فيزياء3_201104_162252

‫تلسكوب هابل الفضائي‬ ‫منذ بداية البشرية وطيلة عقود مضت اعتمد البشر على العين‬ ‫ال ُمج ّردة في طرق استكشافهم للكون من حولهم الى أن قام‬ ‫جاليليو بتوجيه تلسكوبه نحو السماء في عام ‪ ،1610‬ومع‬ ‫مرور الزمن تطورت أجهزة التلسكوب في كل تفاصيلها‬ ‫ال ُمع ّقدة حتى شهد العالم إطلاق تلسكوب هابل في شهر أبريل‬ ‫من عام ‪ 1990‬و ُع ّد ذلك أهم تق ّدم في علم الفلك منذ تلسكوب‬ ‫غاليليو‪ ،‬ويضاف الى ذلك أنّه أول تلسكوب رصد بصر ّي‬ ‫بهذا الحجم الكبير يطلق الى الفضاء‪ ،‬وخلال ‪ 25‬عام من م ّدة‬ ‫تشغيله وقرابة خمس مهام قام بها استطاع تغير نظرة الجنس‬ ‫البشري للكون من خلال استخدامه لمراقبة الكواكب‬ ‫والمجرات البعيدة وكذلك رصد الكواكب في النظام الشمسي‪،‬‬ ‫ومن الجدير بالذكر أنّه تم تسمية تلسكوب هابل نسبة الى‬ ‫إدوين هابل الذي استخدم أكبر تلسكوب في عصره في‬ ‫عشرينيات القرن الماضي‪.‬‬

‫بنية وتصميم تلسكوب هابل الفضائي‬ ‫يتّخذ تلسكوب هابل الشكل الأسطواني وهو كبير الحجم ويحيط‬ ‫بجوانبه ألواح شمسية طويلة مستطيلة ويبلغ طوله حوالي ‪ 13‬مت ًرا‬ ‫وقطره ‪ 4.2‬متر ويتملك عدة أجهزة ومعدات تعمل على تحليل‬ ‫الضوء الذي تم تجميعه من المرآة الموجودة في التلسكوب‪ ،‬وتتألف‬ ‫هذه المرآة من جزئين أحدهما أساسي وهي مرآة مقعّرة قطرها ‪2.4‬‬ ‫متر والآخر ثانوي وهي مرآة محدّبة أصغر حيث يبلغ قطرها ‪0.3‬‬ ‫متر وتكمن وظيفة هذه المرايا في صدّ الضوء غير المرغوب فيه‪،‬‬ ‫ويتّخذ مسار الضوء عبر التلسكوب شكل حرف ‪ Z‬في اللغة‬ ‫الإنجليزية ويبدأ مساره من المصدر مباشرةً الى أن يصل المرآة‬ ‫الأساسية‪ ،‬ويستمد طاقته الكهربائية من خلال الألواح الشمسية التي‬ ‫تصل قدرة انتاجها الى حوالي ‪ 2400‬واط من الكهرباء وتعمل‬ ‫البطاريات على إمداده بالطاقة اللازمة عند تمركزه في ظل كوكب‬ ‫الأرض حيث يدور هابل حول الأرض لمدة ‪ 97‬دقيقة ويقضي ‪25‬‬ ‫دقيقة من ذلك الوقت في ظ ّلها والمتبقي منه في ضوء الشمس‬ ‫المباشر مما يجعله يتعرض لمختلف درجات الحرارة بمعدل ‪15‬‬ ‫م ّرة يوم ًيا مما تتطلب اتخاذ إجراءات لحماية التلسكوب والحفاظ‬ ‫على معداته‪ ،‬ولذلك السبب عند تصميم تلسكوب هابل تم الأخذ بعين‬ ‫الاعتبار كل الجوانب التي قد يتعرض لها في الفضاء ومن هذه‬ ‫الجوانب قدرته على تحمل درجات الحرارة العالية جدًا‪.‬‬

‫مبدأ عمل تلسكوب هابل الفضائي‬ ‫إ ّن عملية الرصد في تلسكوب هابل أبعد ما تكون عن الإجراءات‬ ‫البسيطة حيث يقوم ال ُمشغّ ُل بإعطاء أوامر الى التلسكوب تشتمل‬ ‫تحديد نقطة ال ّرصد وعدة تعليمات لتجنب ضوضاء الأشعة القادمة‬ ‫من ال ّشمس والقمر والمدة الزمنية لمراقبة الهدف المرصود وشكل‬ ‫وتنسيق البيانات الواجب استخدامها لإرسال النتيجة وضبط هوائيات‬ ‫الإرسال والاستقبال اللاسلكي‪ ،‬وينبغي إجراء كل هذه العملية‬ ‫والأوامر من خلال رموز حاسوبية ترسل الى هوائيات الاستقبال‬ ‫اللاسلكي‪ ،‬وتساهم النجوم الإرشادية؛ وهو مصطلح يطلق على‬ ‫معالم النجوم الساطعة التي يمكن العثور عليها بسهولة بالقرب من‬ ‫نقاط الرصد المطلوبة‪ ،‬في تسهيل عملية الرصد ويعود الفضل في‬ ‫معرفتها الى التلسكوبات الموجودة على سطح الأرض حيث من‬ ‫خلالها تم رسم العديد من الخرائط لهذه النجوم‪ ،‬وتبقى مهمة‬ ‫تلسكوب هابل في استخدامها للحفاظ على موقعه‪.‬‬ ‫اكتشافات تلسكوب هابل الفضائي‬ ‫تنبع أهمية تلسكوب هابل في قدرته على رصد أجسام بعيدة في‬ ‫الفضاء الخارجي كان من المستحيل رصدها في أجهزة التلسكوب‬ ‫الأرضية‪ ،‬وتعزى تلك الميزة إلى أنّه عندما قام العلماء بتوجيه‬ ‫تلسكوب هابل الى منطقة فارغة في الفضاء في عام ‪1995‬م حينها‬ ‫تم التقاط صورة لأكثر من ‪ 3000‬مجرة بعيدة جدًا بعضها لم تتشكل‬ ‫نجومها‪ ،‬بشكل مكتمل وأطلق على تلك المنطقة لاحقًا في ذلك الوقت‬

