قريباً ، سيكون لدى علماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين قوة مراقبة أكبر مما يعرفون ماذا يفعلون. لن يقتصر الأمر على تلسكوب جيمس ويب الفضائي في يوم من الأيام ، في وقت ما خلال العامين المقبلين ، نأمل ، إذا سار كل شيء على ما يرام ، وإذا لم يؤخره الفيروس التاجي مرة أخرى ، فقم بتشغيله وبدء العمليات. لكن تلسكوبًا فضائيًا آخر قويًا تابعًا لوكالة ناسا يُسمى WFIRST اجتاز مرحلة مهمة ، وهو أقرب إلى الواقع.
يشير WFIRST إلى تلسكوب المسح الميداني بالأشعة تحت الحمراء الواسع. ستحتوي على عدسة بطول 2.4 متر ، بنفس حجم عدسة هابل. لكن WFIRST سيكون له مجال رؤية واسع أكبر 100 مرة من مساحة هابل. سيحمل جهازين علميين: أداة المجال الواسع (WFI) والأداة التاجية. كما سيتم تجهيزها بكاميرا 300 ميجا بكسل.
على الرغم من أن كلمة الأشعة تحت الحمراء باسم التلسكوب ، ستلاحظ أيضًا في الضوء المرئي. يقول بيان صحفي لوكالة ناسا أن WFIRST سيكون قادرًا على "... الكشف عن إشارات الأشعة تحت الحمراء الضعيفة من جميع أنحاء الكون مع توليد صور بانورامية هائلة للكون ..." ومن المقرر إطلاقه بعض الوقت في منتصف 2020.
بعد اجتياز علامة فارقة مهمة مؤخرًا ، منحت وكالة ناسا WFIRST الضوء الأخضر لبدء تطوير الأجهزة واختبارها. تصميم WFIRST متطور بالفعل ، ويستخدم التلسكوب الفضائي الكثير من التكنولوجيا الناضجة بالفعل. هذا أحد أسباب تكلفة المشروع المتوقعة للتطوير فقط حوالي 3.2 مليار دولار ، وهو أقل بكثير من سعر JWST البالغ حوالي 10 مليارات دولار.
يتطلب تصميم WFIRST الكثير من التكنولوجيا التي تمت تجربتها بالفعل وحقيقية ، خاصة مكونات التلسكوب بجودة هابل. تقول وكالة ناسا أيضًا أن جزءًا كبيرًا من التصميم يعتمد على الدروس المستفادة من المسار الشاق لجيمس ويب للانتهاء.
الخطوة التالية لـ WFIRST هي وضع اللمسات الأخيرة على تصميم المهمة. ستقوم وكالة ناسا ببناء وحدات اختبار ونماذج هندسية لمعرفة ما إذا كان التصميم سيتحمل كل من عمليات الإطلاق والعمليات النهائية في الفضاء. بعد الإطلاق ، سيدخل WFIRST في مدار هالة عند نقطة Sun-Earth LaGrange 2 ، مثل JWST.
"بمزيج غير مسبوق من الاتساع والعمق ، سيفتح WFIRST حقبة جديدة في عرض كوننا."
من فيديو وكالة ناسا "صورة محاكاة تظهر قوة WFIRST لناسا."
WFIRST لديها أهداف علمية مثيرة للاهتمام حقًا. باعتباره تلسكوب الأشعة تحت الحمراء ، فهو مناسب لمعالجة الأسئلة الأكبر حول الكون. أحد الأهداف هو الإجابة عن بعض الأسئلة حول الطاقة المظلمة ، القوة الدافعة لتوسع الكون. يريد علماء الكونيات أن يعرفوا كيف تغيرت الطاقة المظلمة بمرور الوقت ، وكيف ولماذا يتسارع توسع الكون.
سيعمل التلسكوب أيضًا على الكواكب الخارجية ، وهي واحدة من أهم الموضوعات في علم الفلك. ما زلنا لا نعرف مدى شيوع أنظمة الطاقة الشمسية مثل أنظمتنا ، وكيفية تحديد قابلية السكن. سيساعد WFIRST علماء الفلك على الإجابة عن هذه الأسئلة.
ستستخدم الفقرة التاجية لتصوير الكواكب الخارجية الكبيرة مباشرة. كما أنها ستأخذ أطيافًا من تلك الكواكب لتحديد تكوينها الجوي ، وهو أمر سيساعدنا على اكتشاف التوقيعات الحيوية.
