تلسکوپ "جیمز وب" آسیب دید

به نقل از فوربس، دانشمندان گزارش داده‌اند که آسیب واردشده به "تلسکوپ فضایی جیمز وب"(JWST) که طی برخورد با یک ریزشهاب‌سنگ در اواخر ماه مه ۲۰۲۲ پیش آمده بود، ممکن است بدتر از آن چیزی باشد که پیشتر تصور می‌شد.

گروهی از دانشمندان در مقاله جدیدی که در پی انتشار نخستین تصاویر باورنکردنی جیمز وب به چاپ رسید، عملکرد این تلسکوپ فضایی را در مرحله راه‌اندازی آن تشریح کردند. آنها مشکلاتی را گزارش دادند و خاطرنشان کردند که نمی‌توان آنها را اصلاح کرد. همچنین، دانشمندان متذکر شدند که این مشکلات، اثر کوچکی بر توان عملیاتی تلسکوپ دارد که هنوز قابل اندازه‌گیری نیست.

این گزارش که در مورد طول عمر پیش‌بینی‌شده تلسکوپ جیمز وب است، نشان می‌دهد که در حال حاضر، بزرگترین منبع عدم قطعیت، اثرات بلندمدت برخوردهای ریزشهاب‌سنگ است که آینه تلسکوپ را به آرامی تخریب می‌کند.

همان طور که پیشتر گزارش شده، آینه ۶.۵ متری وب شامل ۱۸ بخش متشکل از بریلیوم-طلا است. یکی از آنها که "C3" نام دارد، بین ۲۳ و ۲۵ مه ۲۰۲۲ با ذرات کوچک گرد و غبار برخورد کرد.

از زمان پرتاب جیمز وب، پنج ریزشهاب‌سنگ کوچکتر دیگر نیز به آن اصابت کرده‌اند. مهندسان پیش از پرتاب جیمز وب، تقریبا یک برخورد جزئی در هر ماه را پیش‌بینی کرده بودند.

با توجه به مصرف سوخت، تلسکوپ باید ۲۰ سال در فضا دوام بیاورد اما نویسندگان این گزارش اظهار داشتند که دانشمندان مطمئن نیستند که ضربات ناشی از ریزشهاب‌سنگ‌ها، چه میزان تأثیری بر عملیات جیمز وب خواهند داشت.

ریزشهاب‌سنگ‌ها، خطر شناخته‌شده‌ای برای عملیات فضایی هستند و مواجهه با آنها برای دانشمندان به هیچ وجه تازگی ندارد. "ایستگاه فضایی بین‌المللی"(ISS) و "تلسکوپ فضایی هابل" (Hubble Space Telescope) از جمله برنامه‌های بلندمدتی هستند که به رغم حملات گاه‌به‌گاه با سنگ‌های فضایی، همچنان فعال باقی مانده‌اند. با وجود این، مدار وب در "نقطه لاگرانژی ۲" (Lagrange Point 2) که حدود ۱.۵ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد، ممکن است خطر را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

"توماس زوربوشن"(Thomas Zurbuchen)، معاون اداره ماموریت علمی ناسا، در توییتی که پس از برخورد C3 منتشر شد، نوشت: پس از ارزیابی‌های اولیه، گروه دریافتند که تلسکوپ هنوز در سطحی عمل می‌کند که فراتر از همه الزامات ماموریت است.

با وجود این، گزارش جدیدی نشان می‌دهد که آسیب به بخش C3 می‌تواند جدی‌تر از آن چیزی باشد که در ابتدا تصور می‌شد. در این گزارش آمده است که از شش برخورد ریزشهاب‌سنگ که تاکنون از طریق "سنجش جبهه موج"(wavefront sensing) شناسایی شده‌اند، پنج مورد اثرات ناچیزی داشته‌اند. در مقابل، ریزشهاب‌سنگی که در بازه زمانی ۲۲ تا ۲۴ مه ۲۰۲۲ به بخش C3 برخورد کرد، باعث تغییر قابل‌توجه و غیرقابل اصلاحی در شکل کلی آن بخش شد.

آسیب جدی به تلسکوپ "جیمز وب" در اثر برخورد با ریزشهاب‌سنگ

علاوه بر این، این گزارش نشان می‌دهد که این رویداد، بیشتر از انتظارات پیشین در مورد آسیب ناشی از یک ریزشهاب‌سنگ بوده و به آغاز تحقیقات و مدل‌سازی بیشتر توسط گروه پروژه جیمز وب انجامیده است.

اگرچه ممکن است جیمز وب برای ۲۰ سال دوام داشته باشد که یک دهه بیشتر از آن چیزی است که پیشتر انتظار می‌رفت اما مهندسانی که جیمز وب را طراحی کرده‌اند، می‌دانند که آینه‌ها و سپر خورشیدی آن به طور اجتناب‌ناپذیری ممکن است در اثر برخورد با ریزشهاب‌سنگ‌ها به آرامی تخریب شوند.

همچنین انتظار می‌رود که آشکارسازهای جیمز وب به تدریج توسط ذرات باردار آسیب ببینند؛ این در حالی است که امکان دارد سپر خورشیدی و عایق پنج لایه آن نیز در اثر هوازدگی فضا به فرسایش دچار شوند.

از آنجا که آینه جیمز وب در معرض برخورد با ریزشهاب‌سنگ‌های فضایی قرار می‌گیرد، اجتناب از آنها برای این تلسکوپ دشوار است. این گزارش می‌گوید که هر فضاپیمایی ناگزیر با ریزشهاب‌سنگ‌ها مواجه می‌شود. این موضوع می‌تواند شش تغییر شکل موضعی روی سطح آینه اصلی را توجیه کند که به برخورد ریزشهاب‌ها نسبت داده می‌شود.

آسیب جدی به تلسکوپ "جیمز وب" در اثر برخورد با ریزشهاب‌سنگ

آیا برخورد C3 اتفاقی بود؟ در این گزارش آمده است: هنوز مشخص نیست که آیا برخورد ماه می ۲۰۲۲ به بخش C3، یک رویداد نادر بود یا این که تلسکوپ ممکن است بیشتر از مدل‌سازی پیش از پرتاب، در معرض آسیب ریزشهاب‌سنگ‌ها باشد.

امید می‌رود که این رویداد فقط یک بار طی چندین سال باشد اما پژوهشگران اکنون قصد دارند جمعیت ریزشهاب‌سنگ‌های مجاور جیمز وب، چگونگی تأثیر ضربه‌ها بر آینه‌های بریلیوم-طلا و چگونگی کاهش حملات بعدی را بررسی کنند.

در این گزارش آمده است که یک راه حل ممکن می‌تواند به حداقل رساندن زمان صرف‌شده برای جستجوی جهت حرکت مداری باشد که از نظر آماری، بیشتر در معرض ریزشهاب‌سنگ‌ها است.