ہبل دوربین کیسے کام کرتی ہے۔

-

### ہبل دوربین کیسے کام کرتی ہے۔

ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ (HST) نے 1990 میں اپنے آغاز کے بعد سے کائنات کے بارے میں ہماری سمجھ کو بنیادی طور پر تبدیل کر دیا ہے۔ زمین سے تقریباً 547 کلومیٹر (340 میل) بلندی پر، فضا کے مسخ سے پرے، ہبل دور دراز کے ستاروں، کہکشاؤں اور دیگر کہکشاؤں کا واضح اور بلا روک ٹوک نظارہ فراہم کرتا ہے۔ لیکن جدید انجینئرنگ کا یہ کمال کس طرح کام کرتا ہے؟ یہ مضمون ان کلیدی اجزاء، اصولوں، اور آپریشنز پر غور کرتا ہے جو HST کو فلکیات کے میدان میں ایک بے مثال آلہ بناتے ہیں۔

#### تاریخی سیاق و سباق اور مشن کے اہداف

ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ کا آئیڈیا 1940 کی دہائی کا ہے، حالانکہ یہ 1970 کی دہائی تک نہیں تھا کہ ناسا کی سب سے کامیاب سائنسی کوششوں میں سے ایک بننے کے لیے منصوبہ بندی شروع ہو گئی۔ ماہر فلکیات ایڈون ہبل کے نام سے منسوب، دوربین کے بنیادی مشن کے اہداف کائنات کی ساخت، کہکشاؤں اور ستاروں کی تشکیل، ہمارے نظام شمسی کے اندر سیاروں کی خصوصیات، اور عام طور پر، کائنات میں ہماری جگہ کے بارے میں بنیادی سوالات کے جوابات دینا ہیں۔

#### ہبل خلائی دوربین کے اجزاء

یہ سمجھنا کہ ہبل کس طرح کام کرتا ہے اس کے اہم اجزاء کے ٹوٹنے سے شروع ہوتا ہے۔

1. آپٹیکل ٹیلی سکوپ اسمبلی (OTA):
- بنیادی آئینہ : ہبل کا دل، بنیادی آئینہ 2.4 میٹر (7.9 فٹ) قطر کا ہے۔ یہ آسمانی اشیاء سے روشنی جمع کرتا ہے اور اسے ثانوی آئینے پر منعکس کرتا ہے۔
- ثانوی آئینہ : یہ چھوٹا آئینہ، بنیادی آئینے کے اوپر کھڑا ہے، روشنی کو دوبارہ منعکس کرتا ہے، اسے مرکزی آلے کی طرف لے جاتا ہے۔

2. سائنسی آلات:
ہبل جدید ترین سائنسی آلات کے سوٹ سے لیس ہے، ہر ایک مختلف قسم کے مشاہدات کے لیے مخصوص ہے:
- وائڈ فیلڈ کیمرہ 3 (WFC3): یہ کیمرہ برقی مقناطیسی سپیکٹرم کی تین مختلف رینجز میں ہائی ریزولوشن کی تصاویر لیتا ہے: الٹرا وائلٹ، مرئی، اور قریب اورکت۔
– ایڈوانسڈ کیمرہ برائے سروے (ACS): سروے طرز کے مشاہدات کے لیے موزوں، یہ خلا کے بڑے خطوں کو بڑی تفصیل سے پکڑ سکتا ہے۔
- کاسمک اوریجنز اسپیکٹروگراف (COS): آسمانی ذرائع سے الٹراوائلٹ روشنی کے سپیکٹرا کا مطالعہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جو ان کی ساخت، درجہ حرارت، کثافت اور حرکت کے بارے میں معلومات کو ظاہر کرتا ہے۔
- اسپیس ٹیلی سکوپ امیجنگ سپیکٹروگراف (STIS): یہ مشترکہ امیجنگ اور سپیکٹروسکوپی کی صلاحیتیں کیمیائی عمل اور جسمانی خصوصیات کا تفصیلی معائنہ کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔
- Infrared Camera and Multi-object Spectrometer (NICMOS): اگرچہ یہ اب کام نہیں کر رہا، NICMOS انفراریڈ مشاہدات کے لیے WFC3 کے اس کردار کو سنبھالنے سے پہلے اہم تھا۔

