نجوم

گروهی از مشهورترین اخترشناسان و تلسکوپ سازان سراسر جهان راههایی برای احداث تلسکوپی فوق العاده غول پیکر بر روی ماه یافته اند.

ارمانو اف. بورا استاد فیزیک رصدخانه ی اپتیکی دانشگاه لاوال ایالت کبک کانادا می گوید: " خیلی ساده است، ایزاک نیوتن فهمیده بود که هر مایعی اگر در ظرف کم عمقی ریخته و چرخانده شود، به طور طبیعی شکلی سهموی به خود می گیرد؛ شکلی مشابه با آینه تلسکوپ، که نور ستاره را متمرکز می کند. این امر می تواند کلیدی برای ساخت رصدخانه ای غول پیکر بر روی ماه باشد."

بورا که از سال 1992 بر روی این تلسکوپهای مایع – منظور تلسکوپهایی است که در آنها به جای آینه، از یک ماده مایع استفاده می شود.م- مطالعه می کند و سیمون پ. ووردن، مدیر مرکز تحقیقاتی امس ناسا، از اعضای تیم بررسی کننده ی روشهای چرخش هستند.

عکس پایین: طرحی احتمالی از تلسکوپ مایع بر روی ماه

بر سطح زمین، آینه ی مایع می تواند صیقلی، صاف و بی نقص ساخته شود به شرط اینکه که ظرف در بر گیرنده ی آن کاملا افقی باشد و در هوایی بدون لرزش و اصطکاک قرار گیرد و توسط موتوری همگام با سرعتی ثابت چرخانده شود.

بورا خاطر نشان کرد: " احتیاج نیست که خیلی سریع بچرخد؛ آینه ای 4 متری – که بزرگترین آینه ی مایعی است که تا کنون در آزمایشگاه ساخته ام- در حدود 3 مایل در ساعت (هم سرعت قدم زدن سریع یک انسان) سرعت دارد. که در جاذبه کم ماه نیز می تواند با سرعت کمتری بچرخد. "

در بیشتر تلسکوپهایی که آینه ی مایع دارند، از جیوه استفاده شده. جیوه در دمای اتاق به حالت مایع وجود دارد و حدود 75 درصد نور دریافتی را بازتاب می کند؛ تقریبا مانند نقره. بزرگترین تلسکوپ مایع بر روی زمین، تلسکوپ زنیت بزرگ the Large Zenith Telescope)) است که توسط دانشگاه بریتیش کلمبیای کانادا راه اندازی شده است و قطر دهانه اش 6 متر است ( 20 % بیشتر از قطر تلسکوپ 200-اینچی عروف هیل رصدخانه ی پالومار در کالیفرنیا). که وقتی این تلسکوپ مایع کانادیی در سال 2005 کامل شد، فقط 1 میلیون دلار هزینه برداشت؛ یعنی فقط با قیمتی بالغ بر یک ششم هزینه ی ساخت تلسکوپ پالومار در سال 1948.

این عوامل اقتصادی اخترشناسان را بر آن داشت که شروع به نقشه کشیدن برای ساخت رصدخانه ای بر روی سطح ماه بکنند.

جیوه بر روی ماه کاربردی ندارد؛ چون بسیار چگال است و بنابراین برای پرتاب به ماه سنگین؛ و وقتی در معرض خلاء ماه قرار خیلی زود تبخیر می شود. البته، در سالهای اخیر بورا و همکارانش با گروهی از ترکیبات به نام مایعات یونی آزمایشاتی انجام داده اند.

او توضیح می دهد: " مایعات یونی اساساً نمکهای ذوب شده هستند و میزان تبخیر آنها تقریباً صفر است. پس در شرایط خلاء ماه ، تبخیر نمی شوند؛ همچنین می توانند در دماهای بسیار پایین مایع باقی بمانند. "

او و همکارانش هم اکنون در حال ساخت مایعات یونی ای هستند که در دماهای کمتر از دمای تبخیر نیتروژن نیز مایع بمانند.

پایین: تلسکوپ 6 متری زنیت بزرگِ دانشگاه بریتیش کلمبیا که برای کاوش دنیاهای دور دست از آینه ی مایع استفاده می کند.

