تلسكوب هابل الفضائي

لماذا نضع تلسكوبًا في الفضاء

هواء الأرض في حركة دائمة. وجيوب الهواء الدافئ والبارد تحني ضوء النجوم قليلًا، ولهذا تتلألأ النجوم وتبدو الصور الملتقطة من الأرض مشوشة. كما يحجب الغلاف الجوي معظم الأشعة فوق البنفسجية.

التلسكوب فوق الهواء يتجنب المشكلتين. اقترح الفلكي لايمان سبيتزر الفكرة في أربعينيات القرن العشرين، وبعد عقود من التخطيط حمل المكوك ديسكفري هابل إلى المدار في 24 أبريل 1990. وسُمي على اسم إدوين هابل، الذي أثبت في عشرينيات القرن العشرين أن الكون يتمدد.

مرآة معيبة وإصلاح شهير

كانت الصور الأولى صادمة: أوضح من صور الأرض، لكنها ضبابية عند الحواف. فقد صُقلت المرآة الرئيسية البالغ عرضها 2.4 م بانحناء خاطئ قليلًا. لم يتجاوز الخطأ نحو جزء من خمسين من سُمك شعرة الإنسان، لكنه كان كافيًا لنشر الضوء في هالة ضبابية. ويسمي مهندسو البصريات ذلك الزيغ الكروي.

ولأن الخطأ كان محددًا بدقة، أمكن تصحيحه كما تصحح النظارة عين المصاب بقصر النظر. في ديسمبر 1993 قضى رواد المكوك إنديفور خمس جولات سير في الفضاء لتركيب حزمة تصحيحية وكاميرا جديدة مزودة بتصحيحها الخاص. فجاءت الصور التالية حادة، وأُنقذت سمعة هابل.

تلتها أربع مهمات صيانة أخرى في 1997 و1999 و2002 و2009. استبدلت كل منها قطعًا بالية وأضافت أجهزة أفضل، فصار تلسكوب اليوم أقدر بكثير من الذي أُطلق عام 1990.

ماذا اكتشف هابل

بقياس المسافات إلى نجوم نابضة في مجرات أخرى، ساعد هابل في حصر عمر الكون بنحو 13.8 مليار سنة. وفي أواخر التسعينيات دعمت أرصاد هابل لنجوم بعيدة متفجرة مفاجأة: تمدد الكون يتسارع، وهو اكتشاف نال جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011.

في صور حقل هابل العميق وُجّه التلسكوب أيامًا نحو بقع من السماء تبدو خالية، فكشفت آلاف المجرات، بعضها يُرى كما كان قبل مليارات السنين. ووجد هابل أيضًا أن كل مجرة كبيرة تقريبًا تضم ثقبًا أسود فائق الكتلة في مركزها.

وأقرب إلينا، رصد اصطدام شظايا المذنب شوميكر-ليفي 9 بالمشتري عام 1994، واكتشف أقمارًا صغيرة لبلوتو، وأجرى أول قياس للتركيب الكيميائي لغلاف جوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية. وصارت صوره للسدم، مثل أعمدة الخلق، من أشهر الصور في العلم.

كيف يعمل هابل

هابل تلسكوب عاكس: يرتد الضوء عن المرآة الرئيسية الكبيرة إلى مرآة ثانوية أصغر، ثم يمر عبر ثقب في وسط المرآة الرئيسية إلى الأجهزة. وتشمل هذه كاميرات ومطيافات تفصل الضوء إلى ألوانه لتكشف الحرارة والحركة والتركيب الكيميائي.

يدور حول الأرض كل نحو 95 دقيقة، على ارتفاع نحو 515 كم. وللبقاء مثبتًا على هدف خافت، يستخدم جيروسكوبات وحساسات توجيه بالغة الدقة. وتزوده الألواح الشمسية بالطاقة، وتُنقل بياناته إلى الأرض عبر أقمار الاتصالات التابعة لناسا.

وضعه في 2026

يعمل هابل الآن منذ أكثر من 36 عامًا. وقد أخذت جيروسكوباته، التي تستشعر دوران التلسكوب، تبلى. ومنذ 2024 تشغّله ناسا بجيروسكوب واحد فقط في كل مرة، مع إبقاء جيروسكوب احتياطي. هذا يبطئ انتقاله بين الأهداف ويحد من بعض الأرصاد، لكن معظم العمل العلمي مستمر.

مقاومة الهواء على ذلك الارتفاع ضئيلة جدًا لكنها ليست صفرًا، فيهبط المدار ببطء. ومن دون دفعة، يُتوقع أن يعود هابل إلى الغلاف الجوي في وقت ما من ثلاثينيات هذا القرن. درست ناسا أفكارًا لرفع مداره لكنها لا تخطط لزيارة صيانة. وفي الأثناء يعمل هابل إلى جانب تلسكوب جيمس ويب الفضائي: يغطي هابل الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي، بينما يرى ويب أعمق في الأشعة تحت الحمراء.

هل يمكن رؤية هابل من الأرض؟

نعم، أحيانًا. مثل محطة الفضاء، يلمع هابل بعكس ضوء الشمس، ويبدو نقطة ثابتة تنزلق عبر السماء بعد الغروب بقليل أو قبل الشروق. وهو لا يومض.

ولأن مداره يميل نحو 28.5 درجة عن خط الاستواء، لا يُرى إلا من أماكن أقرب إلى خط الاستواء من خط العرض 30 تقريبًا. أما الراصدون شمالًا أو جنوبًا أبعد من ذلك فلا يرونه يرتفع بما يكفي أبدًا. وتعرض تطبيقات ومواقع تتبع الأقمار الصناعية مواعيد مروره القادمة فوق موقعك.