شکارچی سیاهچاله ها:

شاید با خودتون فکر کنین که چرا اینقدر مطلب از سیاهچاله ها میذارم !! ولی باید به عرضتون برسونم که معلم محترم فیزیک ما از ما خوسته که درمورد این موضوع مطلب بیاریم حالا منم به جای بردن به مدرسه آوردم اینجا!!!! خب حالا مطلب رو بخونین.

قبل از آنکه بشرتوانایی رفتن به فضا را پیدا کند، اخترشناسان آرزو داشتند که یک تلسکوپ در آسمان بالای جو زمین قرار دهند و فضاهای دور افتاده آسمان را رصد کنند. تاسیس رصدخانه فضایی پیشنهادی بودکه توسط هرمان اوبرت دانشمند آلمانی در سال 1923 ارائه شد. پیشنهاد هرمان اوبرت از سوی دکتر وارنر با استقبال زیادی روبه رو شد. دکتر وارنر روی پروه پرتاب راکت به فضا کار می کرد و تحقیقات زیادی روی سفرهای فضایی انجام داده بود. پس از آن با نصب ابزارهای گوناگون برای رصد کردن آسمان روی راکت ها، بالون ها و ماهواره ها، انقلابی در علم نجوم پدید آمد. این فعالیت ها در طول سالهای بین 1940 تا 1960 همچنان گسترش می یافت تا اینکه در سال 1962 ناسا با تاسیس یک آکادمی ملی، در رابطه با تدریس و معرفی تلسکوپ های فضایی عظیم و طراحی و ساخت و همچنین قرار دادن آنها در فضا برای انجام ماموریت های طولانی مدت، قدم مهمی در پیدایش این رصدخانه های فضایی برداشت. پس از گذشت چند سال ناسا موفق به ساخت دو ماهواره برای رصد ستاره ها شد. در سال 1968 و 1972 آنها را به فضا فرستاد و اطلاعات مفیدی هم از فضا به زمین ارسال کردند. این شروع خوبی برای ورود به عرصه تلسکوپ های فضایی به شمار می رفت. دیگر وقت آن بود که یک شاتل فضایی که قابلیت حمل و نقل انسان و ابزار به فضا را داشته باشد، به کار می گرفتند، زیرا منجمین و دانشمندان در طول مدت کار روی ماهواره های رصد کننده به این نتیجه رسیده بودند که برای ایجاد یک رصدخانه مجهز در فضا لازم است یک تلسکوپ فضایی با امکاناتی بیشتر از یک ماهواره معمولی در فضا مستقر کنند. برای این منظور ناسا یک گروه از دانشمندان را در سال 1973 دور هم جمع کرد که در مورد طراحی تلسکوپ های فضایی تبادل نظر کنند. در نهایت از این گروه یک تیم 60 نفره دانشمند و محقق از 38 موسسه، تشکیل شد.

سرمایه گذار و بودجه در نظر گرفته شده برای پروه هم، در همان سال طی کنگره ای انتخاب شد. ناسا تصمیم گرفت مسئولیت های پروه را تقسیم بندی کند. بنابر تصمیمات گرفته شده، مرکز پروازهای فضایی مارشال در هانتس ویل آلباما مسئول طراحی و گسترش دستورالعمل های پروه شد. برای رهبری و توسعه ابزارهای علمی و همچنین مرکز کنترل زمینی تلسکوپ قرار شد مرکز پروازهای فضایی گودارد در گرین بلت مریلند، دست به کار شود. نمایندگی موسسات فضایی اروپا هم در سال 1975 به همکاری با پروه پیوست. مارشال دو پیمانکار اصلی برای طراحی هابل در نظر گرفت، شرکت پرکین- المر Perkin- Elmer در دانبوری که مسئول طراحی و ساخت سیستم نوری و سنسورهای راهنما شد. لاکهیدمیسیل Lockheed Missiles و شرکتی فضایی از سانی وال Sunnyvale کالیفرنیا، هم برای طراحی و ساخت بخش محافظ خارجی و سیستم پشتیبانی و پرتاب انتخاب شد و نمایندگی اروپا مسئول ساختن بخش های خورشیدی تلسکوپ شد.عملیات ساخت و اسمبل کردن تلسکوپ برای یک دوره تقریبا 10 ساله برنامه ریزی شده بود.

