تلسکوپ فضايي هابل دقيقا چيست؟ چرا به اين اندازه استثنايي است؟ چگونه اين چنين عکس هاي شگفت انگيزي مي گيرد وما کجا مي توانيم آنها را ببينيم؟ما به طور دقيق به بررسي اين وسيله اي که انقلابي را در ستاره شناسي و نجوم پيش آورد مي پردازيم.
مشکل بزرگ تلسکوپ هاي مستقر در زمين اين بود که مشاهده نور ستاره هاي دور دست قبل از اينکه از اتمسفر زمين بگذرند ممکن نبود-از کنار ابر ها و آب و هوا-و اتمسفر زمين که مکان غليان است-با گرد و غبار وهواي گرمي که جريان دارد و به بالا صعود مي کندو هواي سرد با نزول به سمت زمين مي ايد و آب ها بخار مي شوند.

 


همه اين عوامل باعث مي شوند که عکس هاي ستارگان تيره و غير دقيق از آب در بيايند و فوايد تلسکوپ هاي زميني را محدود کنند. در سال ۱۹۴۶يک متخصص فيزيک نجومي با نام دکتر لمن اسپيتزر(۱۹۹۷-۱۹۱۴)پيشنهاد داد که تلسکوپي در فضا مي تواندعکس هاي واضح تري را از چيز هاي دورتربگيرد که تلسکوپ هاي زميني قادر به آن نمي باشند.اين يک ايده عصباني کننده بود با توجه به اين که هنوز هيچ موشکي به فضاي خارجي پرتاب نشده بود.به عنوان مثال برنامه هاي فضايي ايلات متحده آمريکا در سالهاي بين ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ توسعه يافت و برتري پيدا کرد.اسپيتزر در ناسا و همايش توسعه دادن تلسکوپ هاي فضايي سخن راني کرد.در سال ۱۹۷۵ آژانس فضايي اروپاو ناسا شروع به توسعه دادن تلسکوپ هاي فضايي کردند.در سال۱۹۹۷مجلس براي تلسکوپ هاي فضايي بودجه اي را تصويب کردو ناسا با يک شرکت درجه يک قرار داد بست و پيمان کاري براي سرکشي کردن به ساختمان آنها انتخاب کرد.
در سال ۱۹۸۳ تلسکوپ فضايي به نام ستاره شناس آمريکائي ادوين هابل نام گذاري شد.هابل کسي بود که با مشاهداتي بر روي ستاره هاي متغيير در کهکشان هاي ديگر مطمئن شد که جهان در حال انبساط و بزرگ شدن است که نظيريه مهبانگ يا انفجار اوليه در عالم را تائيد مي کرد.ساخت تلسکوپ فضايي هابل ۸سال به طول انجاميد.

اين تلسکوپ بيش از چهار صد هزار قطعه داردو بالغ بر بيست و شش هزار مايل سيم کشي الکتريکي دارد. تلسکوپ فضايي هابل ۵۰ بار حساس تر از تلسکوپ هاي زميني است و همچنين ۱۰ بار دقيق تر و تفکيک پذير تر از تلسکوپ هاي زميني است.بعد از تاخيري طولاني وبدهي- تلسکوپ فضايي هابل در سال ۱۹۹۰ در مدارش قرار گرفت.
تلسکوپ فضايي هابل (HST) از بسياري جهات توانمندترين تلسکوپ اپتيکي است که تا کنون ساخته شده است. اين تلسکوپ بزرگترين تلسکوپ نيست، اينه اصلي آن با قطر ۲٫۴ متر در مقايسه با تلسکوپ کک در هاوايي که ۱۰ متر قطر دارد کوچکتر است. ولي اين تلسکوپ ، که در مداري به فاصله ۵۰۰ کيلومتري سطح زمين قرار دارد، از اثرات مختل کننده جو زمين به دور است. اين امر امکان مي‌دهد تا جزئيات دقيقتري نسبت به تلسکوپهاي مستقر در زمين ديده شوند و نيز طول موجهايي مثل فرابنفش که به سطح زمين نمي‌رسند قابل مشاده باشند.

