في منزله الجديد بعيدًا عن الأرض ، ربما لا يكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي وحيدًا تمامًا كما يبدو.
جيب الفضاء الذي يشغله التلسكوب ليس فراغًا تامًا – والآن حدث أمر لا مفر منه ، مع اصطدام قطعة صغيرة من الصخور ، نيزك صغير ، بأحد مقاطع مرآة ويب.
لكن لا داعي للذعر. يدرك المهندسون الذين قاموا ببناء التلسكوب بشدة قسوة الفضاء ، وقد تم تصميم Webb بعناية لتحملها.
“كنا نعلم دائمًا أن ويب سيتعين عليه أن يتغلب على بيئة الفضاء ، والتي تتضمن ضوءًا فوق بنفسجيًا قاسيًا وجسيمات مشحونة من الشمس ، وأشعة كونية من مصادر غريبة في المجرة ، وضربات عرضية من قبل النيازك الصغيرة داخل نظامنا الشمسي ،” يقول المهندس والنائب الفني لمدير المشروع بول جيثنر من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
“لقد صممنا وبنينا Webb بهامش أداء – بصري ، حراري ، كهربائي ، ميكانيكي – لضمان قدرته على أداء مهمته العلمية الطموحة حتى بعد سنوات عديدة في الفضاء.”
موقف Webb في L2. (ناسا)
تحتل Webb منطقة 1.5 مليون كيلومتر (أقل بقليل من مليون ميل) من الأرض تسمى L2.
إنها ما يُعرف باسم نقطة لاغرانج أو لاغرانج ، حيث يتوازن التفاعل الثقالي بين جسمين دائريين (في هذه الحالة ، الأرض والشمس) مع قوة الجاذبية المركزية للمدار لإنشاء جيب ثابت حيث يمكن أن تكون الأجسام منخفضة الكتلة ” متوقفة “لتقليل استهلاك الوقود.
هذا مفيد جدًا للعلم ، لكن هذه المناطق يمكنها جمع أشياء أخرى أيضًا.
كوكب المشتري، على سبيل المثال ، لديها أسراب من الكويكبات تشترك في مدارها في نقطتين من نقاط لاغرانج تشترك فيها مع الشمس. تحتوي الكواكب الأخرى أيضًا على كويكبات في نقاط لاغرانج ، وإن كانت أقل من كوكب المشتري.
من غير الواضح بالضبط مقدار الغبار الذي جمعته L2 ، لكن سيكون من الحماقة توقع أن المنطقة لم تجمع أيًا منها على الإطلاق.
لذلك ، تم تصميم Webb خصيصًا لتحمل القصف من جزيئات بحجم الغبار تنتقل بسرعات عالية للغاية. لم يتضمن تصميم Webb عمليات محاكاة فحسب ، بل أجرى المهندسون تأثيرات اختبار على عينات مرآة لفهم ماهية تأثيرات بيئة الفضاء ، ومحاولة التخفيف منها.
يمكن أن تحرك التأثيرات مقاطع المرآة ، لكن التلسكوب يحتوي على مستشعرات لقياس أوضاع المرآة ، والقدرة على ضبطها ، للمساعدة في تصحيح أي تشوهات قد تنتج.
يمكن لـ Mission Control هنا على الأرض إرسال تعديلات على Webb أيضًا لوضع المرايا في المكان الذي ينبغي أن تكون فيه. يمكن حتى الابتعاد عن البصريات المعروفة زخات الشهب مقدما.
وقد تم إنشاء Webb بهوامش خطأ هائلة ، بحيث لا يؤدي التدهور المادي المتوقع بمرور الوقت إلى إنهاء المهمة مبكرًا.
عادت الأضرار الناجمة عن الحطام المداري إلى لوحات هابل إلى الأرض بعد مهمة خدمة. (ناسا)
من المحتمل أن يكون في وضع أفضل من هابل ، الذي تعرض ، في مدار أرضي منخفض ، ليس فقط لتأثيرات النيازك الصغيرة ، ولكن لقصف مستمر من الحطام الفضائي.
على عكس هابل ، فإن المسافة إلى ويب تعني أن الفنيين لن يكونوا قادرين على الزيارة المادية وإجراء الإصلاحات. (لا يعني ذلك أن هابل قد تمت خدمته مؤخرًا ؛ كانت آخر مهمة من هذا القبيل في عام 2009، ولن يستقبل آخر.)
كانت النيازك الدقيقة التي ضربت التلسكوب – في وقت ما بين 23 و 25 مايو – حدثًا عشوائيًا. ومع ذلك ، كان التأثير أكبر من المتوقع ، مما يعني أنه يمثل فرصة لفهم بيئة L2 بشكل أفضل ، ومحاولة إيجاد استراتيجيات لحماية التلسكوب في المستقبل.
“مع تعرض مرايا ويب للفضاء ، توقعنا أن تؤدي تأثيرات النيازك الدقيقة العرضية إلى تدهور أداء التلسكوب بمرور الوقت” يقول مدير عنصر التلسكوب البصري Webb Lee Feinberg ناسا جودارد.
“منذ الإطلاق ، كان لدينا أربع ضربات صغيرة يمكن قياسها من نيازك دقيقة والتي كانت متوافقة مع التوقعات ، وهذه الضربات مؤخرًا أكبر مما افترضنا تنبؤات التدهور.
“سنستخدم بيانات الرحلة هذه لتحديث تحليلنا للأداء بمرور الوقت وأيضًا تطوير مناهج تشغيلية لضمان تعظيم أداء التصوير في Webb إلى أقصى حد ممكن لسنوات عديدة قادمة.”
لا يزال من المقرر وصول الصور الطيفية الأولى بالألوان الكاملة من Webb في الموعد المحدد ، في 12 يوليو 2022. لا يمكننا الانتظار على الإطلاق.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