3. سپورٹ سسٹمز:
- پوائنٹنگ کنٹرول سسٹم: خلا میں درستگی سب سے اہم ہے، اور ہبل کا درست اشارہ کرنے والا نظام درست سمت کو برقرار رکھنے کے لیے جائروسکوپس اور عمدہ رہنمائی کے سینسر کا استعمال کرتا ہے۔ یہ نظام ٹیلی سکوپ کو 0.007 آرک سیکنڈز کی درستگی کے ساتھ ہدف پر مقفل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
- ڈیٹا ہینڈلنگ سسٹمز : ہبل کمپیوٹر سسٹمز سے لیس ہے جو مشاہدات کو کنٹرول کرتا ہے، ڈیٹا کو ذخیرہ کرتا ہے اور اس معلومات کو زمین پر واپس منتقل کرتا ہے۔ ڈیٹا کو ٹریکنگ اینڈ ڈیٹا ریلے سیٹلائٹ سسٹم (TDRSS) کے ذریعے ریلے کیا جاتا ہے۔

#### ہبل کے کام کرنے کے پیچھے اصول

ہبل کا آپریشن فزکس اور انجینئرنگ کے کئی بنیادی اصولوں پر منحصر ہے:

1. انعکاس اور انعطاف:
جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، ہبل روشنی کو پکڑنے اور فوکس کرنے کے لیے اپنے بنیادی اور ثانوی آئینے پر انحصار کرتا ہے۔ یہ آئینے ایلومینیم کی پتلی تہہ کے ساتھ لیپت ہوتے ہیں، اس کے بعد میگنیشیم فلورائیڈ کی حفاظتی تہہ ہوتی ہے، جو عکاسی کو بڑھاتی ہے اور بکھرنے کو کم کرتی ہے۔

2. سپیکٹروسکوپی:
مشاہدہ شدہ اشیاء کے کیمیائی میک اپ کی شناخت کے لیے سپیکٹروسکوپی بہت ضروری ہے۔ روشنی کو اس کے اجزاء کے رنگوں (سپیکٹرم) میں تقسیم کرکے، COS اور STIS جیسے آلات منفرد دستخطوں کی شناخت کر سکتے ہیں جو مخصوص عناصر اور مالیکیولز سے مطابقت رکھتے ہیں۔

3. برقی مقناطیسی سپیکٹرم:
ہبل نے الٹرا وایلیٹ سے لے کر قریب اورکت تک برقی مقناطیسی سپیکٹرم کی ایک وسیع رینج کا مشاہدہ کیا۔ یہ صلاحیت اسے ایسے مظاہر کا پتہ لگانے کی اجازت دیتی ہے جو ننگی آنکھ سے پوشیدہ ہیں اور یہاں تک کہ کچھ زمینی رصد گاہیں جو کہ ماحولیاتی مداخلت سے محدود ہیں۔

#### آپریشنز: ہبل مشاہدات کیسے کرتا ہے۔

1. مشن کی منصوبہ بندی اور ہدف کا انتخاب:
اس سے پہلے کہ ہبل کوئی مشاہدہ کر سکے، زمین پر سائنسدانوں کو اپنے اہداف کا تعین کرنا چاہیے۔ مشاہدے کے وقت کی تجاویز دنیا بھر کے ماہرین فلکیات کی طرف سے آتی ہیں، اور ان تجاویز کی سختی سے جانچ پڑتال اور شیڈول کیا جاتا ہے۔

2. اشارہ اور استحکام:
ایک بار ہدف منتخب ہونے کے بعد، ہبل کے اعلیٰ درستگی والے جائروسکوپس اور عمدہ رہنمائی کے سینسر ٹیلی سکوپ کو مطلوبہ سمت میں اشارہ کرنے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔ ہبل تقریباً 27,300 کلومیٹر فی گھنٹہ (17,000 میل فی گھنٹہ) کی رفتار سے زمین کا چکر لگاتا ہے، تقریباً ہر 97 منٹ میں ایک مدار مکمل کرتا ہے۔ اس تیز رفتار حرکت کے باوجود، اس کا اشارہ کرنے والا نظام اسے طویل عرصے تک دور دراز چیزوں پر مسلسل توجہ مرکوز کرنے دیتا ہے۔

3. ڈیٹا اکٹھا کرنا:
جیسے ہی کسی آسمانی شے سے روشنی دوربین میں داخل ہوتی ہے اور آئینے کے ذریعے اس پر توجہ مرکوز کی جاتی ہے، اسے مناسب سائنسی آلے کی طرف لے جایا جاتا ہے۔ مشاہدے کی ضروریات پر منحصر ہے، آلہ تصاویر کو پکڑ سکتا ہے، سپیکٹرا کا تجزیہ کرسکتا ہے، یا پولرائزیشن کی پیمائش بھی کرسکتا ہے۔

