نصب تلسکوپ‌ روی بالون تحولی در دنیای نجوم خواهد بود [تماشا کنید]

هنگامی که به مفاهیم جدید مانند پرتاب فضایی فکر می‌کنیم، احتمالا موشک‌هایی مانند «استارشیپ» متعلق به شرکت فضایی «اسپیس ایکس» ناسا و یا کاوشگران رباتیک به ذهن‌مان می‌آیند. اما کمتر کسی به یک گزینه کم‌قیمت و قدیمی فکر می‌کند: نصب تلسکوپ روی بالون!

بالون‌های پر از هوای داغ یا گاز برای قرن‌هاست که به آسمان پرتاب می‌شوند. ایالات متحده در پروژه «Stargazer» در دهه 1960 برای اولین بار دو مرد و یک تلسکوپ را به کمک بالون به ارتفاع هشتاد هزار فوتی (تقریبا 25 کیلومتری) سطح زمین فرستاد تا ستاره‌ها را رصد کنند.

اکنون پیشرفت‌های اخیر در فناوری بالون‌ها از سوی ناسا به این معناست که بالون‌ها ممکن است بار دیگر ارزش خود را برای پروژه‌های نجومی پیشرفته ثابت کنند. آن‌ها قادر هستند تلسکوپ‌ها را به اتمسفر ببرند و به رصد کیهان کمک کنند.

نصب تلسکوپ روی بالون

تا به‌حال به این مسئله فکر کرده‌اید که چرا در تلاش برای فرستادن تلکسوپ‌ها به اتسمفر هستیم؟ باید اینطور پاسخ دهیم که مسئله بزرگ وجود بخار آب در جو زمین است که تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ‌های زمینی را تار می‌کند. به همین دلیل است که تلکسوپ‌های زمینی را نیز نهایتا در مکان‌های خشک و مرتفع مانند صحرای آتاکاما در شیلی نصب می‌کنند. اما بهترین راه‌حل این است که به اجرام دور از بالای جو زمین نگاه کنیم، پس تلسکوپ‌های خود را در مدار زمین قرار می‌دهیم.

به‌طور معمول، فرستادن تلسکوپ با موشک به جو زمین امری بسیار هزینه‌بردار و دشوار است. پس محققان قصد دارند از بالون برای این کار استفاده کنند. پیش از این بالون‌ها در تحقیقات علمی در کشف بیشتر قطب جنوب به دانشمندان کمک شایانی کرد‌ه‌اند. این بالون‌ها با پرواز بر قطب جنوب، اطلاعات لازم را جمع‌آوری کرده و دراختیار دانشمندان قرار می‌دهند. در این ناحیه به علت کمبود نور خورشید، ربات‌های خورشیدی قادر به کار کردن به صورت 24 ساعته نیستند. همین مسئله دلیل دیگری برای نصب تلسکوپ برای رو بالون و به کارگیری آن در رصد است.

اما از سوی دیگر، باید نکاتی مانند فشار هوا در اتمسفر را نیز در نظر گرفت. ناسا برای حل این مشکل، دست به طراحی و ساخت بالون‌هایی زده است که «بالون فوق فشار» نامیده می‎شوند و می‌توانند در هر منطقه جغرافیایی به پرواز درآیند. این بالون‌ها می‌توانند به صورت 24 ساعته کار کنند. دانشمندان ناسا عقیده دارند که با استفاده از این بالون‌ها می‌توان طیف وسیعی از فعالیت‌های علمی را آغاز کرد که تنها یکی از آن‌ها مطالعات نجومی است.

مزایای استفاده از بالون چیست؟

بالون‌ها به عنوان روشی برای حمل تلسکوپ مزایای بسیاری دارند. پرتاب یک بالون بسیار ارزان‌تر از پرتاب یک موشک است. همچنین به راحتی می‌توان بالون را به زمین برگرداند و در هر ناحیه‌ای فرود آورد. این درحالی است که برای فرود موشک باید شرایط خاصی فراهم شود. از سوی دیگر، هزینه تعمیر و نگهداری و یا حتی ساخت بالون جدید بسیار کمتر از موشک است. از لحاظ طراحی نیز، محققین قادر هستند بالون‌هایی با اندازه‌های متفاوت طراحی کرده تا برحسب نوع پروژه از آن استفاده کنند.

