد أخذت وقتاً طويلاً لصُنعها وصقلِها بدقة عالية .
ولكن هذا العُطل في المرآة الرئيسية تم تصليحه .. كيف ذلك؟
عندما احتاج هابل إلي التصليح في ديسمبر عام 1993م قام روّاد الفضاء بمهمة إعادة إصلاحه.. تلتها رحلات أخري للصيانة في الأعوام 1997م – 1999م – 8 أكتوبر 2008م – 19 أكتوبر 2008م – 2009م.
رواد العمل على هابل خلال الرحلةSM4
تم تصميم هابل باستخدام عدسات لاصقة تسمي “كوستار” ، تم تركيب هذه القطعة من البصريات المصححة عوضاً عن أحد أجهزة هابل خلال مهمة الخدمة الأولي ، تألفت “كوستار” من مرايا صغيرة تم إدخالها في المسار الضوئي لـ هابل ، وبالتالي صححت مسار الحِزمة قبل أن تصل إلي الأجهزة العلمية ، لكن لاحقاً تم تصميم أجهزة من أجل تصحيح الشُذوذ الحاصل في البصريّات،وبذلك لم يعد هناك حاجة لعدسات “كوستار” فتمت إزالتها خلال مهمة الخدمة الرابعة .
وهذه الصورة توضح إلتقاط التلسكوب للمجرة اللّولبيّة M100 قبل وبعد تصحيح البصريّات.
المجرَّة اللَّولبيَّة M100، صورة التقطها مرصد هابل وهنا مُقارنَة لدقَّة الصُّورة قبل وبعد تَصحيح البصريَّات
في الحقيقة، كمية البيانات التي تم إنتاجها بواسطة هابل ليست ضخمة كما يعتقد البعض ، فهو يُرسل إلي الأرض كمية بيانات حجمها 120 غيغا بايت كل أسبوع وهو ما يعادل حوالي 26 قرص DVD
مسار البيانات : تُرسل البيانات في البداية إلي مدينة نيو ميكسيكوNew Mexico ،ثم إلي مركز غودارد-ناسا للطيران الفضائي GSFC ،وفي النهاية إلي معهد علوم تلسكوبات الفضاء في الولايات المتحدة الأمريكية وأيضاً إلي بضعة معاهد في أوروبا حيث تتم معالجة البيانات وأرشفتها هناك.
6- ماهو تلسكوب جيمس ويب الفضائي ،وما هي علاقته بـ هابل ؟
تلسكوب جيمس ويب الفضائيJWST
هذا هو تلسكوب جيمس ويب الفضائي JWST والذي من المخطط أن يتم إطلاقه إلي مدار يبعُد 1.5 مليون كيلومتر(حوالي 5 ثوانٍ ضوئية) عن الأرض وذلك سيكون في العام 2018م. بمرآته الرئيسية ذات القطر البالغ 6.5 متر ،سيكون قادرأ علي النظر إلي أجسام أكثر بُعداً وظُلمة مقارنة بـ هابل ،وقد تم الإتفاق علي تسميته “خليفة هابل” أو “Hubble’s successor”
7- كم عدد الكواكب التي اكتشاف هابل ويوجد احتمالية للحياة عليها ؟
هابل لعِب دور جزئي في اكتشاف بعض من الكواكب التي من المُحتمل أن يوجد عليها حياة، ولكن تلسكوبات الفضاء الأخري مثل تلسكوب “كيبلر” و”كوروت” أفضل بكثير من هابل في هذا الأمر وذلك لأنها صُمّمت تحديداً من أجل هذا الغرض وهو البحث عن كواكب صالحة للحياة فيما يتعلّق دور هابل أكثر بقياسات الأغلفة الجوية لهذه الكواكب.
حسناً ، للإجابة عن هذا السؤال فلنأخذ مثال عن المجرة الحلزونية NGC 3982 حيث تم التقاط 1400 صورة بمعدل صورة واحدة كل 10 ثواني علي مدار ثلاثة أسابيع ،وهو ما يعادل 10 ساعات معالجة..
يبدأ الأمر مع 7 صور بالأسود والأبيض ،قادمة من ثلاث كاميرات موضوعة في هابل. تُفتح صور هابل المُفردة والأوليّة بالأسود والأبيض وبعدها يتم مُعايرتها في برنامج Photoshop
الكاميرا التي التقطت هذه الصور مصنوعة من كاشفين ضوئيين يفصل بينهما فجوة ، يتم ملئ الفجوة بالبيانات القادمة من كاميرات أخري. يُعطي لكل صورة لون، ثم تُجمع معاً لتصبح صورة كاملة وملوّنة. ثم بعد ذلك يتم تنظيف العيوب التجميلية ويتضمن ذلك البيكسلات السيئة والأشعة الكونية وفجوة الكاشف ،يتم مساواة الصورة المركبة الملونة وقصها.
9- ماهي أهم الصور التي التقطها هابل علي مدار حياته ؟
هناك العديد من الصور الجميلة والرائعة التي التقطها هابل في الـ 25 سنة الماضية من حياته ولكن سأكتفي بعرض 3 صور فقط منها.
1 – Arp 273– الزهرة الكونية
التقط تلسكوب هابل عام 2011 هذه الصورة ، وهو تحتوي علي اصطدام مجرّتين ببعضهما البعض ،وهذا هو نتاج الاصطدام. يقع هذا المشهد الرائع علي بُعد 300 مليون سنة ضوئية من كوكب الأرض !
2 – Westerlund2 – مدينة كونية
نشرت وكالة ناسا هذه الصورة في الثالث والعشرين من شهر أبريل. وهي تعود لمجموعة نجمية ضخمة تتكوّن من 3000نجم ! ويقع مكانها علي بُعد 20000 سنة ضوئية من كوكب الأرض.
3 – NGC 6302– سديم الفراشة
هذه هو أثر انفجار نجم يبلغ حجمه خمسة أضعاف حجم الشمس ، وهذان الجناحان الرائعان هما سحب غاز تبلغ درجة حرارتهما 20 ألف درجة سليزيوز. وفي الوسط يقع هذا النجم. هذا المشهد يبعُد 4 آلاف سنة ضوئية عن كوكب الأرض.
للأسف هابل يمرّ الآن بمرحلته الأخيرة والتي لن يخدم بعدها أبداً حيث سيحاول روّاد الفضاء القيام بمسير فضائي من أجل استبدال بعض الأجزاء التي تُحافظ علي هابل ملحقاً في الفضاء من أجل العقد التالي سيتم أيضاً وصل آلية خاصة والتي ستسمح لمركبة فضائية مستقبلية أخري بالاتصال مع هابل ،وذلك من أجل سحبه بسلام إلي مكانه الأخير في المُحيط الهادي عندما يحين وقته. لكن قبل حلول ذلك الوقت ،فإن هابل سيستمر علي الأقل حتي عام 2020م .
