كيف تمكن رواد الفضاء من إنقاذ تلسكوب هابل الفضائى قبل 30 عاما؟

لقد مر حوالي 30 عامًا منذ أن أنقذ رواد فضاء ناسا تلسكوب هابل الفضائي في مهمة جريئة للغاية، في ذلك الوقت، ربما كانت تلك المهمة الأكثر جرأة التي تصورها العلماء، باختصار، تم إطلاق هابل في عام 1990 ببصريات معيبة أنتجت صورًا غير واضحة، ولكن لحسن الحظ، فإن التلسكوب الفضائي، الذي يدور حول الأرض، تم تصميمه ليتم إصلاحه فعليًا بواسطة رواد الفضاء، وفقاً لموقع space.

ولكن حتى مع هذه الإمكانية، قبل إطلاق هابل، لم يتوقع أحد حقًا أن تتم هذه الإصلاحات بهذه السرعة – وبمثل هذه الطريقة المثيرة.

تبدأ القصة قبل 14 عامًا، عندما بدأ العمل للتو على “تأريض” المرآة العملاقة التي يبلغ قطرها 2.4 مترًا والتي ستكون مركز نظام هابل البصري، وإلى حد بعيد، كان أكبر تلسكوب أُرسل إلى الفضاء في ذلك الوقت، حيث كان لا بد من طحن المرآة وفقًا لمواصفات صارمة، وتم منح عقد هذه المهمة الشاقة لشركة تدعى بيركنز إلمر.

لمدة ثلاث سنوات، عمل الفنيون على المرآة الفارغة، لقد صقلوا، ونظفوا، وقاموا بالقياس بالطبع، وقد فعلوا ذلك مراراً وتكراراً، ومن أجل تركيز ضوء المجرات البعيدة، كان لا بد من ضبط انحناء المرآة بدقة تصل إلى خمسة ميكرونات فقط، أو 0.005 ملليمتر.

ولأن هذه الدقة تتجاوز رؤية العين البشرية، استخدم الفنيون شبكة من أشعة الليزر لقياس انحناء المرآة، وتمت صيانة هذه الشبكة بواسطة جهاز يسمى المصحح الفارغ العاكس، وهو اسم خيالي لقضيب معدني بغطاء نهائي يتم فيه حفر ثقب ليدخل الليزر وينعكس على لوحة من المعدن العاري.

بحلول عام 1981، اكتملت المرآة، وبعد ذلك بعامين، تم دمجه مع المكونات الأخرى للتلسكوب، وكان من المقرر إطلاقه على متن مكوك فضائي في عام 1986، ولكن حدثت مأساة، وأدت كارثة تشالنجر التي حدثت في يناير من ذلك العام إلى توقف إطلاق مكوك الفضاء لمدة ثلاث سنوات أثناء التحقيق في الحادث.

ثم، في 24 أبريل 1990، جاء وقته أخيرًا عندما انطلق إلى الفضاء على متن مكوك الفضاء ديسكفري وسط هتافات من مركز التحكم في المهمة ومن علماء الفلك من جميع أنحاء العالم.

اكتشف تحقيق لاحق ما حدث، وهو خطأ كارثي يعود تاريخه إلى إيقاف التلسكوب عن الأرض والذي ظل مخفيًا طوال ذلك الوقت، مثل قنبلة موقوتة، ولقد وجد أنه في أحد المصححات الفارغة العاكسة، تشققت رقاقة من الطلاء، ولم يلاحظها أحد، أدى هذا إلى الكشف عن بقعة من المعدن العاري الذي كان الليزر ينعكس عنه بدلاً من ما كان من المفترض أن ينعكس عنه، بمعنى آخر، كان المصحح الفارغ العاكس يعمل كما لو كان خارج موضعه بمقدار 1.3 ملم.

وكانت نتيجة ذلك أن الحافة الخارجية لمرآة هابل الرئيسية قد تم طحنها عن غير قصد وفقًا للمواصفات الخاطئة، لقد أصبح سطحيًا جدًا بحيث لا يمكنه التعامل مع هذا الموقف بمقدار 2 ميكرون فقط، على الرغم من أن هذا لا يبدو كثيرًا، إلا أن هذا الخطأ الصغير كان له تداعيات هائلة، وتم تصميم هابل لتركيز ما لا يقل عن 70% من الضوء الوارد في دائرة صغيرة، لكن مرآته المعيبة تعني أنه يمكنه تركيز 15% فقط من هذا الضوء، كل شيء آخر كان غير واضح، ويسمى هذا التشويه “الانحراف الكروي”.

أثبتت مهمة إصلاح هابل أنها مجرد أول مهمة من بين العديد من مهام الصيانة التي تم إرسالها إلى التلسكوب على مدار الأعوام الستة عشر التالية، على الرغم من أنه لم تثبت أي منها أهمية أو دراماتيكية مثل تلك المهمة الأولى، ومن المفارقات أنه لم تكن هناك حاجة إلى COSTAR على المدى الطويل: فقد استبدلت مهام الصيانة اللاحقة تلك الكاميرات القديمة وأجهزة قياس الطيف بنماذج حديثة جديدة كانت قادرة على تصحيح الانحراف الكروي بنفسها، وتمت مهمة الصيانة النهائية، التي تلقى فيها التلسكوب الفضائي ترقية كبيرة، في عام 2009 قبل تقاعد أسطول مكوك الفضاء.

في حين أن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ربما سرق الكثير من أضواء هابل، إلا أن المرصد الفضائي القديم لا يزال يقوم باكتشافات حيوية، في الأشهر الـ 12 الماضية فقط، لاحظ هابل تغير الطقس والفصول على كوكبي المشتري وأورانوس، ووجد أن المواد المتساقطة من حلقات زحل تعمل على تسخين الغلاف الجوي للكوكب، واكتشف نجمًا زائفًا مزدوجًا عندما كان عمر الكون 3 مليارات سنة فقط، وقد اكتشف تم قياس حجم أقرب كوكب خارجي معروف إلى 1.07 مرة قطر الأرض.

لم يكن أي مما سبق ممكنًا لولا تلك المهمة الشجاعة لإنقاذ التلسكوب المنكوب. لقد أنقذت مهمة الإصلاح سمعة وكالة ناسا، لكنها ضمنت أيضًا إرث هابل على مدار الثلاثين عامًا التالية، وهو الإرث الذي ظل قائمًا.