« ما در این دنیا تنها هستیم؟»

این سوال بزرگیست که تلاشای زیادی واسه جواب به آن انجام شده. از گسیل امواج رادیویی به بعضی سامانه های ستاره ای تا فرستادن اصواتی به خارج از منظومه شمسی که با چندین زبون زنده جور واجور با بیگانه های احتمالی خوش و بش می کنن. اما در چند سال گذشته، ناسا با تلسکوپ فضایی کپلر مستقیما به شکار سیارها رفته تا قدم قاطع تری واسه جواب دادن به این سوال ورداشته باشه.

تا سال ۲۰۰۹ که کپلر شروع به کار کرد، ما دقیقا نمی دونستیم که چند سیاره در همسایگی خود داریم. از آن زمان تا کنون کپلر با جستجو در فاصله ۳۰۰۰ سال نوری در دور و بر ما، بیشتر از ۴۰۰۰ جرم فضایی رو کاندیدای سیاره بودن کرده که از این تعداد، ۱۰۰۰ عدد از آنا به شهادت تلسکوپای دیگه هم رسیدن.

کپلر تلسکوپیه که با دست آوردای خود چشمای خیلی از علاقه مندان به نجوم رو به خود دوخته. در سال ۲۰۱۲، جایروسکوپ این تلسکوپ با مشکل مواجه شد؛ در نتیجه دیگه نمی تونست با دقت مناسب به رصد بپردازه.

در این زمان کپلر در فاصله ۴۵ میلیون مایل از زمین قرار داشت. جایی که اجازه تعمیرات سخت افزاری رو به محققان نمی داد. در این مطلب می بینیم که چیجوری محققان با راهی ظریف و خلاقانه، تلسکوپ گران قیمتشان رو از سرگردانی در فضا نجات دادن.

در ادامه با سایت ما همراه باشین.

با کمک کپلر، ناسا تونست به این کشف برسه که تعداد منظومهای خورشیدی دور و بر ما، بیشتر از آن چیزیه که محققان تصور می کردن. خیلی از «سیارهای احتمالی» که به رصد کپلر رسیدن، دور و بر ستاره هایی دوران می کنن که ویژگیایی مثل خورشید دارن. حتی تعدادی از آنا در محدوده «گلدیاک» قرار دارن. یعنی، فاصله شون از ستاره و در نتیجه دمای شون، به گونه ایه که امکان تشکیل آب در آنها هست و هم اینکه می تونن آب رو به صورت مایع نگهداری کنن.

کپلر داشت نگاه ما رو درباره موقعیتمان در کهکشون تغییر میداد.

در طول سه سال، کپلر در محدوده ای به وسعت صد هزار ستاره به جستجو می پرداخت. بعضی از این ستاره ها در فاصله ای به نزدیکی ۶۰۰ سال نوری و یه سریای دیگه در فاصله سه هزار سال نوری از ما قرار داشتن. کشف ۴۰۰۰ سیاره احتمالی، آن هم در این محدوده به نسبت نزدیک، داشت نگاه ما رو درباره موقعیتمان در کهکشون تغییر میداد.

همه چیز طبق روال پیش می رفت تا این که در جولای سال ۲۰۱۲، یکی از چهار حلقه واکنشی جایروسکوپ تلسکوپ از کار افتاد. جایروسکوپ واسه تلسکوپ نقش حیاتی داره و مشکلات مربوط به آن باعث مشکل در تنظیم زاویه بهینه واسه هدف گیری اجرام فضایی می شه. اما کپلر می تونست با سه حلقه باقی مونده هم به هدف گیری دقیق ادامه بده و حتی به گفته مغز متفکر پروژه، دکتر استیو هاوول، با از کار افتادن حلقه چهارم، هدف گیری کپلر به اندازه خیلی خیلی کمی بهتر هم شده بود.

با این که از دست رفتن حلقه واکنشی چهارم جایروسکوپ، به خودی خود مشکل حساب نمی شد؛ اما تیم کپلر، با تحقیقات بیشتر به این نتیجه رسید که این مشکل باعث افزایش اصطکاک و استحلاک بقیه حلقه های جایروسکوپ شده. خبر بدتر آن که حلقه دوم هم داشت نشونه هایی از خرابی حلقه چهارم رو نشون می داد. پس کپلر در آستانه روبرو شدن با یه خرابی دیگه هم قرار داشت.

