ماهواره های نجومی (۱) طیف مرئی

امروزه ابزار آلات نجومی و تلسکوپ های مختلفی وجود دارد که به جای استقرار در روی زمین در فضا و در روی یک ماهواره که درمدار زمین می چرخند نصب شده است.(تعدادی هم در نقاط لاگرانژی زمین وخورشید و یا زمین و ماه نصب شده اند)درمقاله“نجوم ماهواره ای“بعد ازتوضیح در مورد رصدخانه ها به این سوال پرداختیم که چرا بعضی از ماهواره ها را به جای اسقرار در روی زمین به فضا برده و در فضا مستقر می کنند؟
در این مقاله تلسکوپ های فضائی(تلسکوپ هائی که سوار بر یک ماهواره و یا فضا پیما شده اند) که در نور مرئی به رصدفضا و اجسام فضائی مشغول می شوند را بررسی می کنیم .
و البته قبل از آن توضیح کوتاهی در موردگرانش و ماهواره داده و بعد توضیح کوتاهی هم در مورد نجوم ماهواره ای می دهیم.کسانی که مایلند فقط اصل مطلب را مطالعه کنند می توانند از بخش سوم شروع کنند همچنین خلاصه کلیه بخش های مقاله در بخش (خلاصه مطلب) جمع آوری شده است .  

۱- مختصری از گرانش و ماهواره

قبل از توضیح در موردحرکات مداری بهتر است درمورد گرانش و قانون جاذبه عمومی توضیحات مختصری بدهیم برای توضیحات کاملتر به لینک مقاله هائی که گذاشتیم(با رنگ آبی) مراجعه کنید.بخصوص مقاله “ قانون جاذبه عمومی نیوتن“ را حتما مطالعه کنید.

۱) فصل اول گرانش

بی شک گرانش یکی از مهمترین نیروهای طبیعت است بدون نیروی گرانش هیچ ستاره و سیاره…بوجود نمی آمد و جهان شکل نمی گرفت.در بخش اول گرانش ازتاریخچه گرانش شروع کرده و بعد توضیح میدهیم که نیوتن چگونه نیروی گرانش را کشف کردو بعدهم به مسائل دررابطه باگرانش میپردازیم برای مطالعه کامل مقاله های فصل اول گرانش به “ جمع بندی مقاله های فصل هفتم – گرانش(۱) “ مراجعه کنید.

۲) فصل دوم گرانش

در فصل دوم که ادامه فصل اول است از مقاله « گرانش سطحی » شروع کرده و مقاله های دیگر را در رابطه با گرانش و به خصوص گرانش سطحی نوشتیم . برای مطالعه در مورد مقاله های این فصل به “جمع بندی مقاله های فصل هشتم – گرانش(۲) “ مراجعه کنید .

۳) فصل سوم گرانش

درفصل سوم نظریه های نوین که در مورد گرانش مطرح شده شرح می دهیم از «انبساط جهان» شروع کرده و بعد به ماده و انرژی تاریک و…بعد نسبیت عام انشتین می پردازیم و گرانش را از این دیدگاه مورد بررسی قرار می دهیم.برای مطالعه مقاله های فصل سوم گرانش به “جمع بندی مقاله های فصل مهم- گرانش(۳) ” مراجعه کنید . 

۴) مهمترین مقاله های سه فصل گرانش

برای مطالعه مقاله های مربوط به ماهواره توصیه میشود حتما سه مقاله مربوط به فصل گرانش راحتما مطالعه کنید این سه مقاله عبارتند از :
۴-۱) مقاله “قانون جاذبه عمومی نیوتن“ : در این مقاله در مورد قانون جاذبه عمومی و مطالب مرتبط با آن توضیح کامل داده شده است .
۴-۲) مکانیک مداری و قوانین کپلر(۱):درمقاله “مکانیک مداری و قوانین کپلر(۱)“در مورد مکانیک مداری و قوانین کپلر توضیح داده و قوانین کپلر را ثابت کردیم .
۴-۳) مکانیک مداری و قوانین کپلر (۲) : در مقاله “مکانیک مداری و قوانین کپلر (۲) “در مورد کاربرد قوانین کپلر(بخصوص قانون سوم کپلر) و انواع مدارهای کپلری توضیح می دهیم .

۵) فصل اول ماهواره

امروزه همه ما به اهمیت ماهواره و نقش آن در تکنولوژی و تمدن کنونی ما و خدماتی که این ابزارها به طور مستقیم و غیر مستقیم به ما ارائه می دهند واقف هستیم .بنابر این در ادامه مقاله های نجومی دو فصل را هم به ماهواره ها اختصاص دادیم در فصل اول ابتدا در مورد ماهواره توضیح داده و بعد به مدارهای ماهواره ای و اجزاء ماهواره ها پرداخته و بعد  انواع مختلف ماهواره ها را بر حسب کاربرد توضیح می دهیم . برای مطالعه مقاله های این فصل «فصل اول ماهواره »به “جمع بندی مقاله های فصل دهم – ماهواره “ مراجعه کنید.

