بررسی اجرام سماوی هر زمان و با هر روشی با هدف کشف چگونگی تولد، ماهیت و زندگی و دلایل از بین رفتن آنها، همواره مستلزم استفاده از ابزارهای دقیق و پیشرفته است. این بار نوبت سوفیا است تا وظیفه گشودن درهای جدید دانش بشری را بر عهده گیرد.
وقتی از بررسی ماهیت عالم با روشهای مختلف سخن میگوییم بدیهی است که یکی از اهداف اصلی این بررسی یافتن منبع یا منابع انرژی آن خواهد بود. از جمله ی این انرژی ها که درک آن برای ما بسیار آسان تر است انرژی گرمایی حاصل از سوختن یک بخاری یا حتی گرمای خورشید به عنوان نزدیکترین ستاره و مرکز منظومه ی خودمان است که این انرژی را میتوان در بازه مادون قرمز و طیف الکترومغناطیس طبقه بندی کرد. همان طبقه بندی که ویلیام هرشل در سال 1800 ارائه و مادون قرمز(یعنی پایینتر از نور قرمز) را به عنوان یکی از مهمترین انرژی های موجود در جهان در کنار نورهای مرئی قرار داد. که با مطالعه هر دو آنها میتوان به تصویری کلی از نحوه تشکیل و تغییرات جهان رسید.
ثبت مقادیر انرژی مادون قرمز ساطع شده از کهکشان ها و ستاره های دوردست، به دلیل وجود جو کره ی زمین بخصوص وجود بخار آب که خود جاذب انرژی است، از روی سطح زمین بسیار دشوار است. به همین منظور منجمان باید از تلسکوپ های فضایی استفاده میکردند که طبیعی است با این روش هزینه های مطالعه بالاتر خواهد رفت. سال 1966 بود که جرارد پیتر کوییپر دانشمند و منجم ناسا به فکر استفاده از تلسکوپهای هوایی افتاد. بدین منظور یک تلسکوپ 12 اینچی را سوار یک هواپیمای Convair 990 کرد و از پشت یکی از پنجره های آن به سمت بیرون نشانه رفت و این شد آغازی بر “رصد هوایی”
با الهام گیری از این ایده، ناسا با ایجاد تغییرات در یک هواپیمای C-141 و بهره گیری از یک تلسکوپ ریفلکسی 36 اینچی، اولین رصدخانه هوایی را با نام “کوییپر” به پرواز درآورد. این پرنده از سال 1974 تا 1995 به رصد پرداخت و در طول 21 سال ماموریت خود خدمات زیادی در پیشبرد علوم کیهان شناسی و فضایی انجام داد که از آن جمله میتوان به: مطالعه بر روی منظومه خورشیدی، منجمی کهکشانی و فرا کهکشانی، کشف حلقه های اورانوس و حلقه ای از غبار حول مرکز کهکشان راه شیری همچنین کشف کهکشانهای درخشان مادون قرمزی و در نهایت کشف مولکولهای پیچیده ی آلی در فضا و آب بر روی دنباله دارها اشاره کرد.
رصدخانه هوایی کوییپر و سوفیا
سوفیا (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy)، نامی است که ناسا و مرکز هوافضای آلمان بر روی پروژه مشترک خود نهاده اند. پروژه ای که حاصل از تغییر کاربری یک هواپیمای بوئینگ 747SP و قرار دادن یک تلسکوپ 100 اینچی (2.5 متری) بر روی آن بوجود آمده است. پروژه ای که درامتداد گسترش رصدخانه های هوایی بوده و بزرگترین آنها به شمار می آید. اولین ویژگی مهم سوفیا نسبت به همکاران قبلی خود هواپیمایی است که تلسکوپ را حمل میکند. بوئینگ (747SP (Special Purpose از جمله پرنده هایی است که برای ایرانیان نیز خاطره انگیز است، این هواپیما که مدل تغییر یافته بوئینگ 100-747 میباشد؛ با بدنه ای کوتاه تر ولی امکان حمل سوخت بیشتر، جزو سفارشهای اولیه ایران ایر(هما) برای حمل مسافر و بار از تهران به نیویورک بدون توقف بحساب می آمد.