ارائه تصویری از منظومهای چند سیاره ای کشف شده به وسیله کپلر از سال ۲۰۱۳ به بعد. در این تصویر بزرگی و کوچیکی سیارات نشون داده شده و اندازه حرارتشان هم طبق رنگای جور واجور بیان گردیده.

تیم پروژه می دونست که مشکل می تونه کل ماموریت تلسکوپ رو با تهدید مواجه کنه. هاوول میگه: از وقتی که اولین حلقه از کار افتاد، نگرانی از دست دادن یکی دیگه از حلقه ها تو ذهن ما لنگر انداخته بود. دوست نداشتیم یه تلسکوپ خوب و گرون که می تونه علم ناب تولید کنه رو از دست بدیم.

به نظر می رسید که در مورد خرابی حلقه دوم، سوخت و سوزی در کار نیس. پس تیم پروژه، به محققان و مهندسان واسه همکاری در پیدا کردن راه حلی واسه مشکل، فراخوان داد. اما قبل از این که راه حلی پیدا شه، حلقه دوم در ماه می ۲۰۱۳ از کار افتاد. آن هم در حالی که کپلر ۴۵ میلیون مایل از زمین دور بود. جایی که امکان هیچ نوع تعمیری رو به محققان نمی داد.

تیم چهل نفری کپلر تونست در همین مدت هم اهداف اصلی ماموریت رو برآورده کنه. پس سه ماه بعد از این جریان، اعلام شد که تلاشای تیم واسه بازیابی تلسکوپ به زودی پایان پیدا می کنه. اما در پشت صحنه، تک تک افراد داشتن روی پیدا کردن ایده ای واسه زنده نگهداشتن ماموریت کار می کردن. آخر، نیاز مادر اختراع نخبه واری شد: «بیایید به جای حلقه از کار افتاده، از فشار نور خورشید استفاده کنیم!»

در فضا، حتی یه نیروی بسیار ضعیف هم می تونه جسمی به بزرگی تلسکوپ رو جا به جا کنه. نکته اینه که وقتی که نور به جسمی برخورد می کنه به آن فشار وارد می کنه. فشاری که در زمین می شه آن رو خیلی راحت ندیده گرفت.

اما وقتی مسیٔله، برنامه ریزی واسه حرکت در جاذبه صفر باشه، این فشار باید محاسبه شده و در معادلات در نظر گرفته شه.جایروسکوپ در تلسکوپ قرار داده شده بود تا بتونه با ایجاد عکس العمل مناسب در برابر تموم نیروای ضعیف و قوی، تلسکوپ رو به طور دقیقی پایدار نگه داره. حالا که از سه حلقه لازم، فقط دو حلقه باقی مونده بودن؛ این کار واسه جایروسکوپ نشدنی شده بود. ایده تیم این بود که از فشاری که نور خورشید به پنلای خورشیدی تلسکوپ وارد می کنه، واسه پایدار کردن کپلر استفاده کنن.

واسه به کار گیری این روش، لازمه که در هر محدوده از مدار، زاویه نسبت به نور خورشید به شکلی تعیین شه که تلسکوپ در وضعیت پایدار بمونه (به تصویر زیر توجه کنین). پس تلسکوپ دیگه قادر نیس که آزادانه به دنبال سوژها بچرخد. تکیه به فشار نور خورشید آن آزادی قبلی رو از کپلر میگیره؛ اما دست کم نیروی کافی واسه ادامه زندگی رو به این تلسکوپ میده.

اگه بازم یه حلقه دیگه ازجایروسکوپ از کار بیفته؟ در آن صورت شاید کپلر، در فضا سرگردان رها می شه. هاوول میگه: «نمی تونم بگم در این صورت هیچوقت به راه حلی می رسیم. اما میدونید که ممکنه برسیم! ما آدمای خلاقی هستیم.»