۲- مختصری از نجوم ماهواره ای

علم نجوم قدمتی چندهزار ساله دارد.حداقل از زمان باستان بشر ابتدا  ازسر کنجکاوی بعد از سر نیاز به شناخت آسمان و رصداجرام نجومی پرداخت و همین باعث پیشرفت علم نجوم شد.
در این بخش ابتدا ازتاریخچه رصدهای نجومی شروع کرده و در ادامه به تاریخچه رصدخانه ها ، ابزارهای نجومی و… سرانجام نجوم ماهواره ای و لزوم توجه به نجوم ماهواره ای می پردازیم.آنچه در این بخش درمورد آن توضیح می دهیم درواقع خلاصه ای ازمقاله “نجوم ماهواره ای “ می باشد.

۱) تاریخچه رصد و شناخت اجسام نجومی

بعد از اختراع کشاورزی و دامپروری اوقات فراغت مردمان باستان افزایش یافت و بعد یکی از سرگرمی های بشر اولیه رصدستارگان و آسمان شب بود. این کار در ابتدا به صورت یک سرگرمی و از سر کنجکاوی بود ولی رفته رفته این کنجکاوی افزایش یافت و دیگر این که نیاز بشر به شناخت آسمان و رصدهای نجومی افزایش یافت این نیازها را می توان به این گونه خلاصه کرد: «طالع بینی و پیش بینی از روی ستارگان » ، « پیدا کردن روزهای فصول چهارگانه و شروع زراعت و…که منجر به تدوین تقویم شد» ، «راهنمائی و جهت یابی درخشکی و دریا با ستارگان »، « مراسم مذهبی (مانند پیدا کردن هلال اول ماه ) » و…. نتیجه این که اولا برای رصدهای دقیق تر نجومی ابزار الات نجومی مانند« اصطرلاب » ساخته شد و ثانیا مکان هائی به نام رصدخانه در نظر گرفته شد که هم ابزارهای نجومی را در آن قرار داده و هم منجمان در آنجا به بحث های علمی و… بپردازند . در واقع رصدخانه ها علاوه بر ابزارهای رصدی شامل کتابخانه و سالن بحث و کنفرانس و… حتی آموزشگاه هم بود .

۲) تاریخچه رصدخانه و ابزار آلات نجومی

ازجمله اولین بناهای رصدی می توان به این موارد:هرم بزرگ جیزه و معبدکارناک(مصر باستان) ، معبد بزرگ پکن (چین) ، تالار شورا (ایران) و…استون هنج (انگلستان ) اشاره کرد. اولین رصدخانه ها دردوران «عصر طلائی اسلام »ساخته شدکه می توان به رصدخانه های: بغداد ، الغ بیگ سمرقند و…رصدخانه مراغه اشاره کرد . همچنین در کشورهای دیگر هم می توان به رصدخانه بزرگ پکن،رصدخانه سلطنتی گرینویچ لندن و…رصدخانه کپنهاک اشاره کرد .
بعد ازدوران رنسانس با اختراع تلسکوپ ،تلسکوپ به یکی از مهمترین ابزار هررصدخانه تبدیل شد.امروزه رصدخانه ها شامل پیشرفته ترین تلسکوپ ها و ابزارهای دیگر رصدی هستند که معرف ترین و پیشرفته ترین رصدخانه های زمینی می توان به رصدخانه های : مونا کی،لاسیل، آفریقای جنوبی و… کک اشاره کرد.

۳) اطلاعاتی که از فضا داریم چگونه بدست می آید ؟

تقریبا بیشتر اطلاعاتی که ما در باره اجرام نجومی بدست می آوریم ازرصد آنها بدست می آید. به صورت خیلی خلاصه اطلاعاتی که از فضا بدست می آوریم توسط این روش ها بدست می آید : « سفرسرنشین دار(که فقط در مورد ماه محقق شده است» ، « سفر بدون سرنشین با فرستادن کاوشگر و سفینه فضائی و ربات ها (که فقط در مورد بعضی از اجسام منظومه شمسی عملی شده است) » ، « رصد آسمان در طیف مرئی » ، رصد در طیف های دیگر الکترومغناطیس » ، « امواج گرانشی » و… شناسائی و شکار ذره ها و پرتوهای کیهانی

۴) ستاره شناسی نامرئی

رصددر طیف مرئی تنها راه بدست آوردن اطلاعات از فضا نمی باشد زیرا طیف مرئی یکی از انواع تابش های گسیل شده از اجسام فضائی می باشد . در حقیقت جزء بسیار کوچکی از تابش هائی که از فضا ارسال می شود به تابش های مرئی تعلق دارد و در صورتی که منجمان فقط به تابش های مرئی اکتفا کنند ازدریافت بسیاری ازاین تابش ها محروم می شوند.رصد در طیف هائی بجز طیف مرئی (طیف های نامرئی) را ستاره شناسی نامرئی می نامند (اشعه گاما ، ایکس ، ماوراء بنفش ، مادون قرمز ، ماکرو و رادیوئی) امروزه رصدخانه ها و تلسکوپ هائی وجود دارند که این رصدها را انجام می دهند. که البته بسیاری از این رصدخانه ها باید در فضا قرار داشته باشند زیرا در روی زمین نمی توان بیشتر این تابش ها را دریافت کرد . 
در مقاله های دیگر” فصل دوازدهم : نجوم ماهواره های “درمورد رصد آسمان با این تابش ها توضیح بیشتری خواهیم داد .  

۵) رصدخانه های گاما تا فرابنفش

پرتوهای(گاما ، ایکس و فرابنفش) طول موجشان از نور مرئی کمتر می باشد و قابلیت نفوذ پذیری زیادی دارند در واقع جهان در مقابل این تابش ها بسیار شفاف بوده از این رو کاربرد گسترده ای در نجوم و اختر فیزیک و کیهان شناسی دارند و رصدجهان با این تابش ها همواره برای دانشمندان مهم می باشد. در واقع مقدار این تابش ها بسیار بیشتر ازطیف مرئی می باشد و اهمیت بسیار زیادی در شناخت کل کیهان و اجسام فضائی دارد که به عنوان نمونه می توان به این موارد اشاره کرد. « تابش گاما : مشاهده ابرنواخترها ، ستاره های نوترونی ، سیاه چاله ها و…»،«پرتو های ایکس : ستارگان بسیار داغ ، بقایای ابرنواخترها ، ستارگان دوتائی که یکی از آنها کوتوله های سفید می باشد و…گازهای داغ اطراف سیاه چاله ها و… »،«فرابنفش : بقایای ابر نواخترها و…کهکشان های جوانی که ستارگان جوان و پر انرژی دارند»
از آنجائی که این تابش ها برای حیات زمینی بسیار مضر و خطرناک می باشند لایه های «یون سپهر و ازن » جلو این تابش ها را گرفته و مانع از رسیدن آنها به زمین می شوند.بنابراین هیچ چاره ای برای ستاره شناسان باقی نمی ماند جز این که رصدخانه ها را به فضا(مدار زمین و…) فرستاده تا در آنجا این تابش ها را رصدکنند .

۶) رصدخانه های فضائی ، مادون قرمز تا رادیوئی

پرتوهای مادون قرمز و ماکرو و امواج رادیوئی طول موجشان از نورمرئی هم بیشتر می باشند و اهمیت زیادی در رصدفضا و اجسام نجومی دارند.در واقع این قبیل تابش ها بیشتر از اجسام سرد ساطع می شوندو اطلاعات زیادی از فضا و اجسام فضائی در اختیار ما می گذارند که به عنوان نمونه می توان به این موارد اشاره کرد :
« امواج مادون قرمز: سحابی های سرد ، گرد و غبار بین کهکشانی ، پیش ستاره هائی که هنوز در مرحله نوزادی هستند و به ستاره تبدیل نشده اند» ، « امواج ماکرو : هم از سحابی های سرد و گاز و غبار ستاره ای و پیش ستاره ها ساطع شده ولی مهمترین کاربرد امواج ماکرو در مطالعه تابش زمینه کیهانی (مهمترین مدرک انفجار بزرگ) می باشد» ، « امواج رادیوئی : منابع بیشماری در کیهان وجود دارد که امواج رادیوئی ساطع می کنند مهمترین مزیت امواج رادیوئی شفاف بودن آن نسبت به به گرد و غبارهای کیهانی و… است از این رو از بیشترین کاربرد امواج رادیوئی رصدو نقشه برداری از مرکز کهکشان راه شیری می باشد»

۷) جو زمین و بخار آب و رصد در طیف مادون قرمز

بعضی ازگازهای موجود درجو زمین(CO₂  و H₂O و…) تابش هائی از امواج الکترومغناطیس (طیف مادون قرمز در همسایگی امواج ماکرو و بیشتر امواج ماکرو ) را جذب کرده و به گرما تبدیل می کنند و مانع از رسیدن آنها به جو زمین می شوند بنابر این رصدخانه های زمینی نمی توانند تمام تابش های مفید مادون قرمز دور(مادون قرمز نزدیک به اشعه ماکرو )و امواج ماکرو را رصدکنند بنابراین رصدخانه های فضائی(تلسکوپ فضایی اسپیتزر ، کاوشگر WISE و…) بهترین گزینه ممکن هسند.ولی از آنجائی که بیشترین جذب مادون قرمز توسط بخار آب صورت می گیرد و بیشترین بخار آب درطبقه پائین اتمسفر(ارتفاع زیر۱۲کیلومتر) وجود دارد.رصدخانه و تلسکوپ مادون قرمز را به جای فضا در یک هواپیما مستقر کرده و با هزینه بسیار کمتر و امکانات بیشتری به رصد فضا می پردازند.این رصدخانه ها،رصدخانه های هوائی نام دارند که معروفترین آن «رصدخانه هوائی سوفیا»می باشداین رصدخانه متعلق به ناسا بوده وسوار بر هواپیمای بوئینگ۷۴۷به کاوش فضا درطیف مادون قرمز میپردازد.

۸) رصدخانه های طیف مرئی

اگر چه جو زمین نسبت به نور مرئی تقریبا شفاف است و از دیر باز تا امروز هیچ نیازی احساس نمی شد تا تلسکوپ هائی که در نور مرئی رصد می کنند را به فضا ببرند ولی به دلائلی که در بخش بعد شرح می دهیم منجمان ترجیح می دهند علاوه بر رصدبه کمک تلسکوپ های زمینی ، تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی هم ساخته (تلسکوپ فضائی هابل ، کپلر ، گایا و …) و با این تلسکوپ ها اقدام به رصد کنند.نظر به اهمیت این موضوع و ارتباط آن با مقاله حاضر در بخش های بعدی به طور مفصل تر به آن خواهیم پرداخت .

۹) رصدخانه های دیگر

همانطور که شرح داده شد اطلاعاتی که دانشمندان از فضا بدست می آورند علاوه بر رصد درانواع مختلف تابش های الکترومغناطیس از رصد و ثبت ذرات بنیادی و انواع پرتوهای فضائی نیز بدست می آید. این ذرات بنیادی اطلاعات گرانبهائی از خورشید و کهکشان و نقاط دیگر فضا به دست می دهند.همچنین برای اندازه گیری و ثبت « امواج گرانشی » نیز نیازمند رصدخانه در فضا  می باشد .تنها رصدخانه ثبت امواج گرانشی « کاوشگر لیزا » می باشد که توسط « آژانس فضایی اروپا »درتاریخ سوم دسامبر ۲۰۱۵به مدار خورشید مرکزی فرستاده شد.

۱۰) رصدخانه های زیر زمینی

یکی ازذرات بنیادی که اطلاعات زیادی از فضا به همراه خود دارد.نوترینوها می باشند.نوترینوها با سرعت نزدیک نورحرکت کرده و هیچ چیزجلو آنها را نمی تواند بگیرد آنها از درون همه اشیا و حتی از سراسر کره زمین عبور کرده و از سمت دیگر زمین خارج می شوند . پس تنها راه ثبت آنها ساختن یک سری ابزار الات و قرار دادن آن درون زمین(عمق ۱۰۰۰متری) می باشدکه رصدخانه زیر زمینی نام دارد.تنها رصدخانه زیر زمینی«آشکار ساز نوترینو »نام دارد که توسط ژاپنی ها ساخته شده است.

۳- مروری کلی بر تلسکوپ و رصدخانه های فضائی در نور مرئی

رصدخانه ها ، تلسکوپ های فضائی،کاوشگرهای سیارات و…تجهیزاتی هستند که به جای استقراردر روی زمین در فضا (در روی یک ماهواره ، درنقاط لاگرانژی زمین وخورشید و یا زمین و ماه و یا در مدار اجسام دیگر فضائی و… و یا حتی روی سیارات و اقمار) نصب شده اند و بسیاری از آنها حتی در طیف مرئی هم مشغول انجام وظیفه هستند.با توجه به این که در طیف مرئی از روی زمین هم می توان به رصد پرداخت پس چرا و به چه دلیل با صرف هزینه های سنگین این تلسکوپ ها را به فضا می فرستند؟در این بخش در مورد این موضوع توضیح داده و به معرفی بسیاری از این تلسکوپ ها و…کاوشگرها خواهیم پرداخت .

۱) مقایسه تلسکوپ های زمینی با فضائی

در اینجا فوائد تلسکوپ های زمینی را نسبت به فضائی بررسی می کنیم .
۱-۱) فوائد تلسکوپ های زمینی : فوائد تلسکوپ های زمینی را به طور خلاصه به این صورت می توان برشمرد : « هزینه بسیار پائین تر » ، « امکان تعمیر کردن » ، « اگر پرتاب تلسکوپ فضائی با شکست مواجه شود کل سرمایه از دست می رود » ، « تلسکوپ های زمینی را در حجم و ابعاد به مراتب بزرگتری می توان ساخت » ، « امکان ارتباط مستقیم همیشه وجود دارد » ، « محیط خشن فضا (حرارت در روز تا ۱۵۰درجه سلسیوس و در شب به۱۰۰درجه زیر صفرمی رسد) » ، « برق مستقیم (در روی زمین می توان ازبرق مستقیم شبکه و یا یک نیروگاه استفاده کرد ولی در فضا اینطور نیست »
۱-۲) فوائد تلسکوپ های فضائی : تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی این مزایا را نسبت به تلسکوپ های زمینی دارند « هوای همیشه صاف و بدون ابر در فضا » ، « عدم وجود گرد و غبار و هوای آلوده » ، « نبودن رطوبت موجود در جو (که مانع رصد می شود) » ، «درفضا آلودگی نوری وجود ندارد »، «دید نجومی(درفضا دید نجومی و اعتشاشات جوی که بزرگترین مانع رصد می باشد به حداقل می رسد »   

۲) روش های رفع مشکل رصد های نجومی

مشکلاتی که در باره تلسکوپ های زمینی برشمردیم تا حدود زیادی می توان برطرف کرد . رصدخانه ها را می توان به نقاط دور از شهرها و روستاها و آلودگی نوری و هوا و… انتقال داد همچنین می توان رصدخانه ها را بر فراز کوه های بلند و مناطق خشک و بدون ابر و رطوبت ایجاد کرد.همچنین اغتشاشات جوی را هم می توان به کمک دستگاه های پیشرفته و…بهبود بخشید با این حال رصدخانه های و تلسکوپ های فضائی علی رغم ایراداتی که دارند دیدی به مراتب بهتر و تصاویر درخشانتری نسبت به تلسکوپ های زمینی دارند.بیشترین مزیت آنها هم همان نبودن اغتشاشات جوی در فضا می باشدبنابراین با وجودی که آینه تلسکوپ های بزرگ زمینی بیش از۴برابر آینه تلسکوپ فضائی هابل می باشد تصاویر هابل بسیار درخشانتر ازتصاویر تلسکوپ های زمینی می باشد. 

۳) انواع تلسکوپ های فضائی

امروزه تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی مختلفی در مدار زمین و در نقاط لاگرانژی کار گذاشته شده و به رصدآسمان در طیف مرئی مشغول می باشند. این تلسکوپ ها انواع مختلف ماموریت ها را انجام می دهند مهمترین ماموریت هائی که تلسکوپ های فضائی انجام می دهند از این قرار است .
۳-۱) شناخت کیهان و رازهای آن : سوالات بیشماری در نجوم و کیهان شناسی مطرح است که پاسخ به آن تنها از طریق تلسکوپ های پیشرفته و فضائی امکان پذیر می باشد.مسائلی همچون چگونگی شکل گیری جهان ، معمای ماده و انرژی تاریک ، پیدایش و تکامل ستارگان و سیارات و منظومه های سیاره ای و…
۳-۲) اندازه گیری های نجومی : یکی از مهمترین روش های شناخت کیهان ، کهکشان خودمان،کهکشان های دیگر و…کیهان اندازه گیری های نجومی می باشد( سرشماری از ستارگان ، اندازه گیری فاصله و مشخصات فیزیکی و…) بهترین روش این کار هم استفاده از ماهواره و رصدخانه های فضائی می باشد.
۳-۳) سیارات فرا خورشیدی : امروزه سیارات فرا خورشیدی (سیاراتی که بر گرد ستارگان دیگر می چرخند) یکی از مهمترین و داع ترین بحث های نجومی می باشد.برای پاسخ به این سوال که آیا مادرکل کهکشان (و یا کیهان )تنها هستیم و یا تمدن های دیگری هم وجود دارد؟ باید سیارات فرا خورشیدی را شناسائی کنیم و برای شناسائی این سیارات باید ماهواره ها و سفینه های شناخت سیارات فرا خورشیدی را به فضا بفرستیم . در بخش های بعددرموردشناخت سیارات فراخورشیدی و ماهواره هائی که مسئول این کارهستند توضیح میدهیم.
۳-۴) امنیت زمین : زمین در معرض خطرات بیشماری قرار دارد که می تواند زندگی را بر روی زمین به نابودی بکشد یکی از این خطرات برخورد شهاب سنگ ها می باشد برای مقابله با این خطرات باید آماده باشیم و یکی از اقداماتی که باید انجام دهیم شناخت سیارک ها و…شهاب سنگ های خطرناک می باشد.این کاربا فرستادن ماهواره های شناسائی سیارک ها مانند(نیوس سات) امروزه عملی شده است .
۳-۵) سایر ماموریت های فضائی : بجز موارد نام برده شده ماموریت های فضائی بی شماری وجود دارد که نیازمند ماهواره های فضائی می باشد که در مقاله های آینده در مورد آن توضیح می دهیم .  

۴) مشهور ترین رصدخانه های فضائی در نور مرئی

در اینجا به طور مختصر تعدادی از آنها را نام برده و در بخش های بعد به معرفی بعضی از مهمترین این تلسکوپ ها خواهیم پرداخت مهمترین این تلسکوپ ها که در این مقاله در مورد آن توضیح خواهیم داد به قرار زیر است : «تلسکوپ فضائی هابل »،«تلسکوپ فضائی لوویر » ، «ماهواره نجومی هیپارکوس»، «تلسکوپ فضائی گایا» ، «ماهواره های رصد سیارات فراخورشیدی به طور خلاصه(کورت، فضائی کپلر تس)»،«ماهواره دیدبان و شهاب ‌سنگ یاب(نیوس‌سات)» همچنین توضیح مختصری هم در مورد مدارگردها و کاوشگرهای فضائی خواهیم داد . مشخصات این تلسکوپ ها در « جدول شماره یک » خلاصه شده است .
نکته : تلسکوپ فضائی جیمز وب یکی از مهمترین تلسکوپ های فضائی می باشد که قرار است جانشین تلسکوپ فضایی هابل شود.با توجه به این که این تلسکوپ بیشتر یک تلسکوپ مادون قرمز می باشد تا تلسکوپ نوری در مقاله “نجوم اشعه مادون قرمز با ماهواره “ توضیح مختصری در مورد آن داده و در مقاله “ تلسکوپ فضائی جیمز وب“ در مورد آن به طور کامل توضیح می دهیم .

جدول شماره ۱ – مشخصات تعدادی از ماهواره ها و رصدخانه های فضائی در طیف مرئی

۵)تلسکوپ فضائی هابل

تلسکوپ فضائی هابل یکی از مهمترین و بزرگترین پروژه های نجومی تا زمان حال می باشد ماموریت این تلسکوپ شناسائی و پاسخ به بسیاری از سوالات دررابطه با موضوعات مختلف ستاره شناسی و کیهان شناسی و … تا سیارات فرا خورشیدی می باشد نظر به اهمیت آن در بخش پنجم توضیح مختصری درموردآن داده و در مقاله“ تلسکوپ فضائی هابل“ توضیح کاملتری در مورد آن می دهیم.

۶) تلسکوپ های فضائی هیپارکوس و گایا

یکی از مهمترین مسائل در نجوم شمارش و اندازه گیری مشخصات ستارگان کهکشان راه شیری می باشد ماهواره های نجومی هیپارکوس و گایا ماهواره هائی هستند که به این منظور به فضا فرستاده شدند و توانستند اطلاعات بسیار مفیدی در این زمینه بدست بیاورند . در بخش های پنجم (۵ ـ ماهواره هیپارکوس ) و ششم (۷ـ فضاپیمای گایا ) در این باره به صورت کامل توضیح خواهیم داد . همچنین در مقاله های آینده که در مورد اندازه گیری های نجومی می باشد توضیح بیشتری در این زمینه می دهیم .

۷) تلسکوپ های رصدسیارات فرا خورشیدی

امروز رصدسیارات فرا خورشیدی یکی از مهمترین و داغ ترین بحث های نجومی می باشد . از این رو رصد و شناسائی این سیارات یکی از مهمترین اولویت های ناسا و سازمان های فضائی می باشد . در بخش نهم (۹ـ سیارات فرا خورشیدی) در این باره توضیح مختصری داده و در مقاله “رصدسیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره “ در مورد ماهواره های رصد کننده سیارات فرا خورشیدی و در مقاله “سیارات فراخورشیدی “درمورداین سیارات و در مقاله “هوش فرا زمینی “درمورد موجودات هوشمندفضائی به طور کامل توضیح میدهیم.

۸) سایر تلسکوپ ها و کاوشگرهای فضائی

در بخش دهم (۱۰- ماهواره دیدبان و شهاب‌سنگ‌یاب )درمورد خطرات شهاب سنگ ها و دلائل پایش و توجه به آنها و ماهواره شهاب سنگ یاب « نیوس‌سات» توضیح مختصری داده و در مقاله های آینده توضیح کاملتری در مورد این موضوع می دهیم .
بخش یازدهم (۱۱-مدار گرد)هم درمورد مدارگردها و کاوشگرهای سیارات توضیح داده و در مقاله “مدارگرد“ در این مورد توضیح کاملتری می دهیم .  

۴ـ رصدخانه ها وتلسکوپ های زمینی

در بخش های قبلی به بررسی تلسکوپ های فضائی ونقش آن ها در پیداکردن و بررسی سیارات فراخورشیدی پرداختیم و توضیح دادیم که چرا تلسکوپ ها را به جای زمین به فضا برده اند و در فضا به جستجوی سیارات فرا خورشیدی(و یا هر تحقیقات نجومی دیگر)پرداختند.با وجود این تلسکوپ های زمینی کنار گذاشته نشدند و پا به پای تلسکوپ های فضائی به کار پرداخته و در واقع به عنوان مکمل تلسکوپ های فضائی عمل کردند.در این بخش در مورد مهمترین رصدخانه های زمینی و درمقاله “تلسکوپ های زمینی“ این موضوع رابیشتر مورد بررسی قرار می دهیم .ولی قبل از آن رصدخانه و مهمترین رصدخانه های جهان را بررسی می کنیم .  