 


◄   تاريخچه تلسکوپ فضايي هابل:
اين تلسکوپ به نام اختر شناس آمريکايي ، اووين هابل که در دهه ۱۹۲۰ به دو کشف عمده در اختر شناسي نايل آمد. نام گذاري و عملا تمام کهکشهانها در حال دور شدن از ما هستند (يعني عالم در حال انبساط است). کشف اخير به مفهوم مهبانگ به عنوان سرآغاز انبساط عالم منجر شد. در طرح اصلي که به درستي براي HST1 در نظر گرفته شده‌اند، عبارتند از مطالعه کهکشانها و مطالعه مهبانگ.

◄   مشخصات تلسکوپ فضايي هابل:
تلسکوپ HST تقريبا ۱۴ متر طول ۵ متر و ۱۱۵۰۰ کيلوگرم وزن دارد. اين تلسکوپ طوري طراحي شده است که از تمام ظرفيت سفينه فضايي که آن را در ۲۵ آوريل ۱۹۹۰ در مدار قرار داد استفاده کند. صفحه‌هاي خورشيدي که در مدار برافراشته شده‌اند و ۱۰ متر طول دارند، توسط آژانش فضايي اروپا فراهم شدند. نوري که لوله تلسکوپ را بپيمايد و به اينه اصلي برخورد کند که بازتابيده مي‌شود و به اينه کوچک دومي که در مرکز لوله قرار دارد بر مي‌گردد.
اين اينه نور را به طرف اينه اصلي بر مي‌گرداند و از سوراخي که در مرکز آن قرار مي‌گذارند. اين طرح اپتيکي را تلسکوپ کاسگريني نوع ريچي کرتن مي‌نامند. در پشت سوراخ چهار سنجش افزار علمي عمده قرار دارند که عبارتند از دو دوربين عکاسي و دو طيف نگار ، هر دو دوربين عکاسي مي‌توانند تصويرهايي مرئي و فرابنفش گرفته ، دوربينها طوري طراحي شده‌اند که تفکيک بسيار بهتري نسبت به آنجه بر روي زمين قابل دستيابي است بدست مي‌دهند.
دهانه ورودي طيف نگارها بسيار کوچک است و اين امر امکان مي‌دهد که HST تفکيک خوبي داشته باشد و طيف نمايي اجسام منفرد در ميدانهاي شلوغي مثل مرکز خوشه‌هاي ستاره‌اي کروي مسير شود، در حالي که چنين مشاهداتي از روي زمين غير ممکن هستند و همچنين طيف نگارها مي توانند نسبت به سيگنال به نوفه بسيار بزرگتر و تفکيک طيفي بهتري نسبت به تلسکوپهاي فرابنفش قبلي در حال چرخش مدار بدست دهند و اندازه گيري وي‍ژگيهاي طيفي ضعيفي را که قبلا هرگز ديده نشده است امکان پذير کنند.

◄   تعميرات تلسکوپ هابل:
کمي پس از پرتاب معلوم شد که اينه اصلي HST داراي ابيراهي کروي است و اين نقصي است که باعث مي‌شود که تصويرها حاوي ۱۵ درصد نور متمرکز شده باشند و باقي به صورت نامشخص پخش شود. اين نقص ، در نهايت با تجهيزات آزمايشي معيوبي مرتبط مي‌شد که سالها قبل از پرتاب موقع ساختن اينه بکار رفته بود. اگر چه پردازش شديد رابانه‌اي توانسته بود بيشتر مشکلات تصويرها را بر طرف کند و مشاهدات طيف نوري را همچنان به انجام برساند، توانايي تلسکوپ در ايجاد تصوير اجسام ضعيف نسل آنهايي که در لبه عالم قرار دارند از بين رفته بود. فضانوردان سفينه فضايي در دسامبر ۱۹۹۳ بيشتر از ده تعمير عمده روي تلسکوپ انجام دادند.

و از جمله ژپروسکوپهاي جديد ، صفحه‌هاي خورشيدي ، اينه‌هاي تصحيح کننده بسيار دقيق و کوچکي روي آن نصب کردند و تلسکوپ را به کارايي اپتيکي طرح اوليه بازگرداند. نصب دستگاههاي اپتيکي تصحيح کننده مستلزم اين بود که يکي از پنج سنجش افزار اصلي HST ، يعني نورسنج خيلي سريع را بردارند. اکنون ، توان تفکيک در اين دستگاه نزديک به حدي است که از خواص موجي نور انتظار مي‌رود.