4. ڈیٹا ٹرانسمیشن اور پروسیسنگ:
جمع کردہ ڈیٹا کو TDRSS نیٹ ورک کے ذریعے زمین پر بھیجا جاتا ہے۔ یہ معلومات بالٹی مور، میری لینڈ میں اسپیس ٹیلی سکوپ سائنس انسٹی ٹیوٹ (STScI) میں محفوظ، پراسیس اور کیلیبریٹ کی جاتی ہے۔ اس کے بعد پروسیس شدہ ڈیٹا کو ماہرین فلکیات اور عوام کے لیے دستیاب کرایا جاتا ہے، جو بے شمار سائنسی دریافتوں میں حصہ ڈالتا ہے۔

#### کامیابیاں اور شراکتیں۔

اپنے آغاز کے بعد سے، ہبل نے کائنات کے بارے میں ہماری سمجھ میں انقلاب برپا کر دیا ہے۔ اس کی چند اہم شراکتوں میں شامل ہیں:

- کائنات کی عمر: دور دراز کہکشاؤں میں متغیر ستاروں کا مشاہدہ کرکے، ہبل نے کائنات کی عمر کو تقریباً 13.8 بلین سال تک بہتر کرنے میں مدد کی۔
- تاریک توانائی: دور دراز کے سپرنووا کے ہبل کے مشاہدات نے تاریک توانائی کے وجود کے لیے کلیدی ثبوت فراہم کیے، یہ ایک پراسرار قوت ہے جو کائنات کے پھیلاؤ کو تیز کرتی ہے۔
– Exoplanet Atmospheres : ہبل دوسرے ستاروں کے گرد چکر لگانے والے سیاروں کے ماحول کو نمایاں کرنے، پانی کے بخارات، میتھین اور دیگر مالیکیولز کا پتہ لگانے میں اہم کردار ادا کرتا رہا ہے۔
- گہرے میدان کی تصاویر : ہبل ڈیپ فیلڈ اور اس کے جانشینوں (الٹرا ڈیپ فیلڈ، ایکسٹریم ڈیپ فیلڈ) نے ایک ایسی کائنات کا انکشاف کیا ہے جو کہکشاؤں سے بھری ہوئی ہے، ہر ایک ارتقاء کے مختلف مراحل میں، کائناتی اور کہکشاں کی تشکیل کے بارے میں ہمارے علم کو کافی حد تک بڑھا رہی ہے۔

#### چیلنجز اور دیکھ بھال

ہبل کا سفر مکمل طور پر ہموار نہیں رہا۔ اس کے آغاز کے فوراً بعد، بنیادی آئینے کے گھماؤ میں ایک خامی دریافت ہوئی، جس کی وجہ سے تصاویر دھندلی ہو گئیں۔ اس مسئلے کو 1993 میں ایک سروسنگ مشن کے ذریعہ مشہور طور پر درست کیا گیا تھا جس نے Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) نصب کیا تھا، جو مؤثر طریقے سے ہبل کو "شیشے" دیتا تھا اور اس کی مشاہداتی وضاحت کو بحال کرتا تھا۔

خلائی شٹل پر سوار خلابازوں کے ذریعے کئے گئے پانچ سروسنگ مشنوں نے ہبل کے سسٹمز کو اپ گریڈ کیا، پرانے آلات کو نئے آلات سے تبدیل کیا، اور اس کے مسلسل کام کو یقینی بنایا۔ ان میں سے آخری مشن 2009 میں ہوا تھا، اور اس کے بعد سے، ہبل نے شاندار تصاویر اور قیمتی سائنسی ڈیٹا تیار کرنا جاری رکھا ہوا ہے۔

### منتظر

جب کہ ہبل کا جانشین، جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ (JWST)، اپنی جدید صلاحیتوں کے ساتھ فلکیاتی تحقیق میں پہلی صفوں کو لے جانے کے لیے تیار ہے، ہبل کی میراث برقرار رہے گی۔ ایک ساتھ، یہ رصد گاہیں تکمیلی نظارے پیش کریں گی، ہبل بالائے بنفشی اور مرئی پر توجہ مرکوز کرے گا۔