-
### Чӣ тавр телескопи Хаббл кор мекунад
Телескопи кайҳонии Ҳаббл (HST) аз замони ба кор андохтанаш дар соли 1990 фаҳмиши моро дар бораи коинот ба куллӣ тағйир дод. Ҳаббл, ки тақрибан 547 километр (340 мил) болотар аз Замин, берун аз таҳрифи атмосфера ҷойгир аст, манзараи равшан ва бемамониати ситораҳои дур, галактикаҳо ва дигар падидаҳои осмониро фароҳам меорад. Аммо ин мӯъҷизаи муҳандисии муосир чӣ гуна кор мекунад? Ин мақола ба ҷузъҳо, принсипҳо ва амалиётҳои калидӣ, ки HST-ро ба як асбоби беҳамто дар соҳаи астрономия табдил медиҳанд, бахшида шудааст.
#### Контексти таърихӣ ва ҳадафҳои рисолат
Идеяи телескопи кайҳонии Хаббл ба солҳои 1940 рост меояд, гарчанде ки танҳо дар солҳои 1970 нақшаҳо барои он чизе, ки яке аз муваффақтарин талошҳои илмии NASA шуд, ташаккул ёфтанд. Ҳадафҳои асосии рисолати телескоп, ки ба номи астроном Эдвин Хаббл номгузорӣ шудаанд, омӯхтани сохтори коинот, ташаккули галактикаҳо ва ситорагон, хосиятҳои сайёраҳо дар системаи офтобии мо ва умуман, посух додан ба саволҳои асосӣ дар бораи ҷойгоҳи мо дар кайҳон мебошанд.
#### Ҷузъҳои телескопи кайҳонии Хаббл
Фаҳмидани тарзи кори телескопи Хаббл бо таҳлили ҷузъҳои асосии он оғоз меёбад.
1. Маҷмӯи телескопи оптикӣ (OTA):
– Оинаи асосӣ: Қалби телескопи Хаббл, диаметри оинаи асосӣ 2.4 метр (7.9 фут) аст. Он нурро аз объектҳои осмонӣ ҷамъ карда, онро ба оинаи дуюмдараҷа инъикос мекунад.
– Оинаи дуюмдараҷа: Ин оинаи хурдтар, ки дар болои оинаи асосӣ ҷойгир аст, бори дигар рӯшноиро инъикос мекунад ва онро ба асбоби асосӣ равона мекунад.
2. Асбобҳои илмӣ:
Телескопи "Ҳаббл" бо маҷмӯи асбобҳои илмии муосир муҷаҳҳаз шудааст, ки ҳар кадоме барои намудҳои гуногуни мушоҳидаҳо тахассус доранд:
– Камераи васеъфазо 3 (WFC3): Ин камера тасвирҳои баландсифатро дар се диапазони гуногуни спектри электромагнитӣ сабт мекунад: ултрабунафш, намоён ва наздик инфрасурх.
– Камераи пешрафта барои тадқиқот (ACS): Он метавонад минтақаҳои калони фазоро бо тафсилоти зиёд сабт кунад, ки барои мушоҳидаҳои услуби тадқиқот оптимизатсия шудаанд.
– Спектрографи пайдоиши кайҳонӣ (COS): Барои омӯзиши спектрҳои нури ултрабунафш аз манбаъҳои осмонӣ, ошкор кардани маълумот дар бораи таркиб, ҳарорат, зичӣ ва ҳаракати онҳо тарҳрезӣ шудааст.
– Спектрографи аксбардории телескопи кайҳонӣ (STIS): Ин имконоти якҷояи аксбардорӣ ва спектроскопия имкон медиҳанд, ки равандҳои кимиёвӣ ва хосиятҳои физикӣ муфассал таҳқиқ карда шаванд.
– Камераи наздики инфрасурх ва спектрометри бисёробъект (NICMOS): Гарчанде ки он дигар кор намекунад, NICMOS барои мушоҳидаҳои инфрасурх пеш аз он ки WFC3 ин нақшро ба ӯҳда гирад, муҳим буд.