۱)شرایط احداث رصدخانه های زمینی  

اگرچه تلسکوپ های فضائی مزیت های زیادی نسبت به تلسکوپ های زمینی دارند(مانند هوای همیشه صاف و بدون ابر،عدم آلودگی نوری و هوا و…اغتشاشات جوی)ولی تلسکوپ های زمینی هم مزایای خودشان را دارند(هزینه بسیار پائین تر،امکان تعمیر کردن،ساختن رصدخانه با ابعاد بسیار بزرگتر و…)حال کافی است تلسکوپ ها و رصدخانه های زمینی را در مکانی ساخت که از آلودگی نوری وآلودگی هوا و ابر و رطوبت و…به دورباشد.با این حساب بهترین مکان ساخت رصدخانه ها وتلسکوپ های زمینی بیابان های خشک و نقاط کویری ومرتفع و…خالی ازسکنه میباشد. برای مقابله با اغتشاشات جوی از روشی به نام « اپتیک سازگار» استفاده می کنند.در روش اپتیک سازگار به کمک ابزار آلات پیشرفته ای میزان اعوجاج(پیچیدگی ،انحنا )ناشی ازجو را اندازه گرفته و با بوجود آوردن اعوجاج عمدی در جهت مخالف اعوجاج ناشی از جو را خنثی می کنند .

۲) بهترین مکان ها برای ساخت رصدخانه های زمینی

با توجه به این که عواملی مانند آلودگی نوری و آلودگی هوا و ابرها و رطوبت هوا بزرگترین مانع رصد آسمان می باشند کافی است که رصدخانه ها و تلسکوپ ها را در مکان هائی خشک و مرتفع و بدور از شهرها و روستاها ایجاد کرد.طبیعتا بیابان های و کویرهای خشک و خالی از سکنه و قله کوه ها و…بهترین مکان ها هستند. نقاطی مانند«بیابان آتاکامای شیلی(که نیمی از تلسکوپ های جهان آنجا قرار دارند)» بهترین گزینه هستند.

۳) بهترین سایت های رصدی

امروزه سازمان های فضائی (ناسا،اسا و…) ترجیح می دهند نقاط مناسب را در مناسبترین مکان های روی زمین(هر چند در کشورخودشان نباشد) انتخاب کرده و همه تلسکوپ های خود را در آنجا قرار دهند . به چنین مکان هائی «سایت های رصدی»می گویند در این سایت ها مجموعه ای از چندین تلسکوپ قرار داده می شود.در اینجا چندسایت مهم را به صورت خلاصه معرفی می کنیم . ( جزئیات در جدول شماره ۲)
۳-۱) سایت رصدی لاسیلا : این سایت محل ساخت اولین رصدخانه توسط «سازمان رصدخانه جنوبی اروپا ESO » بوده و فعلا تمامی رصدخانه های این سایت متعلق به ESOمی باشد. لاسیلا در ارتفاع ۲۴۰۰متر و دربیابان آتاکامای شیلی واقع بوده و ۱۸کشورمختلف عضو ESA تلسکوپ های خودرا در این مکان قرار داده اند.

شکل شماره ۱ – سایت رصدی لاسیلا
۳-۲) سایت رصدی پارانال: این سایت در ارتفاع ۲۶۳۵متری بیابان آتاکاما قرارداشته و تمام رصدخانه ها و تلسکوپ های آن هم به متعلق به ESO می باشند.ازجمله تلسکوپ های معروف آن می توان به تلسکوپ های چهارگانه« وی‌ال‌تیVLT »اشاره کردکه با آینه های۸/۲متر ازبزرگترین تلسکوپ های زمینی به حساب می آیند.
۳-۳) سایت رصدی لانو د چاجاننتور : این سایت در ارتفاع بالای۴۸۰۰متردر بیابان آتاکاما قرارداشته و ازپر ارتفاع ترین سایت های رصدی به حساب می آید.این سایت رصدی هم به ESO تعلق دارد
۳-۴) سایت رصدی سرو پاچون : درجنوب کویر آتاکاما در ارتفاع ۲۷۱۵متر واقع شده است.ازجمله تلسکوپ های معروف آن می توان به تلسکوپ بزرگ « جمینی جنوبی» اشاره کرد که متعلق به کشورهای (آمریکا، کانادا، شیلی، استرالیا، آرژانتین، برزیل ) می باشد .
۳-۵) سایت رصدخانه موناکی : این سایت در روی کوه آتشفشانی مائوناکی قرارداشته این کوه درجزیره هاوائی(بزرگترین جزیره ایالت هاوائی) قرار داشته و از نظر موقعیت بهترین محل برای ایجاد رصدخانه می باشد . ارتفاع این رصدخانه از سطح دریا ۲۸۳۵متر بوده و توسط دانشگاه هاوائی اداره می شود ازجمله مشهورترین تلسکوپ های این سایت می توان به تلسکوپ های:«دو قلوی کُک»،«سوبارو »و«جمینی شمالی» اشاره کرد.