‫اسم حقل هابل العظيم‪ ،‬ولا تقتصر وظيفة تلسكوب هابل على‬ ‫الرصد فقط فقد ساعد علماء الفلك على تحديد الفترة الزمنية لعمر‬ ‫الكون الذي كان يقدر بحوالي ‪ 10‬الى ‪ 20‬مليار سنة ليصبح التقدير‬ ‫الجديد ‪ 13.7‬مليار سنة‪ ،‬وفي عام ‪ 2013‬اكتشف تلسكوب هابل‬ ‫قم ًرا جديدًا حول نبتون واستطاع استحداث تفاصيل جديدة حول‬ ‫تاريخ مجرة درب التبانة من خلال مراحل تطور ‪ 400‬مجرة تم‬ ‫رصدها‪ ،‬وخلال العام التالي أرسل صو ًرا لحقل يسمى بحقل هابل‬ ‫الفائق العمق أسهمت في معرفة تطور الكون‪ ،‬ويمكن تلخيص أحدث‬ ‫اكتشافات تلسكوب هابل الفضائي في عدة نقاط‪:‬‬ ‫• التقاط صور عالية الجودة لمجرة أندروميدا في عام ‪ ،2015‬وفي‬ ‫نفس العام تم رصد دوامة ُمظلمة في كوكب نبتون‪.‬‬ ‫• في عام ‪ 2016‬تم رصد أبعد مجرة عرفت في ذلك الوقت وأظهر‬ ‫هذا الاكتشاف أن الكون يحتوي على ‪ 10‬أضعاف عدد المجرات‬ ‫التي كان يُعتقد أنها موجود‪.‬‬ ‫• تم العثور على طبقة ستراتوسفير ضمن غلاف كوكب خارج‬ ‫النظام الشمسي في عام ‪ 2017‬وفي العام نفسه اكتُشف العديد من‬ ‫الكويكبات عن طريق المصادفة‪.‬‬ ‫ما الذي ميّز تلسكوب هابل الفضائي عن غيره‬ ‫يعدّ تلسكوب هابل الفضائي أول المراصد الأربعة التي خططت لها‬ ‫وكالة الفضاء والملاحة الجوية الأمريكية‪ ،‬وجاءت الحاجة الما ّسة‬ ‫لصنع تلسكوب فضائي بسبب محدودية قدرات التلسكوبات الأرضية‬ ‫ويعزى ذلك إلى الغلاف الجوي الذي يعمل كحاجز يعيق عمل ّية‬ ‫الرصد‪ ،‬وتصنيع وتصميم تلسكوب فضائي مثل هابل يعتبر‬

‫مشرو ًعا ضخ ًما يستغرق العديد من السنوات‪ ،‬ولكن عند تصميم‬ ‫تلسكوب هابل استطاع مهندسو التلسكوب وضع خاصية استبدال‬ ‫وإضافة المعدات والأدوات بسهولة عليه مما يمكن رواد الفضاء من‬ ‫صيانتها دوريًا خلال عمره الافتراضي المقدر بنحو ‪ 15‬عا ًما‪،‬‬ ‫ويم ّيز غلافه الخارجي مقابض تم ّكن رواد الفضاء من التشبث بها‬ ‫عند الصعود عليه‪ ،‬ويعود الفضل في إيصال تلسكوب هابل الى‬ ‫الفضاء الخارجي الى مكوك ديسكفري الذي وضعه على مدار‬ ‫يرتفع عن سطح الأرض بارتفاع يقدر بحوالي ‪ 612‬كيلومتر‪ ،‬ولم‬ ‫يستطع العلماء الاستفادة من قدرات هابل لمدة ثلاث سنوات متتالية‬ ‫في بداية دورانه بسبب خلل في تصميم المرآة الرئيسة‪.‬‬ ‫اعداد الطالبات ‪:‬‬ ‫ليلى حمد الكناني‬ ‫نوف علي عسيري‬ ‫رزان عبده باشا‬ ‫ملك احمد روؤف‬ ‫وئام عمر الشاعري‬