موشک‌ها علاوه بر آنکه سنگین و پرهزینه هستند، به طبیعت نیز آسیب می‌رسانند و زباله فضایی نیز تولید می‌کنند. اما بالون‌ها قابل بازیافت هستند و می‌توان از آن‌ها چندین بار استفاده کرد.

درحین استفاده از بالون در یک پروژه، درصورتی که شرایط باب میل پیش نرفت، می‌توان بالون را پایین کرده، تغییراتی در آن ایجاد کرد و سپس مجددا آن را به فضا فرستاد. این درحالی است که موشک‌ها چنین قابلیتی را ندارند.

بالون‌های سنتی که «بالون فشار صفر» نامیده می‌شوند، با تخلیه گاز هنگام طلوع خورشید کار می‌کنند و سبب انبساط گاز می‌شوند. وقتی خورشید غروب می‌کند، گاز منقبض شده و بالون نیز کارآیی خود را از دست می‌دهد. اما بالون‌های فشار قوی ناسا قادر هستند حتی در زمان انبساط گاز نیز، آن را در درون خود حفظ کنند. بدین ترتیب، در زمان غروب خورشید، این بالون‌ها همچنان در آسمان می‌مانند و امکان مطالعه در شب را فراهم می‌کنند. بالون‌های فشار قوی ناسا بین 30 تا 100 شب کار می‌کنند. در ویدئوی زیر نصب و راه‌اندازی این بالون‌ها نمایش داده شده است.

نصب تلسکوپ روی بالون

نسل جدید بالون‌هایی که می‌توان تلسکوپ بر روی آن‌ها نصب کرد، «SuperBIT» نامیده می‌شوند. این بالون‌ها با استفاده از یک نرم‌افزار مستقل و تقریبا پیچیده از روی زمین کنترل می‌شوند. تلسکوپ نصب شده بر روی آن نیز می‌تواند با تشخیص حرکات بالون و حذف آن‌ها، جزئیات دقیقی از رصد ستاره‌ها در اختیار دانشمندان قرار دهد.

حذف تکان‌ها و حرکاتی که بالون در آسمان دارد، برای تلسکوپ بسیار حائز اهمیت است. این قابلیت برای بالون‌های SuperBIT فراهم شده است که تلسکوپ در درون محفظه‌ای معلق و شناور قرار گیرد تا میزان پیچ و تاب آن در آسمان به حداقل برسد.

با حذف تکان‌های معمول، خوانش داده‌ها کار آسان‌تری خواهد بود. تلسکوپ‌هایی که بر روی بالون نصب می‌شوند، قابلیت حذف لرزش خفیف نور درون عدسی خود را دارند. به عبارت دیگر، آینه درون این تلسکوپ‌ها با استفاده از حسگرهای نصب شده بر روی تلسکوپ به لرزش‌ها پاسخ می‌دهند و با حذف آن‌ها، تلسکوپ را به جسمی ثابت و مستقل از سیستمی متحرک بالون تبدیل می‌کنند.

ناسا در پایان گفت: «استفاده از بالون‌هایی مانند SuperBIT هرگز به معنای منسوخ کردن تلسکوپ‌هایی مانند هابل نیست. هابل وضوح بسیار بالاتری نسبت به این دسته تلسکوپ‌ها دارد اما میدان دید آن کمتر است. به عبارت دیگر، می‌توان گفت هر نوع تلسکوپ کارایی خاص خود را دارد و بسته به نوع داده مورد نظر و شرایط موجود، کارآیی هرکدام است. نصب تلسکوپ روی بالون ایده کاملا جدیدی نیست. این ایده در دهه‌های پیش نیز مطرح شده بود. ما حالا قصد داریم از پیشرفت تکنولوژی در سال‌های اخیر استفاده کنیم و زیبایی علم نجوم را به کمک این روش نیز به تصویر بکشیم.»