با در دست داشتن این راه حل دل انگیز، تیم کپلر روی مشخص کردن جزیٔیات انجام این ماموریت جدید که «دوبله K2» نام گرفت؛ تمرکز کرد. تا ماه نوامبر ۲۰۱۳، سه ماه بعد از اعلام پایان کار روی کپلر، تیم نقشه خود رو واسه انجام ماموریت جدید آماده کرده بود. از همون اول ۲۰۱۴، تیم شروع به اعمال آزمایشی مهندسی جدید روی ماموریت K2 کرد تا ناسا رو راضی کنه که راه حل پیدا شده عملیه. این برنامه در دوره ای نه روزه انجام شد. در همین دوره K2 تونست اولین سیاره فرا خورشیدی خود رو کشف کنه. پس تنها سد باقی مونده واسه احیا کپلر، موافقت با پروژه جدید در بررسیای سطح با لای (Senior Review) بخش فیزیک نجومی ناسا بود.

هر دو سال یه بار، دانشمندانی که روی پروژه هایی مانند کپلر کار می کنن؛ پیشنهادات خود رو درباره گسترش یا ادامه ماموریتای شون به کمیته بررسی مربوطه در بخش فیزیک نجومی ناسا ارسال می کنن. در بررسیایی که کمیته انجام میده، درباره آینده این ماموریتا، افزایش یا کاهش بودجه و یا حتی لغو کامل آنا تصمیم گرفته می شه.

در اوایل ۲۰۱۴، کمیته بررسی با گسترش ماموریت کپلر به K2 موافقت کرد. در ماه می، یه سال بعد از آن خرابی دردسر ساز حلقه دوم، ناسا با در نظر گرفتن پیشنهادای کمیته بررسی درباره خوشبینی نسبت به آینده این ماموریت، رسما با پیشرفت آن موافقت کرد.

با احیاء کپلر و با در نظر گرفتن تغییراتی که روی آن انجام شده، تیم دیگه نمی تونه از راه قبلی واسه گشت زدن در فضا و پیدا کردن سیارهای مثل زمین استفاده کنه. اما از آن جا که اندازه ماموریت کپلر فقط به این کار محدود نمی شه، تیم با آغوش باز از تغییرات استقبال می کنه.

این بار، تیم کپلر تصمیم گرفته که روی هدفای مشخص تری تمرکز کنه. ماموریت جدید به بررسی ستاره هایی می پردازه که بسیار جوانتر از خورشید هستن. از بررسی ستاره هایی که از خورشید ۴.۵ میلیارد ساله ما پیر تر هستن خود داری می شه تا نوبت به آنایی برسه که فقط ۱۰۰ میلیون سال عمر دارن. تیم می خواد بدونه چه نوع سیارهایی در دور و بر این ستاره ها دوران می کنن. به امید آن که مشاهدات بتونن ما رو بیشتر درباره زمان و چگونگی تشکیل سیارات آگاه کنن. آنا هم اینکه تفاوتای بین کهکشونا رو بررسی می کنن و تلاش می کنن بیشتر درباره ستاره هایی که منفجر شده و ابرنواخترا رو تشکیل میدن؛ بدونن.

K2 چشم به بخشایی از منظومه خودمون هم خواهد دوخت. مخصوصا اجرامی مثل کمربند کویپر (کمربندی از اجرام دنباله دار در اون طرف مدار نپتون) که می تونن سوژهایی واسه مطالعه ستاره های دنباله دار و بقیه اجرامی که در مدارای دور از خورشید می چرخن؛ بدن. این تحقیقات می تونن دلایلی درباره تشکیل اولیه منظومه ما بدن. این یکی دیگه از مشاهداتیه که با کپلر اولیه انجام نمی شد. این مشاهدات می تونن درباره منشاء پیدایش آب در زمین اطلاعاتی به ما بدن.

تصویری از راه شیری که موقعیت تقریبی نه محدوده هدف کپلر در اون مشخص شده. اول هشتاد روز صرف جمع آوری اطلاعات از هر کدوم از محدوده های هدف می شه؛ بعد تلسکوپ به دنبال سیارهای فراخورشیدی در فاصله ۱۰۰ سال نوری از ما خواهد گشت.