مایعات یونی که چگالی شان از جیوه بمراتب کمتر است، فقط کمی از آب چگالتر هستند. اگر چه خودشان بازتابش بالایی ندارند ولی آینه چرخان بوجود آمده از این مایعات می تواند با لایه ا ی بسیار بسیار نازک از جنس نقره پوشانده شود؛ گویی که یک آینه ی جامد است. جالبتر از همه این است که لایه ی نقره ای فوق العاده نازک می باشد (با ضخامتی در حدود 50 تا 100ِ نانو متر) که آن را محکم می کند. در واقع در خلاء فضا یک آینه ی مایع که با لایه ی نازک و جامدی از نقره پوشیده شده، نه تبخیر می شود و نه کدر.

یک آینه ی مایع نباید نسبت حالت افقی که دارد کج بشود، چون بیرون می ریزد و آینه از بین می رود. اما این بدان معنا نیست که آینه را نمی توان روی اهداف مختلف تنظیم کرد. طراحان اپتیکی در حال انجام آزمایشات بر روی آینه های ثانویه ای هستند که بالای آینه ی مایع نصب می شوند و با روشهای الکترومکانیکی تغییر جهت می دهند؛ یا حتی به دنبال یافتن روشی برای تکان دادن خود آینه؛ تا بتوانند زوایای دورتر از سمت الراس را هم نشانه بروند. مانند روشهایی که رادیو تلسکوپ غول پیکر آرسیبو با جهت گیری می کند.

علاوه بر این بورا می گوید: " اگر تلسکوپ در هر جایی به جز قطبها قرار داشته باشد، با هر چرخش زمین یا ماه می توان نوار دوّاری از آسمان را پوشش داد. و محور ماه نیز که جابجا می شود هر 18.6 سال یکبار یک دایره را کامل می کند؛ پس در یک دوره ی 18.6 ساله، تلسکوپ می تواند قسمت قابل توجهی از آسمان را زیر نظر بگیرد ."

پایین: رادیو تلسکوپ آرسیبو که در ارتفاع 1000َ و در پورتوریکو واقع شده است، هیچ حرکتی نمی کند ولی می تواند پهنای وسیعی از آسمان را با استفاده از آینه های متحرک ثانویه ای بررسی کند. یک تلسکوپ مایع واقع بر سطح ماه نیز می تواند از این تکنیک استفاده کند.

ساخت یک تلسکوپ مایع بزرگ در نزدیکی یکی از قطبین ماه خیلی جالب است. خود تلسکوپ می تواند در نزدیکی کف دهانه ای قرار گیرد تا همیشه در سایه قرار داشته باشد؛ مکانی که دمایش بسیار سرد است و برای کاوشهای فروسرخ بسیار مطلوب؛ همچنین صفحات خورشیدی نیز می توانند بر فراز قله ی کوههای همیشه روشن اطراف قرار گیرد تا انرژی مورد نیاز چرخش آینه را تامین کنند.

این واقعیت که تلسکوپ مایع همیشه به بالای سر خود نگاه می کند ساختن آنرا بسیار ساده کرده و جرم آنرا با حذف وسایل اضافی، دنده ها و سیستمهای کنترلی نشانه گیرنده که در تلسکوپهای هدایت شونده به کار می روند، به شدت کاهش داده است.

بورا می گوید:" تمام چیزی که احتیاج خواهید داشت صفحه ی حاوی آینه ی مایع است که احتمالا وسیله ای چتر-مانند است، به همراه یک اتصال ابر رسانا (با اصطکاک نزدیک به صفر) و موتور چرخاننده ی آن."

طبق تخمین ووردن نیز تمام تجهیزات و مواد مورد نیاز برای یک تلسکوپ مایع 20ِ متری و کامل، فقط چند تُن خواهد بود که می تواند در ماموریت مجزا با آرس 5ِ و در دهه ی 20ِ قرن حاضر به ماه برده شود.

تلسکوپهای آینده آینه هایی به قطر 100ِ متر خواهند داشت؛ یعنی بزرگتر از یک زمین فوتبال!

بورا توضیح داد که: " یک آینه به آن بزرگی می تواند گذشته را برای ما نمایان کند؛ زمانی که جهان بسیار جوان بود و فقط در حدود نیم میلیارد سال عمر داشت؛ وقتی که اولین نسل از ستارگان و کهکشانها در حال شکل گیری بودند، و هیجان انگیز تر از آن چیزهای جدید و غیر مترقبه ای هستند که کشف خواهیم کرد."

قرار دادن یک تلسکوپ غول پیکر بر روی ماه همیشه ایده ای علمی تخیلی بوده، ولی به زودی تحقق خواهد یافت... .

منبعhttp://www.nojumamatory.blogfa.com