كيف يختلف تلسكوب جيمس ويب عن تلسكوب هابل
يُعدّ تلسكوب جيمس ويب (JWST) وتلسكوب هابل الفضائي (HST) من أهمّ الأدوات الفضائية التي بناها الإنسان في تاريخ علم الفلك. صُمّم كلاهما لمساعدة العلماء على فهم الكون بشكل أفضل، لكنهما يفعلان ذلك بطرق مختلفة تمامًا. دعونا نرى كيف يختلف هذان التلسكوبان عن بعضهما البعض من حيث التصميم والتكنولوجيا والأهداف العلمية والإنجازات.
1. التصميم والحجم
يُعدّ التصميم والحجم من أبرز الفروقات بين تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) وتلسكوب هابل الفضائي (HST). يبلغ طول هابل حوالي 13,3 مترًا، وقطر مرآته الرئيسية 2,4 مترًا. وبهذا، يُعتبر تلسكوب هابل، الذي أُطلق عام 1990، أصغر حجمًا نسبيًا من تلسكوب جيمس ويب الفضائي، الذي يبلغ قطر مرآته الرئيسية 6,5 مترًا. يسمح حجم المرآة الأكبر في تلسكوب جيمس ويب الفضائي بتجميع كمية أكبر من الضوء، مما يُمكّنه من رصد الأجرام الخافتة والبعيدة.
بالإضافة إلى ذلك، صُمم تلسكوب جيمس ويب الفضائي بمرآة رئيسية تتكون من 18 قطعة سداسية قابلة للطي، مما يسمح بإطلاق التلسكوب بشكل أكثر إحكامًا ثم تركيبه في الفضاء. أما تصميم تلسكوب هابل، فهو أكثر تقليدية، إذ يحتوي على مرآة واحدة ثابتة.
2. طيف الملاحظة
تلسكوب هابل هو تلسكوب متعدد الأطياف قادر على الرؤية في نطاق الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية وجزء صغير من الأشعة تحت الحمراء. وهذا ما يسمح له برصد النجوم والمجرات والسدم بتفاصيل مذهلة في هذه الأطوال الموجية.
من ناحية أخرى، صُمم تلسكوب جيمس ويب خصيصًا لرصد الكون في نطاق الأشعة تحت الحمراء. وهذا فرق جوهري يسمح له باختراق الغبار الكوني الذي غالبًا ما يحجب الرؤية في نطاق الضوء المرئي. ولأن أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء أطول من أطوال موجات الضوء المرئي، يستطيع تلسكوب جيمس ويب رصد أجرام سماوية بعيدة جدًا وقديمة جدًا، تمدد ضوؤها بفعل توسع الكون (الانزياح نحو الأحمر).
3. الموقع والمدار
يدور تلسكوب هابل حول الأرض على ارتفاع حوالي 547 كيلومترًا، مُكملاً دورة كاملة كل 97 دقيقة. يُتيح هذا الموقع إجراء عمليات الصيانة بواسطة رواد الفضاء على متن مكوك الفضاء التابع لناسا. وقد خضع هابل حتى الآن لخمس عمليات صيانة، كان آخرها في عام 2009.
على النقيض من ذلك، سيعمل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عند نقطة لاغرانج الثانية (L2)، التي تقع على بُعد حوالي 1,5 مليون كيلومتر من الأرض، في الاتجاه المعاكس للشمس. تُعد هذه النقطة إحدى نقاط لاغرانج، حيث تتوازن قوى الجاذبية من الأرض والشمس مع قوة الطرد المركزي للتلسكوب، مما يسمح لـ JWST بالحفاظ على وضع مستقر نسبيًا دون استهلاك كميات كبيرة من الوقود. هذا يجعل مهام الصيانة مستحيلة، لذا يجب تصميم JWST ليتحمل فترات طويلة من التشغيل.
4. الأهداف العلمية
يختلف التلسكوبان في أهدافهما العلمية. فبينما حقق تلسكوب هابل العديد من الاكتشافات المهمة منذ إطلاقه، مثل تقدير عمر الكون واكتشاف أن الكون يتوسع بسرعة، صُمم تلسكوب جيمس ويب الفضائي بهدف أكثر تحديداً.