 

هر چند هاوول در مورد این که بررسی سیارها هنوزم در برنامه کپلر قرار داره؛ قاطعه. اون میگه: «K2 وسعت علمی فوق العاده ای واسه بررسی داره. اما هنوزم به کار روی کشف سیارها ادامه میده.» K2 به امید پیدا کردن سیارهای بیشتر، به جستجو در منظومها می پردازه. اما در مسافتی نزدیک تر. شاید فقط در فاصله ۱۰۰ سال نوری.

تیمِ کپلر، سیارهایی که در این فاصله پیدا می شن رو «با ارزش» خطاب می کنه. این کار جا رو واسه به کار گیری تلسکوپای دیگه هم باز می کنه. آنا می تونن در مورد سیارهای کاندید و ساختار آنا تحقیقات و اندازه گیریای دقیق تری بکنن. هم اینکه به جای این که فقط روی پیدا کردن سیارهای فرا منظورمه ای تمرکز شه، داده های K2 در آخر به ما کمک می کنن که ویژگیای آنا رو بدونیم و حتی روزی بتونیم عکسی از آنا جفت و جور کنیم. این چیزیه که محققان امیدوارن از تلسکوپ فضایی جیمز وب – که در ۲۰۱۸ جانشین هابل می شه – ببینن.

هنوز یه رقابت بزرگ در راه س

ماموریت K2، یه رقابت پیشگیری ناپذیر داره. چیزی که باعث متوقف کردن خیلی از ماموریتای قبل از آن هم شده: سوخت. هاوول میگه: «به جز هر سخت افزار دیگری که ممکنه خراب شه، سوخت عمر K2 رو محدود می کنه.» مهندسان واسه دوران کپلر و قرار دادن آن در زاویه مناسب نسبت به خورشید و پایدار کردن آن، به نیروی سوخت نیاز دارن. هم اینکه تیم هر زمان که بخواد داده ها رو از کپلر بارگذاری کنه یا برنامه جدیدی به آن بده؛ باید تلسکوپ رو به شکلی جهت دهی کنه که آنتن آن رو به زمین قرار بگیره. این کار هم نیاز به مصرف سوخت داره.

سوخت کپلر با لاخره تموم می شه؛ اما خبر خوب اینه که مقدار سوخت باقی مونده آنقدر هست که بتونه کپلر رو تا سه سال دیگه سر پا نگه داره. علاوه بر این، دو حلقه واکنشی باقی مونده از جایروسکوپ کپلر، هیچ نشونه ای از مشکلاتی که باعث از دست رفتن دو حلقه دیگه شد رو نشون نمی دن. پس اگه مشکلی هم ایجاد شه؛ کپلر می تونه تا Senior Review آینده که در ۲۰۱۶ انجام می شه؛ دووم آورد تا پیشنهادات لازم واسه حل مشکلات احتمالی به تصویب کمیته بررسی برسن.

تا آن زمان، تیم کپلر در بازه های هشتاد روزه، با مطالعه یه سری از ستاره های هدف، به شکار سیارهای جدید می پردازه. هاوول امیدواره که تا به آخر رسیدن سوخت، کپلر بتونه مشاهدات با ارزشی بکنه. اون میگه از اکتشافاتی که این ماموریت ممکن کرده در حیرت می مونین: «کپلر شک نداشته باشین یکی از وقایعیه که تاریخ رو عوض می کنه. در منطقه جستجو کپلر تعداد عجیب ای سیاره هست. اما این منطقه فقط یه نمونه کوچیک از آن چیزیه که در کهکشون میگذره و یه نمونه خیلی خیلی کوچیک از دنیاس.»

با احیاء کپلر و پس از معطلی ای حدودا یه ساله، این تلسکوپ بازم به رسم تصویر خیره کننده جهان نجوم ادامه میده. تصاویری که وجود خود رو مدیون خلاقیت مهندسانی هستن که واسه نجات کپلر از ظریف ترین نکات، بهینه ترین استفاده رو کردن.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *