ഹബിൾ ദൂരദർശിനി എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

# ഹബിൾ ദൂരദർശിനി എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ജ്യോതിശാസ്ത്ര ചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രശസ്തവും വിപ്ലവകരവുമായ ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനികളിൽ ഒന്നാണ് ഹബിൾ ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി. 1990 ഏപ്രിൽ 24 ന് സ്‌പേസ് ഷട്ടിൽ ഡിസ്‌കവറി വിക്ഷേപിച്ച ഹബിൾ, ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞരെയും ശാസ്ത്രജ്ഞരെയും മുമ്പൊരിക്കലും ഇല്ലാത്തവിധം പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാൻ പ്രാപ്തരാക്കി. എന്നാൽ ഹബിൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു? ഹബിൾ ദൂരദർശിനി എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ തത്വങ്ങളും സംവിധാനങ്ങളും ഈ ലേഖനം വിശദമായി വിശദീകരിക്കും.

## ദൂരദർശിനികളുടെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങൾ

പൊതുവേ, ദൂരദർശിനികൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് വിദൂര വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് പ്രകാശം ശേഖരിച്ച് വിശകലനം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ചിത്രം സൃഷ്ടിച്ചുകൊണ്ടാണ്. ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ ദൂരദർശിനികൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ ദൂരദർശിനികളായിരുന്നു, അവ പ്രകാശം പിടിച്ചെടുക്കാനും കേന്ദ്രീകരിക്കാനും ലെൻസുകളോ കണ്ണാടികളോ ഉപയോഗിച്ചു.

ഹബിൾ ദൂരദർശിനി ഒരു തരം കണ്ണാടി (പ്രതിഫലക) ദൂരദർശിനിയാണ്, അവിടെ വരുന്ന പ്രകാശത്തെ ഒരു പ്രാഥമിക കണ്ണാടി ഒരു ദ്വിതീയ കണ്ണാടിയിൽ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും, പിന്നീട് അത് ഒരു ഡിറ്റക്ടറിലേക്കോ ക്യാമറ സജ്ജീകരണത്തിലേക്കോ പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്ത് ഒരു ചിത്രം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിന് പുറത്താണ് ഹബിൾ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത് എന്നതിനാൽ, ഭൂമിയിൽ നിന്നുള്ള ദൂരദർശിനികളിൽ സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്ന വികലത അല്ലെങ്കിൽ പ്രകാശ കുറവ് പോലുള്ള അന്തരീക്ഷ അസ്വസ്ഥതകൾക്ക് ഹബിളിന് വിധേയമാകില്ല.

## ഹബിളിന്റെ ഭൗതിക ഘടന

ഹബിൾ ഒരു വലിയ ദൂരദർശിനിയാണ്, ഏകദേശം 13,2 മീറ്റർ നീളവും ഏകദേശം 11.000 കിലോഗ്രാം ഭാരവുമുണ്ട്. ദൂരദർശിനിയിൽ നിരവധി പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു:

1. ടെലിസ്കോപ്പ് ഒപ്റ്റിക്സ്: ഹബിളിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദു അതിന്റെ 2,4 മീറ്റർ വ്യാസമുള്ള പ്രാഥമിക കണ്ണാടിയാണ്. പ്രകാശ പ്രതിഫലനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനായി അലൂമിനിയവും മഗ്നീഷ്യം ഫ്ലൂറൈഡിന്റെ നേർത്ത പാളിയും കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ പ്രത്യേക ഗ്ലാസ് കൊണ്ടാണ് ഈ കണ്ണാടി നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

2. ശാസ്ത്ര ഉപകരണങ്ങൾ: അൾട്രാവയലറ്റ് (UV) മുതൽ ഇൻഫ്രാറെഡ് (IR) വരെയുള്ള വിവിധ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശം പകർത്താൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ള വിവിധ ഉപകരണങ്ങൾ ഹബിളിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. വൈഡ് ഫീൽഡ് ആൻഡ് പ്ലാനറ്ററി ക്യാമറ (WFPC2), അഡ്വാൻസ്ഡ് ക്യാമറ ഫോർ സർവേസ് (ACS), നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് ക്യാമറ ആൻഡ് മൾട്ടി-ഒബ്ജക്റ്റ് സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ (NICMOS) എന്നിവയാണ് പ്രധാന ഉപകരണങ്ങളിൽ ചിലത്.

3. നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളും ഇലക്ട്രോണിക്സും: ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള ടാർഗെറ്റിംഗും ഡാറ്റ സംഭരണവും പ്രാപ്തമാക്കുന്ന അത്യാധുനിക കമ്പ്യൂട്ടറുകളും നിയന്ത്രണ സംവിധാനങ്ങളും ഹബിളിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

4. സോളാർ പാനലുകൾ: വൈദ്യുതിക്കായി, സൗരോർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്ന രണ്ട് വലിയ സോളാർ പാനലുകൾ ഹബിളിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

5. കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ആന്റിന: നാസയിലെ നിയന്ത്രണ കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്ന് ശാസ്ത്ര ഡാറ്റ അയയ്ക്കുകയും കമാൻഡുകൾ സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു ആന്റിനയിലൂടെയാണ് ഭൂമിയുമായുള്ള ആശയവിനിമയം നടക്കുന്നത്.

## ഹബിൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

### ലൈറ്റ് കളക്ഷനും ഫോക്കസും

ഹബിൾ ദൂരദർശിനി ഒരു വസ്തുവിലേക്ക്, ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു വിദൂര ഗാലക്സിയിലോ നക്ഷത്രത്തിലോ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുമ്പോൾ, പ്രാഥമിക ദർപ്പണം ആ വസ്തുവിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശം ശേഖരിക്കുന്നു. ഈ പ്രകാശം ഒരു ചെറിയ ദ്വിതീയ ദർപ്പണത്തിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുകയും ദൂരദർശിനിയുടെ വിവിധ ശാസ്ത്ര ഉപകരണങ്ങളിലേക്ക് പ്രതിഫലിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഹബിളിന്റെ പ്രാഥമിക ദർപ്പണവും ദ്വിതീയ ദർപ്പണവും ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിച്ച് വളരെ വിശദമായ ചിത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. പ്രാഥമിക ദർപ്പണം കഴിയുന്നത്ര പ്രകാശം ശേഖരിക്കുന്നു, അതേസമയം ദ്വിതീയ ദർപ്പണം ആ പ്രകാശത്തെ ഡിറ്റക്ടറിലേക്ക് ഫോക്കസ് ചെയ്യാനും നയിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു.

### നിരീക്ഷണവും ഇമേജിംഗും

പ്രകാശം ശേഖരിച്ച് ഫോക്കസ് ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ, അത് ദൂരദർശിനിയിലെ വിവിധ ഉപകരണങ്ങളിലൂടെയും ഡിറ്റക്ടറുകളിലൂടെയും കടന്നുപോകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, WFPC2 അല്ലെങ്കിൽ ACS വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യത്തിലുള്ള ചിത്രങ്ങൾ പകർത്തുന്നു. ഈ ഡാറ്റ പിന്നീട് ഡിജിറ്റൽ ഫോർമാറ്റിൽ സംഭരിക്കുന്നു.

ഇൻഫ്രാറെഡ് നിരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി NICMOS പോലുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വളരെ തണുത്തതോ വളരെ അകലെയുള്ളതോ ആയ വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം അനുവദിക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ നൽകാൻ കഴിയുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് നിരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി മറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചേക്കാം.

### ഭൂമിയിലേക്കുള്ള ഡാറ്റ കൈമാറ്റം

ഹബിളിന്റെ ഉപകരണങ്ങൾ വഴി ലഭിക്കുന്ന ഡാറ്റ പിന്നീട് ഒരു ഉപഗ്രഹ ആശയവിനിമയ സംവിധാനം ഉപയോഗിച്ച് ഭൂമിയിലേക്ക് തിരികെ അയയ്ക്കുന്നു. ടെലിസ്കോപ്പ് ഡാറ്റ ഡെലിവറി ആൻഡ് റിലേ സാറ്റലൈറ്റ് (TDRS) മായി ആശയവിനിമയം നടത്തുന്ന റേഡിയോ ട്രാൻസ്മിറ്ററുകളും റിസീവറുകളും ഹബിളിലുണ്ട്. ഈ ഡാറ്റ പിന്നീട് മേരിലാൻഡിലെ ബാൾട്ടിമോറിലുള്ള സ്പേസ് ടെലിസ്കോപ്പ് സയൻസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലേക്ക് (STScI) അയയ്ക്കുന്നു, അവിടെ അത് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും വിശകലനം ചെയ്യുകയും ആർക്കൈവ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് അവരുടെ ഗവേഷണത്തിനായി ഹബിൾ സൃഷ്ടിച്ച ഡാറ്റ ആക്‌സസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.

### ഒപ്റ്റിക്കൽ തിരുത്തൽ

വിക്ഷേപണത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ, ഹബിളിന് അതിന്റെ പ്രാഥമിക ദർപ്പണത്തിൽ പ്രശ്നങ്ങൾ നേരിട്ടു, ഇത് മങ്ങിയ ചിത്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചു. പ്രാഥമിക ദർപ്പണത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിൽ ചെറുതെങ്കിലും പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു തകരാർ ഉണ്ടെന്ന് വിശകലനത്തിൽ കണ്ടെത്തി. ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനായി, 1993-ൽ, കറക്റ്റീവ് ഒപ്റ്റിക്സ് സ്പേസ് ടെലിസ്കോപ്പ് ആക്സിയൽ റീപ്ലേസ്‌മെന്റ് (COSTAR) എന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ തിരുത്തൽ സംവിധാനം സ്ഥാപിക്കുന്നതിനായി നാസ ഒരു ബഹിരാകാശ ദൗത്യം അയച്ചു. ഈ സംവിധാനം ഒരു ജോഡി ഗ്ലാസുകൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, പ്രകാശത്തിന്റെ പാത ശരിയാക്കുന്നു, ഹബിളിന് മൂർച്ചയുള്ളതും വ്യക്തവുമായ ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

### അന്തരീക്ഷ അസ്വസ്ഥതകളില്ലാത്ത പ്രകടനം

ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഇടപെടലില്ലാതെ പ്രപഞ്ചത്തെ നിരീക്ഷിക്കാനുള്ള കഴിവാണ് ഹബിളിന്റെ പ്രധാന നേട്ടങ്ങളിലൊന്ന്. അന്തരീക്ഷ പ്രക്ഷുബ്ധത എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസം കാരണം നമ്മുടെ അന്തരീക്ഷം വിദൂര വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് വരുന്ന പ്രകാശത്തെ വളച്ചൊടിക്കുന്നു. ഇത് നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് ദൃശ്യമാകുന്ന നക്ഷത്രങ്ങളിൽ "ട്വിങ്കിളുകൾ" ഉണ്ടാക്കുന്നു, കൂടാതെ ഭൂമിയിലെ ദൂരദർശിനികൾ നിർമ്മിക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളുടെ മൂർച്ചയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. അന്തരീക്ഷത്തിന് പുറത്തായതിനാൽ, ഹബിളിന് വളരെ ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനും വ്യക്തതയുമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

### ഹബിളിന്റെ ചില പ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾ

1. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ വികാസം: ഹബിൾ നടത്തിയ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കണ്ടെത്തലുകളിൽ ഒന്ന് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസ നിരക്ക് വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെന്ന് സ്ഥിരീകരിക്കുക എന്നതായിരുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ വികാസത്തിന് കാരണമാകുമെന്ന് കരുതപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ നിഗൂഢ രൂപമായ ഡാർക്ക് എനർജി എന്ന ആശയത്തെ ഈ കണ്ടെത്തൽ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

2. ഗ്രഹങ്ങളുടെയും ഗാലക്‌സികളുടെയും വിശദാംശങ്ങൾ: വ്യാഴത്തിലെയും ശനിയിലെയും ശക്തമായ കൊടുങ്കാറ്റുകൾ, വിദൂര ഗാലക്‌സികളുടെയും ഗാലക്‌സി ക്ലസ്റ്ററുകളുടെയും വിശദമായ പനോരമകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ, നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിലെ ഗ്രഹങ്ങളുടെ അഭൂതപൂർവമായ കാഴ്ചകൾ ഹബിൾ നമുക്ക് നൽകിയിട്ടുണ്ട്.

3. സൂപ്പർമാസിവ് ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ: ഹബിൾ ഉപയോഗിച്ച്, നമ്മുടെ സ്വന്തം ഗാലക്സിയായ ക്ഷീരപഥം ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഗാലക്സികളുടെ കേന്ദ്രങ്ങളിൽ സൂപ്പർമാസിവ് ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ അസ്തിത്വം നിരീക്ഷിക്കാനും സ്ഥിരീകരിക്കാനും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിഞ്ഞു.

4. നക്ഷത്ര രൂപീകരണം: പുതിയ നക്ഷത്ര രൂപീകരണ മേഖലകളുടെ നേരിട്ടുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങളും ഹബിൾ സാധ്യമാക്കി, ഇത് വാതകത്തിന്റെയും പൊടിയുടെയും മേഘങ്ങളിൽ നിന്ന് നക്ഷത്രങ്ങൾ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ നമ്മെ സഹായിക്കുന്നു.

## ഉപസംഹാരം

ഹബിൾ ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ഗ്രാഹ്യത്തിലേക്ക് ഒരു പുതിയ ജാലകം തുറന്നിരിക്കുന്നു. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിന് പുറത്തുള്ള അതിന്റെ നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യയും സ്ഥാനവും ഉപയോഗിച്ച്, പ്രപഞ്ചത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവ് വികസിപ്പിച്ച സുപ്രധാന കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് ഹബിൾ വഴിയൊരുക്കി. നക്ഷത്ര രൂപീകരണം നിരീക്ഷിക്കുന്നത് മുതൽ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വികാസം അളക്കുന്നത് വരെ, ഹബിൾ