أحد أهم أهداف WFIRST هو تعداد الكواكب الخارجية. تخطط وكالة ناسا لاستخدام ظاهرة العدسات الدقيقة لإكمال تعداد إحصائي للكواكب الخارجية في درب التبانة. Microlensing هو عندما يتحرك كوكب غير مرئي خارج نظامنا الشمسي أمام نجم خلفي بعيد. تعمل جاذبية الكوكب كعدسة ، وتضخم ضوء النجوم وتجعله يبدو أكثر إشراقًا. تتوقع وكالة ناسا أن تكتشف WFIRST آلاف الكواكب الخارجية بهذه الطريقة ، مع بعض الوثائق التي تشير إلى 70000 كوكب خارجي.
سيعالج التلسكوب أيضًا أسئلة أخرى حسبما يتم تحديدها. علوم الفضاء والتلسكوبات الفضائية مليئة بالمفاجآت ، لذلك من المحتمل أن تكون هناك اكتشافات لا يمكننا التنبؤ بها مسبقًا ، وبعض النتائج المفاجئة.
سيوفر WFIRST نفس الصور عالية الدقة مثل هابل ، ولكن مع مجال رؤية أكبر بكثير. قبل شهرين ، أصدرت وكالة ناسا مقطع فيديو يوضح قوة WFIRST. كما يظهر الفيديو ، تطلبت صورة هابل لمجرة أندروميدا أكثر من 400 صورة فردية ليتم التقاطها وتكوينها في صورة واحدة. واستغرق الأمر كذلك هابل 4 سنوات للقيام بذلك. ستتمكن WFIRST القوية من إنشاء فسيفساء مماثلة مع صورتين فقط. وستحتاج فقط إلى حوالي 90 دقيقة لالتقاط كل منهما.
على الرغم من أن WFIRST هو تلسكوب بالأشعة تحت الحمراء ، إلا أنه يختلف عن JWST - وهو أيضًا نطاق الأشعة تحت الحمراء - بعدة طرق. في حين أن WFIRST ستوفر مناظر بانورامية للكون ، فإن JWST أكثر حساسية في الأشعة تحت الحمراء. حساسية JWST تأتي على الرغم من ذلك. يتطلب البرودة الشديدة لإجراء هذه الملاحظات ، ويشتمل التلسكوب على واقي شمسي معقد وحرج للحفاظ عليه باردًا. يجب طي واقي الشمس هذا وتعبئته في الصاروخ لإطلاقه ونشره قبل أن يبدأ JWST في العمل.
WFIRST هو أيضًا تلسكوب بالأشعة تحت الحمراء ، ولكنه لا يتطلب نفس درجة حرارة التشغيل المنخفضة. فهي لا تزال بحاجة إلى نظام تبريد ، ولكنها ليست واقية من الشمس غير عملية ومعقدة من الناحية التكنولوجية. درجة حرارة تشغيل JWST هي 50 كلفن (-223 درجة مئوية أو -370 درجة فهرنهايت). درجة حرارة تشغيل WFIRST لم تنته بعد ، لكن وثائق تصميم وكالة ناسا تقول إنها تبلغ حوالي 200 كلفن (-73 درجة مئوية أو -100 درجة فهرنهايت).
يعد كل من JWST و WFIRST نطاقًا للأشعة تحت الحمراء ، وقد تتداخل مهامهما في بعض النواحي. عندما يجد WFIRST شيئًا ذا أهمية خاصة ، يمكن لـ JWST ملاحظته بحساسية أكبر للأشعة تحت الحمراء. هذا النوع من التداخل هو لبنة من مهام وتصاميم التلسكوب. على سبيل المثال ، سوف يقوم مرصد فيرا سي روبين القادم ، الذي من المفترض أن يرى الضوء الأول في وقت لاحق من هذا العام ، بمسح السماء بحثًا عن الأجسام العابرة. عندما يتم رصد شيء مثل المستعر الأعظم ، سيتم تكليف التلسكوبات الأخرى بمراقبته عن كثب.
في الوقت الحالي ، يتم تمويل WFIRST فقط حتى سبتمبر 2020. وتتخذ وكالة ناسا هذا الاحتياط الإداري لأنهم يريدون إنهاء برنامج James Webb وتشغيله. إن وجود مشروعين كبيرين ومعقدين جاري في نفس الوقت - كلا التلسكوبين الفضائيين - يعقد المشروعين.
تاريخ إطلاق WFIRST المؤقت في وقت ما في عام 2025. مدة مهمته المخطط لها هي خمس سنوات.
أكثر:
- بيان صحفي: وكالة ناسا توافق على تطوير مهمة دراسة الكون ، والبحث عن الكوكب
- ناسا: تلسكوب فضائي واسع المجال
- الورقة الفنية: تلسكوب المسح الميداني بالأشعة تحت الحمراء الواسع: 100 هبل لعشرينيات القرن العشرين
- مجلة الفضاء: WFIRST يحصل على Coronagraph ، لحجب ضوء النجوم وكشف كواكبها