بوئینگ 747SP هواپیمایی جمهوری اسلامی ایران بوئینگ 747SP یونایتد ایرلاینز در حال انتقال به ناسا برای اعمال تغییرات
همانطور که از نام این پروژه نیز مشخص است، سوفیا با پرواز در ارتفاعات بالا از 39000 تا 45000 پایی (12-14 کیلومتری) در نهایت لایه ی تروپوسفیر و ابتدای لایه ی استراتوسفیر، یعنی تقریبا بالاتر از 99 درصد آب موجود در جو زمین، به رصد میپردازد. برای اینکه انرژی حاصل از گرم شدن خود آینه و یا ابزارآلات دقیق رصدخانه های مادون قرمزی جلوی رصد اجرام دوردست با انرژی کم را نگیرند، پژوهشگران معمولا سعی میکنند تا دمای این ابزارها را در طول رصد و در حد امکان نزدیک به صفر مطلق (منفی 269 درجه سلیسیوس) نگه دارند.
از جمله قابلیتهایی که برای رصدهای قابل انجام با سوفیا میتوان برشمرد، مطالعه و بررسی اجرام و پدیده های نجومی به منظور تشخیص تولد و مرگ یک سناره، تشکیل یک منظومه ی خورشیدی جدید، شناسایی مولکولهای یچیده ی موجود در فضا، تشخیص سیارات، سیارکها، شهابسنگها و دنباله دارها در منظومه ی خورشیدی خودمان،سحابی ها و غبارهای کهکشانی (تعیین اکوسیستم های کهکشانها) و در نهایت بررسی سیاه چاله های موجود در مرکز کهکشانها هستند.
یک مثال ساده و ملموس برای درک بهتر عملکرد چنین سیستمی میتواند عکس زیر از صورت فلکی اوریون باشد. صورت فلکی مشهوری که در طیف نوری مرئی قابل دید برای چشم انسان فقط چند ستاره با قدرهای مختلف به نظر میرسند که در بهترین شرایط و عکاسی با تلسکوپی مانند هابل به جز تشخیص اینکه آنها نیز ستاره هایی با دمای تقریبی همسان با خورشید ما هستند، نمیتوان ذهنیت خاصی از اندازه و مراحل زندگی آنها متصور بود. ولی همانطور که در عکس مادون قرمز با طول موج بسیار بلند آن میبینید، نه تنها اندازه ی تک تک ستاره ها مشخص است بلکه ستاره های جوانتری که در طیف نورهای مرئی قابل تشخیص نیستند نیز خودنمایی میکنند. با تغییر طول موج ها از بسیار بلند به کوتاه (یا به نوعی حذف غبارها) میتوان عکسهای مختلفی از ستاره های جوان گرفت یا بوجود آمدن شرایط لازم برای تشکیل سیاره ای مانند زمین را رصد کرد.
آینده ی خوبی انتظار این نوع از رصدخانه ها را میکشد، و به جرات میتوان گفت که احتمال شکست چنین ماموریتهایی نزدیک به صفر است. زیرا غیر از اینکه این رصدخانه میتواند پس از هر ماموریت به زمین بازگردد و نواقص احتمالیش بررسی و مرتفع گردد، امکان تجدید ماموریت و یا اعمال تغییرات جدید بسته به پیشرفت علم در طول خدمتش نیز وجود دارد. که باعث به روز ماندن و جلوگیری از فرسودگی سیستم میشود. ما هم امیدوار از اینکه چشمی دیگر از ما هست که هر شب به آسمان می نگرد!
در سایت ناسا از سوفیا بیشتر بخوانید.
نویسنده: محمدتقی امیرسام
