كيف تعمل التلسكوبات الفضائية؟ مقارنة بين هابل وجيمس ويب
تُعد التلسكوبات الفضائية من أهم الأدوات التي تمكّن العلماء من استكشاف الكون بعمق، بعيدًا عن تأثيرات الغلاف الجوي للأرض مثل تلوث الضوء والاضطرابات الجوية التي تعيق الرؤية الفلكية. عبر وضعها في الفضاء الخارجي، توفر هذه التلسكوبات رؤية أوضح وأدق للأجرام السماوية، مما أدى إلى فتح آفاق جديدة في مجالات علم الفلك والكونيات. في هذا المقال، سنستعرض كيفية عمل التلسكوبات الفضائية، مع تقديم مقارنة تفصيلية بين اثنين من أبرز هذه التلسكوبات: هابل وجيمس ويب.
مبادئ عمل التلسكوبات الفضائية
تختلف التلسكوبات الفضائية عن التلسكوبات الأرضية في موقعها المتميز خارج الغلاف الجوي، ما يسمح لها بتفادي التشويش الناتج عن الغلاف الجوي. وتعتمد هذه التلسكوبات على عدة مبادئ أساسية في عملها:
- جمع الضوء: تُعد المرايا الكبيرة هي العنصر الأساسي في التلسكوبات الفضائية، حيث تقوم بجمع الضوء الخافت القادم من أعماق الفضاء وتركيزه.
- التقاط الصور: يُحول الضوء المجمّع إلى صور بواسطة كاميرات متطورة وأجهزة تحليل الطيف.
- نقل البيانات: تُرسل البيانات والملاحظات إلى الأرض عبر إشارات راديوية ليقوم العلماء بتحليلها.
- تنوع الأطياف المراقبة: لا تقتصر التلسكوبات الفضائية على الضوء المرئي فقط، بل تراقب أيضًا أطيافًا أخرى مثل الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية وغيرها من أطياف الكهرومغناطيسية.
تلسكوب هابل الفضائي
أُطلق تلسكوب هابل في عام 1990، وهو أحد أكثر التلسكوبات الفضائية استخدامًا ونجاحًا حتى اليوم، نتيجة تعاون بين وكالة ناسا والوكالة الفضائية الأوروبية. يتميز هابل بالخصائص التالية:
- قُطر المرآة: 2.4 متر، وهي قادرة على جمع كمية كبيرة من الضوء.
- نطاق الأطياف: يراقب الضوء المرئي، الأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء القريبة.
- المسار المداري: يدور حول الأرض على ارتفاع منخفض يبلغ حوالي 547 كيلومترًا.
- مدة المهمة: يعمل لأكثر من ثلاثة عقود، مساهماً في العديد من الاكتشافات العلمية المهمة.
- التقنيات المستخدمة: مزود بكاميرات عالية الدقة وأجهزة تحليل طيفية متقدمة.
ساهم هابل في تحديد عمر الكون، تصوير الثقوب السوداء، ودراسة بنية المجرات، ما جعله أداة لا غنى عنها في علم الفلك الحديث.
تلسكوب جيمس ويب الفضائي
أُطلق تلسكوب جيمس ويب في عام 2021 ليكون خليفةً لتلسكوب هابل، وهو ثمرة تعاون مشترك بين ناسا، الوكالة الفضائية الأوروبية، ووكالة الفضاء الكندية. يقدم جيمس ويب تقنيات متقدمة وقدرات مراقبة مختلفة عن هابل، منها:
- قُطر المرآة: 6.5 متر مع طبقة من الذهب لتحسين انعكاس الأشعة تحت الحمراء، وهو أكبر بكثير من هابل.
- نطاق الأطياف: يختص بالمراقبة في نطاق الأشعة تحت الحمراء، مما يتيح دراسة المراحل المبكرة للكون.
- المسار المداري: يتمركز على بعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض في نقطة لاغرانج الثانية (L2).
- أنظمة التبريد: مزود بأنظمة تبريد متقدمة للحفاظ على برودة الأجهزة أثناء رصد الأشعة تحت الحمراء.