در سال 1983 بازتابنده های بسیار دقیق اصلی و تاسیسات نوری آن آماده شد. در سال 1984 پس از پایان یافتن مراحل ساخت نوبت به آن رسید که پروه توسط ناسا تست شود. در سال 1985 فضاپیمای کامل شده و بی نقص که حاصل تلاش گروه کثیری از دانشمندان بود، آماده پرتاب به فضا شده بود. برنامه ای که برای ارسال هابل به فضا در نظر گرفته بودند برای سال 1986 بود، ولی متاسفانه مشکلی که برای شاتل حامل تلسکوپ پیش آمد، تاخیری در این کار ایجاد کرد. البته در این فرصت ایجاد شده که حدود سه سال طول کشید، مهندسان به تست و آزمایش بخش های مختلف تلسکوپ پرداختند و ارزیابی هایی از کارایی و قابلیت های هابل به عمل آوردند و از صحت عملکرد درست تمامی اجزا اطمینان حاصل شد. پس از اتمام دوره تاخیر ایجاد شده، تلسکوپ با کشتی از لاکهید در کالیفرنیا به مرکز فضایی کندی در فلوریدا نقل مکان کرد.

شاتل فضایی که ماهواره هابل را می بایست به فضا ببرد در اکتبر 1989 در سکوی پرتاب مستقر و آماده پرواز شده بود که سرانجام در 24 آوریل 1990 طی ماموریتی که STS-31} نام گرفت، شاتل فضایی اکتشافی، زمین را به مقصد فضا ترک کرد. لحظه پرشکوهی بود، آرزویی که پس از گذشت سالها به تحقق می پیوست. تلسکوپ هابل در مقابل دیدگان دانشمندان، مغرورانه سفری را آغاز می کرد که قصد داشت ناشناخته هایی از دورترین نقاط آسمان را کشف کند.

پرتاب، سه ساله اول: تلسکوپ هابل با قدرتی 10 برابر بیشتر از قوی ترین تلسکوپ های زمینی به رصد ستارگان و اجرام آسمانی پرداخت و در طول سه سال تصاویر حیرت انگیزی از سیاهچاله ها و اطلاعات جامع و قابل توجهی از سوپرنوا ستاره ای با نور متغیر که روشنایی اش صد میلیون برابر خورشید است به زمین ارسال کرد. با این اطلاعات پنجره تازه ای به دنیای اخترشناسی به روی دانشمندان و منجمان گشوده شد، ولی یک اتفاق باعث شد که هابل دچار اختلال در تصویربرداری شود. انحراف یک شیء گوی مانند باعث آسیب دیدگی آیینه اصلی آن شده بود. این اتفاق چند ماه پس از ارسال هابل به فضا رخ داد. آیینه اصلی بسیار دقیق و ظریف بود. پهنای لبه آن در حدود یک پنجاهم پهنای موی سر انسان بود. تصاویری که هابل پس از آن ارسال می کرد کمی تیره و مه آلود به نظر می رسیدند. برای همین مدیران عالیرتبه پروه تصمیم گرفتند با روشی که در آن از اشعه ماورای بنفش استفاده می شد، این اختلال را که ناشی از عدم تمرکز دقیق آیینه هابل بود، برطرف سازند. البته این طرح عملی نشد، ولی در نهایت تصمیم بر آن شد که یک تیم از فضانوردان مامور انجام سرویس و نصب یک لنز که توانایی تنظیم خودکار مانند چشم انسان را داشته باشد، شوند.

خوشبختانه اجزای هابل طوری طراحی شده بودند که تعویض و تعمیر آنها بسیار آسان بود. تمامی اجزای آن حالت کشویی داشت و خیلی راحت جابه جا می شد. دو وسیله جدید برای نصب در نظر گرفته شده بود؛ یکی دوربین نجومی دقیق با میدان دید بسیار زیاد WF/PC-II و یک اصلاح کننده نوری COSTAR که برای اصلاح عدم تطابق کانونی در نظر گرفته شده بود. برای سوار کردن این ابزار روی هابل، هفت فضانورد باتجربه که یک سال و نیم روی ابزارهای مختلفی که برای سرویس هابل در نظر گرفته شده بود، کار کردند و صدها ساعت آموزش دیدند تا یکی از مهمترین و حساس ترین ماموریت های فضایی که ناسا قصد انجامش را داشت، به نحو درستی انجام دهند. ماموریت تعمیر و سرویس هابل در دوم دسامبر 1993 با رساندن هفت فضانورد توسط شاتل فضایی STS-61} به محل تلسکوپ فضایی هابل صورت گرفت که از مهمترین ماموریت های تاریخ فعالیت های فضایی ناسا به حساب می آید. 11 روز عملیات فضانوردی که طی آن با نصب تاسیسات نجومی جدید و با سرعت پردازش بالا، کارایی هابل را چندبرابر کرد و چشمان آن را به سوی افق های بیکران فضا تیزبین تر کرد. نصب COSTAR WF/PC-II یروسکوپ و دیگر بخش های الکترونیک توسط فضانوردان با موفقیت انجام شد. پس از 5 هفته مهندسان ابزار جدید نصب شده را کالیبره و تنظیم کردند و موفقیت در انجام ماموریت با ارسال پنج تصویر حیرت انگیز بی عیب و نقص تایید شد.

