نحن البشر لدينا الجوع الذي لا يشبع لفهم الكون. كما قال كارل ساجان ، "الفهم هو النشوة". ولكن لفهم الكون ، نحتاج إلى طرق أفضل وأفضل لرصده. وهذا يعني شيئًا واحدًا: مقاريب كبيرة وضخمة وضخمة.
في هذه السلسلة ، سنلقي نظرة على 6 من التلسكوبات الفائقة في العالم:
- تلسكوب ماجلان العملاق
- التلسكوب الكبير للغاية
- تلسكوب 30 مترا
- التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية
- تلسكوب المسح السينوبتي الكبير
- تلسكوب جيمس ويب الفضائي
- تلسكوب المسح الميداني بالأشعة تحت الحمراء
يجري بناء تلسكوب ماجلان العملاق (GMT) في تشيلي ، في مرصد لاس كامباناس ، موطن أسلاف ماكدونالد تلسكوبات ماجلان. تعد منطقة أتاكاما في تشيلي موقعًا ممتازًا للتلسكوبات بسبب ظروف الرؤية الرائعة. إنها صحراء عالية الارتفاع ، لذا فهي جافة للغاية وباردة هناك ، مع القليل من التلوث الضوئي.
يتم إنشاء GMT بواسطة الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا وكوريا الجنوبية والبرازيل. بدأ بناء المنشآت في عام 2015 ، وينبغي أن يكون الضوء الأول في أوائل عام 2020.
المرايا المجزأة هي ذروة التكنولوجيا عندما يتعلق الأمر بالتلسكوبات الفائقة ، ويتم بناء GMT حول هذه التكنولوجيا.
تتكون المرآة الأساسية بتوقيت جرينتش من 7 مرايا منفصلة: مرآة مركزية واحدة محاطة بـ 6 مرايا أخرى. يشكلان معًا سطحًا بصريًا يبلغ قطره 24.5 مترًا (80 قدمًا). وهذا يعني أن GMT ستبلغ مساحتها الإجمالية 368 متر مربع ، أو ما يقرب من 4000 قدم مربع. سوف يتفوق توقيت غرينيتش على تلسكوب هابل الفضائي من خلال امتلاكه قوة حل أكبر بعشر مرات.
هناك حد لحجم المرايا الفردية التي يمكن بناؤها ، والمرايا التي يبلغ طولها 8.4 متر في GMT هي في حدود طرق البناء. هذا هو السبب في استخدام الأنظمة المجزأة في GMT ، وفي التلسكوبات الفائقة الأخرى التي يتم تصميمها وبناؤها حول العالم.
هذه المرايا هي مآثر هندسية حديثة. كل واحد مصنوع من 20 طنا من الزجاج ، ويستغرق بناؤه سنوات. تم صب أول مرآة في عام 2005 ، وكانت لا تزال مصقولة بعد 6 سنوات. في الواقع ، المرايا ضخمة جدًا لدرجة أنها تحتاج إلى 6 أشهر لتبرد عندما تخرج من الصب.
إنها ليست مجرد مرايا بسيطة ومسطحة. يتم وصفها بأنها رقائق البطاطس ، بدلاً من كونها مسطحة. إنها غير كروية ، مما يعني أن وجوه المرايا لها أسطح منحنية بشكل حاد. يجب أن يكون لدى المرآة نفس الانحناء بالضبط من أجل الأداء معًا ، الأمر الذي يتطلب تصنيعًا رائدًا. يجب تلميع شكل القطع المكافئ للمرايا بدقة أكبر من 25 نانومتر. أي حوالي 25 من طول موجة الضوء نفسه!
في الواقع ، إذا أخذت إحدى مرايا GMT ونشرتها من الساحل الشرقي إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة ، فإن ارتفاع أعلى جبل على المرآة سيكون فقط 1/2 بوصة واحدة.
الخطة هي أن يبدأ تلسكوب ماجلان العملاق العمل بأربعة مرايا فقط. ستحتوي ساعة GMT أيضًا على مرآة إضافية ، لحالات الطوارئ فقط.
يتطلب إنشاء مرايا GMT طرقًا ومعدات اختبار جديدة تمامًا لتحقيق هذه الدقة المطلوبة. تقع المهمة بأكملها على مختبر جامعة ولاية أريزونا ريتشارد إف كاريس ميرور.
لكن GMT هي أكثر من مجرد مرآة أساسية. كما أن لديها مرآة ثانوية مجزأة أيضًا. يجب أن تعمل كل واحدة من أجزاء المرآة الثانوية بالتوافق مع المقطع المطابق لها على المرآة الأساسية ، ويجب قياس المسافة من المرآة الثانوية إلى المرآة الأساسية ضمن جزء واحد في 500 مليون. وهذا يتطلب هندسة دقيقة للهيكل الفولاذي لجسم التلسكوب.
إن الهندسة وراء GMT تتطلب الكثير ، ولكن بمجرد تشغيلها ، ما الذي سيساعدنا على التعرف على الكون؟
"أعتقد أن الأشياء المثيرة حقًا ستكون أشياء لم نتحدث عنها بعد". -دكتور. روبرت كيرشنر
سيساعدنا GMT في معالجة العديد من الألغاز في الكون ، كما يشرح الدكتور روبرت كيرشنر ، من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، في هذا الفيديو.
تم وضع الأهداف العلمية لـ GMT بشكل جيد ، ولا توجد أي مفاجآت. أهداف GMT هي زيادة فهمنا لبعض الجوانب الأساسية لكوننا:
- النجم ، الكوكب ، وتشكيل القرص
- أنظمة الكواكب خارج المجموعة الشمسية
- المجموعات النجمية والتطور الكيميائي
- تجميع المجرة وتطورها
- الفيزياء الأساسية
- النور الأول وإعادة التأيين
سوف يجمع GMT ضوءًا أكثر من أي تلسكوب آخر لدينا ، وهذا هو السبب في أن تطويره يتبع بدقة شديدة. سيكون أول "نطاق لتصوير الكواكب خارج المجموعة الشمسية مباشرة ، وهو أمر مثير للغاية. مع GMT ، قد نتمكن من رؤية لون الكواكب ، وربما حتى أنظمة الطقس.
لقد اعتدنا على رؤية صور لعصابات كوكب المشتري ، وظواهر الطقس على الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي ، ولكن سيكون بمقدورنا رؤية شيء من هذا القبيل على الكواكب خارج الطاقة الشمسية أمرًا مذهلاً. هذا شيء حتى الشخص المهووس بالفضاء سيبهره على الفور. إنه مثل الخيال العلمي يأتي إلى الحياة.
بالطبع ، ما زلنا بعيدين عن ذلك. مع عدم توقع الضوء الأول حتى أوائل عام 2020 ، سيتعين علينا التحلي بالصبر.