- أجهزة استشعار متطورة: تمكنه من إجراء مراقبات دقيقة وعميقة للأجرام البعيدة.
يهدف جيمس ويب إلى دراسة أولى النجوم والمجرات، وفهم عمليات تكوين الكواكب، بالإضافة إلى الكشف عن بنى مخفية خلف سحب الغبار الكوني بفضل قدراته الفريدة في الأشعة تحت الحمراء.
مقارنة بين تلسكوب هابل وجيمس ويب
على الرغم من أن كلا التلسكوبين أحدثا نقلة نوعية في استكشاف الفضاء، إلا أن لكل منهما تخصصه ومجالات تفوقه:
المرايا ومجالات الرصد
- هابل: مرآة أصغر مع قدرة عالية على الرصد في الضوء المرئي وفوق البنفسجي.
- جيمس ويب: مرآة أكبر بكثير مع أداء متميز في نطاق الأشعة تحت الحمراء.
الموقع المداري
- هابل: مدار منخفض حول الأرض على بعد 547 كيلومترًا.
- جيمس ويب: نقطة لاغرانج الثانية على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض.
الأهداف العلمية
- هابل: دراسة بنية الكون، المادة المظلمة، المجرات والنجوم.
- جيمس ويب: البحث في عصور الكون الأولى، تكوين المجرات والكواكب، وتحليل أغلفة الكواكب.
الابتكارات التقنية
- هابل: تكنولوجيا رائدة في المراقبة البصرية وفوق البنفسجية.
- جيمس ويب: تصميم مخصص للأشعة تحت الحمراء، أنظمة تبريد متقدمة، وحساسات فائقة الحساسية.
أثر التلسكوبات الفضائية على العلوم والتكنولوجيا والاقتصاد
تتجاوز أهمية التلسكوبات الفضائية حدود الاكتشافات العلمية، فهي تلعب دورًا هامًا في تطوير تقنيات جديدة وتحفيز التعاون الدولي، كما تسهم في المجالات الاقتصادية والتعليمية:
- تطوير التكنولوجيا: التقنيات المتقدمة المستخدمة في التلسكوبات تنقل إلى صناعات أخرى مثل الاتصالات، التصوير الطبي، والمراقبة البيئية.
- تحليل البيانات: التعامل مع كميات ضخمة من البيانات الفضائية يعزز من تقنيات الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة.
- التعاون الدولي: مشاريع التلسكوبات الفضائية تجمع بين دول متعددة لتعزيز البحث العلمي المشترك.
- التعليم والإلهام: تساهم في تحفيز الأجيال الشابة على الاهتمام بالعلوم والتكنولوجيا من خلال إلهامهم بقصص الاكتشافات الفضائية.
خاتمة
تلعب التلسكوبات الفضائية دورًا محوريًا في تعميق فهمنا للكون. بينما قدم تلسكوب هابل رؤى مدهشة في الضوء المرئي وفوق البنفسجي، يفتح تلسكوب جيمس ويب آفاقًا جديدة عبر قدراته في الأشعة تحت الحمراء، مما يمكّن العلماء من استكشاف بدايات الكون وأسراره الخفية. يكمل كل منهما الآخر في مهمة استكشاف الفضاء، ومن المتوقع أن تستمر التلسكوبات الفضائية المستقبلية في توسيع معرفتنا بالكون بفضل التطورات التقنية المستمرة. إن استثمار البشرية في هذه التكنولوجيا يعكس شغفها الدائم بفهم الكون ومكانها فيه.
التاريخ: 09.01.2026
الكاتب: فريق تحرير كارادوت
مقالات مشابهة
- سرعة الضوء والسفر عبر الزمن: هل هي خيال علمي أم علم حقيقي؟
- هل نحن وحيدون في الكون؟ تحليل علمي لكواكب قابلة للسكن
- كيف بدأ الكون؟ نظرية الانفجار العظيم والأدلة العلمية الداعمة لها
- هل إرسال البشر إلى المريخ أمر ممكن حقًا؟ مدى واقعية خطة سبيس إكس
- ما هي الثقوب السوداء؟ أفق الحدث، التفرد وتنبؤات أينشتاين
مشاركة