3. Системаҳои дастгирӣ:
– Системаи идоракунии нишондиҳӣ: Дақиқӣ дар фазо муҳим аст ва системаи нишондиҳии дақиқи Hubble барои нигоҳ доштани самти дақиқ аз гироскопҳо ва сенсорҳои роҳнамоии дақиқ истифода мебарад. Ин система ба телескоп имкон медиҳад, ки бо дақиқии 0.007 арксония ба ҳадаф наздик шавад.
– Системаҳои коркарди маълумот: Модули кайҳонии Хаббл бо системаҳои компютерие муҷаҳҳаз шудааст, ки мушоҳидаҳоро идора мекунанд, маълумотро нигоҳ медоранд ва ин маълумотро ба Замин интиқол медиҳанд. Маълумот тавассути Системаи пайгирӣ ва интиқоли маълумот (TDRSS) интиқол дода мешавад.
#### Принсипҳои асосии фаъолияти телескопи Хаббл
Фаъолияти телескопи Хаббл ба якчанд принсипҳои асосии физика ва муҳандисӣ асос ёфтааст:
1. Инъикос ва шикастан:
Тавре ки қаблан зикр гардид, телескопи "Ҳаббл" барои сабт ва фокус кардани рӯшноӣ ба оинаҳои аввалия ва дуюмдараҷаи худ такя мекунад. Ин оинаҳо бо қабати тунуки алюминий ва баъдан қабати муҳофизатии фториди магний пӯшонида шудаанд, ки инъикосро зиёд мекунад ва парокандагиро кам мекунад.
2. Спектроскопия:
Спектроскопия барои муайян кардани таркиби кимиёвии объектҳои мушоҳидашуда муҳим аст. Бо тақсим кардани рӯшноӣ ба рангҳои таркибии он (спектр), асбобҳо ба монанди COS ва STIS метавонанд имзоҳои беназиреро муайян кунанд, ки ба унсурҳо ва молекулаҳои мушаххас мувофиқат мекунанд.
3. Спектри электромагнитӣ:
Ҳаббл доираи васеи спектри электромагнитиро, аз ултрабунафш то инфрасурхи наздик мушоҳида кард. Ин қобилият ба он имкон медиҳад, ки падидаҳоеро, ки ба чашми оддӣ ноаёнанд ва ҳатто баъзе расадхонаҳои заминиро, ки бо дахолати атмосфера маҳдуданд, муайян кунад.
#### Амалиётҳо: Чӣ гуна Хаббл мушоҳидаҳоро анҷом медиҳад
1. Банақшагирии рисолат ва интихоби ҳадафҳо:
Пеш аз он ки Хаббл мушоҳида анҷом диҳад, олимони Замин бояд ҳадафҳои онро муайян кунанд. Пешниҳодҳо барои вақти мушоҳида аз ҷониби астрономҳо дар саросари ҷаҳон меоянд ва ин пешниҳодҳо бодиққат тафтиш ва банақшагирӣ карда мешаванд.
2. Нишондиҳӣ ва устуворӣ:
Пас аз интихоби ҳадаф, гироскопҳои баландсифати Hubble ва сенсорҳои роҳнамоии дақиқ якҷоя кор мекунанд, то телескопро ба самти дилхоҳ равона кунанд. Hubble дар атрофи Замин бо суръати тақрибан 27,300 километр дар як соат (17,000 мил дар як соат) давр мезанад ва тақрибан ҳар 97 дақиқа мадори худро анҷом медиҳад. Бо вуҷуди ин ҳаракати босуръат, системаи нишондиҳии он ба он имкон медиҳад, ки ба объектҳои дурдаст барои муддати тӯлонӣ мунтазам диққат диҳад.
3. Ҷамъоварии маълумот:
Вақте ки нури объекти осмонӣ ба телескоп ворид мешавад ва аз ҷониби оинаҳо фокус карда мешавад, он ба асбоби илмии мувофиқ равона карда мешавад. Вобаста аз талаботи мушоҳида, асбоб метавонад тасвирҳоро сабт кунад, спектрҳоро таҳлил кунад ё ҳатто поляризатсияро чен кунад.
4. Интиқол ва коркарди маълумот:
Маълумоти ҷамъовардашуда тавассути шабакаи TDRSS ба Замин фиристода мешавад. Ин маълумот дар Институти илмии телескопи кайҳонӣ (STScI) дар Балтимор, Мэриленд нигоҳдорӣ, коркард ва калибр карда мешавад. Сипас, маълумоти коркардшуда барои астрономҳо ва мардум дастрас карда мешавад ва ба кашфиётҳои бешумори илмӣ мусоидат мекунад.
#### Дастовардҳо ва саҳмҳо
Аз замони ба кор андохтани худ, телескопи "Ҳаббл" дарки моро дар бораи коинот тағйир дод. Баъзе аз саҳмҳои муҳимтарини он инҳоянд:
– Асри Коинот: Бо мушоҳидаи ситораҳои тағйирёбанда дар галактикаҳои дур, Хаббл барои муайян кардани синну соли Коинот то тақрибан 13.8 миллиард сол мусоидат кард.
– Энергияи торик: Мушоҳидаҳои Хаббл дар бораи фавқуттабии дур далелҳои калидӣ барои мавҷудияти энергияи торик, як қувваи пурасроре, ки суръатбахшии васеъшавии коинотро ба вуҷуд меорад, фароҳам оварданд.
– Атмосфераи экзосайёраҳо: Ҳаббл дар тавсифи атмосфераи сайёраҳое, ки дар атрофи ситораҳои дигар ҳаракат мекунанд, буғи об, метан ва дигар молекулаҳоро ошкор кардааст.
– Тасвирҳои майдони амиқ: Майдони амиқ аз Хаббл ва ҷонишини он (Ultra Deep Field, Extreme Deep Field) коинотеро, ки пур аз галактикаҳост, ки ҳар кадоме дар марҳилаҳои гуногуни эволютсия қарор доранд, ошкор карданд ва дониши моро дар бораи космология ва ташаккули галактикаҳо ба таври назаррас васеъ карданд.
#### Мушкилот ва нигоҳдорӣ
Сафари телескопи Хаббл комилан ҳамвор набуд. Пас аз партоби он, як нуқсон дар каҷравии оинаи асосӣ кашф карда шуд, ки боиси норавшан шудани тасвирҳо гардид. Ин мушкилот дар соли 1993 аз ҷониби як миссияи хидматрасонӣ, ки ивазкунандаи меҳварии телескопи кайҳонии ислоҳкунандаи оптика (COSTAR)-ро насб кард, ислоҳ карда шуд ва ба Хаббл "айнак" дод ва шаффофияти мушоҳидавии онро барқарор кард.
Панҷ миссияи хидматрасонӣ, ки кайҳоннавардон дар киштии кайҳонӣ анҷом доданд, системаҳои Хабблро навсозӣ карданд, асбобҳои кӯҳнаро бо асбобҳои нав иваз карданд ва кори минбаъдаи онро таъмин карданд. Охирин миссияи ин миссияҳо соли 2009 сурат гирифт ва аз он вақт инҷониб, Хаббл ба тавлиди тасвирҳои аҷиб ва маълумоти арзишманди илмӣ идома додааст.
### Муштоқона интизор
Дар ҳоле ки вориси телескопи кайҳонии Ҷеймс Уэбб (JWST), бо имконоти пешрафтаи худ, омода аст, ки дар таҳқиқоти астрономӣ пешсаф бошад, мероси Хаббл боқӣ хоҳад монд. Дар якҷоягӣ, ин расадхонаҳо манзараҳои мукаммалро пешниҳод хоҳанд кард ва Хаббл ба нурҳои ултрабунафш ва намоён тамаркуз мекунад.