هابل برای یک ماموریت 15 ساله برنامه ریزی و طراحی شده بود که البته لازم بود طی این مدت چند ماموریت سرویس و تعمیر انجام پذیرد - در کل سه ماموریت برای رسیدگی و تعمیر هابل صورت گرفت که البته هیچ کدام به وسعت و اهمیت ماموریت سال 1993 نبودند. ماموریت دوم در فوریه سال 1997 صورت گرفت. در این ماموریت یک طیف سنج تصویری و یک دوربین مادون قرمز و یک طیف نگار چندمنظوره روی هابل نصب شد. سومین عملیات هم در نوامبر سال 1999 انجام شد. این بار یک دوربین پیشرفته برای شناسایی و اکتشاف روی هابل نصب شد که قابلیت عکسبرداری هابل را خیلی بالا برد. این دوربین توانایی آن را داشت تا نوری که از کهکشان های دوردست به صورت امواج مادون قرمز به سمت هابل می آمدند را تجزیه و تحلیل کند و تغییر و تحولاتی که در پی پیدایش کهکشان ها و ستاره های اولیه ایجاد شده بود را آشکار کند. این ابزار قدرتمند NICMOS نام داشت. NICMOS رازی را که در پیدایش ستارگان، منظومه شمسی و ... در قالب تابش مادون قرمز نهفته است، آشکار ساخته و جزئیات دقیقی از اجرام آسمانی در اختیار دانشمندان می گذارد. STIS نام طیف نگار تصویری تلسکوپ فضایی هابل است که قابلیت اندازه گیری امواج فرابنفش - مرئی - مادون قرمز را دارد. این طیف نگار، نور را به رنگ های تشکیل دهنده اش تجزیه می کند. STIS باعث شده هابل به قوی ترین شناساگر تاریخ تبدیل شود، زیرا با یک بار مشاهده هر جرم آسمانی اطلاعاتی از قبیل دمای آن، ترکیبات شیمیایی، نوع حرکت و خیلی مشخصات دیگر را به دست می آورد. STIS بی همتاست، چون می تواند همزمان 500 مورد از مشخصات یک جرم آسمانی را شناسایی کند. این بخش از تاسیسات هابل قدرت و سرعت عکس العمل هابل را درحد مافوق تصوری بالا برده است. STIS مظهر قدرت و هنر تکنولوی ردیابی است و این به خاطر مجهز بودن به جدیدترین نرم افزارها، دتکتورها، سیستم های الکترونیک و نوری فوق پیشرفته و طراحی مکانیکی دقیق آن است.

Advance Camera: در ماموریت انجام شده در سال 1999 یک دوربین پیشرفته با آشکارکننده ای قوی روی هابل قرار داده شد که به عملکرد سیستم تصویربرداری تلسکوپ فضایی قدرت چشمگیری بخشید. با نصب این دوربین جزئیات زیادی از سیاهچاله ها، ستاره های خوشه ای، سحابی های مختلف و کهکشان های بسیار بسیار دور به دست آمد. تمامی نوری که از اجرام مختلف آسمانی و گازهایی که در مرکز کهکشان های مختلف حلقه زده اند، پس از ساطع شدن هنگامی که به ما می رسند به صورت آبی نیلگون جلوه می کنند. حال آنکه چشمان تیزبین و قدرتمند تلسکوپ هابل این نورها را قبل از اینکه به صورت آبی آسمانی در مقابل دیدگان ما آشکار شوند، تجزیه و بررسی کرده و اطلاعاتی جامع و بی نظیر در اختیار محققان گذاشته است.

شیوه عملکرد طیف سنج های تلسکوپ هابل نه تنها در علوم نجومی بسیار گسترده و قابل توجه است، بلکه در علومی نظیر پزشکی نیز به یاری بشر آمده است. به عنوان مثال می توان به یک عملیات خارج سازی نسوج از بدن انسان که به جای عمل جراحی فقط از یک سوزن در آن استفاده شد، اشاره کرد. در این شیوه که از سال 1994 مورد استفاده قرار گرفته است، پزشکان می توانند محل دقیق بافت ها و نسوج زائد در بدن را شناسایی کنند.

اکنون دوران 15 ساله حکمفرمایی نگهبان تیزبین آسمان ها رو به اتمام است، ولی آیا واقعا غم انگیز نیست بعد از این همه سال خدمت، شکارچی سریع سیاهچاله ها به کار خود پایان دهد.