من المتوقع أن يجيب تلسكوب جيمس ويب الفضائي على أسئلة جوهرية حول أصل وتطور المجرات والنجوم والأنظمة الكوكبية. صُمم التلسكوب لرصد بعض النجوم والمجرات الأولى التي تشكلت بعد الانفجار العظيم، ودراسة عمليات تكوين النجوم والكواكب، وفحص أغلفة الكواكب الخارجية بحثًا عن دلائل على وجود حياة.
ومن الأهداف المهمة الأخرى دراسة الثقوب السوداء فائقة الكتلة الموجودة في مركز العديد من المجرات، وبهذه الطريقة يمكن لتلسكوب جيمس ويب الفضائي أن يساعد في فهم دور الثقوب السوداء في تطور المجرات.
5. التكنولوجيا والابتكار
يزخر تلسكوب جيمس ويب بتقنيات مبتكرة غير موجودة في تلسكوب هابل. ومن أبرزها درعه الشمسي الضخم ذو الطبقات الخمس، المصمم لحماية الأجهزة من حرارة الشمس وضوئها، مما يضمن بقاء درجات الحرارة منخفضة للغاية لإجراء عمليات رصد مثالية بالأشعة تحت الحمراء. تسمح هذه الطبقة لتلسكوب جيمس ويب بالبقاء عند درجة حرارة تقارب -233 درجة مئوية.
تشمل التقنيات الأخرى مرايا مطلية بالذهب ذات انعكاسية عالية، وأجهزة بصرية متطورة مصممة للعمل ضمن نطاق واسع من أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء. كما يمثل مفهوم الإطلاق والتجميع الآلي في الفضاء تحديًا تقنيًا وإنجازًا هامًا.
6. التأثير على المجتمع والتعاون العالمي
يُعد كل من تلسكوب هابل وتلسكوب جيمس ويب الفضائي ثمرة تعاون دولي شمل العديد من الدول والمنظمات والأفراد. هابل مشروع تابع لوكالة ناسا، بمساهمات من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الوطنية الكندية (CSA).
أما تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، فهو مشروع تعاوني بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية. ومع ذلك، يتضمن JWST تعاونًا دوليًا أوسع نطاقًا في مجال تطوير التكنولوجيا والأجهزة العلمية. ويشير هذا التوسع العالمي في مشاركة JWST إلى الأهمية المتزايدة للتعاون الدولي في العلوم والتكنولوجيا.
7. الإنجازات والتأثير
منذ إطلاقه، قدّم تلسكوب هابل أكثر من مليون رصد فلكي. وقد غيّرت صورٌ أيقونية، مثل "أعمدة الخلق" في سديم النسر، أو المشاهد العميقة لمجرة أندروميدا، نظرتنا إلى الكون. وخُلّدت اكتشافات هابل في أكثر من 15.000 ورقة بحثية علمية منشورة، مما يجعله أحد أكثر الأدوات العلمية إنتاجية في التاريخ.
من المتوقع أن يحقق تلسكوب جيمس ويب الفضائي إنجازات مماثلة، إن لم تكن أعظم، بفضل تقنيته الجديدة. ورغم إطلاقه الحديث، فإن الترقب لاكتشافاته العلمية المحتملة كبير. ويأمل العلماء أن يوفر التلسكوب رؤى جديدة حول تكوين المجرات في مراحلها المبكرة، وتطور الكواكب الخارجية، وتفاصيل حول العمليات المعقدة لتكوين النجوم.
استنتاج
على الرغم من أن تلسكوبي هابل وجيمس ويب صُمما لأغراض مختلفة، إلا أنهما يُكملان بعضهما البعض في جوانب عديدة. فقد كشف هابل العديد من أسرار الكون، ووفر أساسًا متينًا للأبحاث المستقبلية التي سيجريها تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وبفضل قدراته الأكثر تطورًا وتخصصًا، يُتوقع أن يكشف جيمس ويب المزيد من أسرار الكون التي لم تُحل بعد.
بفضل التعاون الدولي وتكامل أحدث التقنيات، يُعدّ تلسكوب جيمس ويب الفضائي أحد أكثر المشاريع العلمية طموحًا وتحديًا على الإطلاق. إنه علامة فارقة في مسيرة البشرية نحو فهم مكانتنا في الكون.