◄   شرايط استفاده از تلسکوپ هابل:
استفاده از HST مستلزم کارهاي تدارکاتي دقيق است. قبل از پرتاب ، همه آسمان نقشه برداري شد و نزديک به ۲۰ ميليون ستاره راهنما مشخص شدند. اين نقشه خيلي کاملتر از جامع‌ترين کاتالوگ ستاره‌هاست که تا آن زمان تهيه شده بود. هر اختر شناسي که شخصا خواهان استفاده از اين تلسکوپ باشد (همه منجمان جهان واجد شرايط هستند) ، از حدود يک سال جلوتر با مشخص کردن پرسش علمي مورد نظرش و مشاهدات پيشنهادي‌اش مي‌تواند متقاضي استفاده از HST شود.
براي استفاده از HST معمولا ۸۰۰ تقاضا در هر سال دريافت مي‌شود. گروههاي شش تا هفت نفري اختر شناسايي که نماينده عرصه‌هاي مختلف تخصصي‌اند. يک هفته را صرف رده بندي پيشنهادها و تعيين زمان استفاده از تلسکوپ مي‌کنند. در برنامه پذيرفته شده متوسط ممکن است بيست و پنج ساعت وقت استفاده از تلسکوپ را به خود اختصاص مي‌دهد.

◄   کشفيات تلسکوپ هابل در چهار سال اول:
در خلال چهار سال اول کارکرد HST ، کشفهاي مهم زيادي حاصل شده‌اند. بيشترين اين کشفها از تکنيک بي سابقه يا از ترکيب طيف نمايي با تفکيک خوب طيف نمايي با دقت زياد بدست آمده‌اند. نمونه‌هاي اول ، کاوش هسته‌هاي مربوط به خوشه‌هاي کروي ستاره‌ها و کهکشانهاي بيضوي غول آسا را شامل مي‌شوند. افزوده شدن طيفها به اندازه گيري انتقالهاي دوپلري ، سرعتهاي بسيار زيادي را درست در هسته چندين کهکشان بيضوي نشان داده است.
اين امر شاهد ضمني مهمي بر وجود سياه چاله‌اي در حدود ۱۰۹برابر جرم خورشيد در آنجاست. تصويرگيري در سحابي جبار ، که ناحيه‌اي جوان از لحاظ تشکيل ستاره‌هاست و در فاصله‌ ۱۵۰۰ سال نوري از خورشيد قرار دارد. شواهدي از وجود قرصهايي از ماده را در اطراف بسياري از ستاره‌ها نشان داده است. اين موارد را به احتمال قوي مي‌توان نمونه‌هايي از منظومه شمسي در حال تشکيل دانست.

◄   پيش بيني هابل:
ادومين با شناسايي غليظ و سيال در کهکشان امراه المسلسله در سال ۱۹۲۴ براي اولين بار ثابت کرد که کهکشانها از راه شيري خيلي دورترند. مطالعه اين ستاره‌ها در کهکشانهاي دورتر توسط SHT ظاهرا به جمع آوري دلايلي منجر مي‌شود که عالم از آنچه قبلا تصور مي‌شد کوچکتر و جوانتر است.
پيش بيني مهم ديگر نظريه مهبانگ اين است که در آغاز پيدايش عالم فقط سه عنصر اول هيدروژن ، هليوم و اندکي ليتيوم توليد شده‌اند. به کمک رصدهاي SHT نشان داده مي‌شود که اين پيش بيني در واقع صحيح است و عناصر ديگر به مرور زمان در طول تاريخ کهکشان راه شيري در ابر نواخترها ساخته شده‌اند.
 

◄   اينده تلسکوپ هابل:
تلکسوپ فضايي هابل SHT با قابليت استفاده از خدمات سفينه فضايي و اينکه قرار است در اينده به وسايل جديدي مثل طيف نگار قدرتمندتر و دوربين عکاسي فرو سرخ مجهز شود، بايد براي بيشتر از يک دهه کارش را ادامه دهد.