شکل شماره ۲ – سایت رصدی موناکی

۳-۶) سایت رصدی فرد لارنس ویپل : این سایت رصدی در ارتفاع ۲۲۵۰ متری بر روی کوه هاپکینز در ایالت آریزونا قرار دارد. ازتلسکوپ‌های بزرگ این مرکز می‌توان تلسکوپ ام ام تی MMT را نام برد.
۳-۷) رصدخانه بین‌المللی کوه گراهام : این یک سایت بین المللی است که علاوه بر آمریکا کشورهای «آلمان و ایتالیا» هم درآن مشارکت دارنداین سایت درایالت آریزونا واقع بوده و ۳۱۹۰متر ازسطح دریا ارتفاع دارد. از جمله تلسکوپ های آن می توان به تلسکوپ بزرگ«تلسکوپ ال‌بی‌تی LBT و اس‌ام‌تی SMT » اشاره کرد.
۳-۸) سایت رصدی مکدونالد : این سایت هم یک مرکز بین المللی بوده که در ایالت تگزاس می باشد که در ارتفاع ۲۲۰۰ متری قرار گرفته و توسط آمریکا و سوئد و آلمان اداره می شود. معروف ترین تلسکوپ آن «هابی ابرلی» می باشد .

۶) قوی ترین و مهمترین تلسکوپ های زمینی

تلسکوپ های زمینی هم پا به پای تلسکوپ های فضائی به رصد آسمان و… اهداف مختلف نجومی(ازجمله شکار سیارات فرا خورشیدی مشغول هستند.)
۶-۱) تلسکوپ بزرگ دو چشمی LBT : این تلسکوپ با دو آینه ۸/۴ متری یکی از بزرگترین تلسکوپ حال حاظر جهان می باشد. قدرت تصویربرداری تلسکوپ ال‌بی‌تی در حدود ۱۰ برابر بهتر و واضح‌تر از تصاویر ارسالی از تلسکوپ فضایی هابل است. برای ساخت تلسکوپ ال‌بی‌تی حدود ۱۲۰ میلیون دلار آمریکا هزینه شده است.

شکل شماره ۳ – تلسکوپ بزرگ دو چشمی

۶-۲) تلسکوپ بزرگ آفریقای جنوبی (SALT) : آینه اصلی تلسکوپ از۹۱آینه۶ضلعی متصل به هم تشکیل شده است تا درکنار هم آینه۱۱متری غول پیکر این تلسکوپ را تشکیل می دهند .
۶-۳) تلسکوپ بزرگ جزایر قناری GTC : این تلسکوپ ها از جمله بزرگترین تلسکوپ‌های نوری جهان می باشند که در سایت رصدی«صخره بچه ها » قرار دارد.آینه های این تلسکوپ ۱۰/۴ متر می باشد .
۶-۴)تلسکوپ های کُکW. M. Keck : این۲تلسکوپ با آینه های عظیم۱۰متری که درسایت رصدی مونوکی قراردارند از معروفترین و مهمترین تلسکوپ های زمینی بوده که توانستندسیارات فراخورشیدی زیادی کشف کنند.

شکل شماره ۴ – تلسکوپ های کک

۶-۵) تلسکوپ های VLT : نام چهار تا تلسکوپ هستند که متعلق به « سازمان رصدخانه های جنوب اروپا » بوده و در سایت رصدی پارانال واقع می باشند این تلسکوپ ها با آینه های ۸/۲ متری در زمره بزرگترین تلسکوپ های جهان هستند .

۷) تلسکوپ های آینده برای زمینی

علاوه بر تلسکوپ های زمینی که شرح دادیم برای رصد سیارات فرا خورشیدی تلسکوپ های بسیار عظیمی در روی زمین در دست ساخت می باشد که در اینجا به پاره ای از آنها اشاره می کنیم . 
۱-۷) تلسکوپ فوق العاده بزرگ(ELT) : تلسکوپ بسیار بزرگ اروپاییELT با آینه۳۹/۳ متری( آینه دوم ۴/۲ متر)بزرگترین پروژه ساخت تلسکوپ های زمینی می باشد این تلسکوپ متعلق به رصدخانه جنوب اروپا(ESO) بوده که در کویر آتاکامای شیلی بر فراز کوهی بلند تا سال ۲۰۲۵ساخته می شود .
مهمترین اهداف آن : «مشاهده اولین کهکشان های تشکیل شده بعد از انفجار بزرگ » ، «تصویر برداری مستقیم از سیارات فرا خورشیدی و رصدجو آنها » و…« تصویر برداری از نخستین لحضات تشکیل سیاره ها و سامانه های سیاره ای » و… می باشداین تلسکوپ ۲۵۰ برابر تلسکوپ هابل نورجمع آوری کرده و تصاویر آن۱۶مرتبه واضح تر خواهد بود.

شکل شماره ۵ – تلسکوپ فوقالعاده بزرگ

۷-۲) تلسکوپ۳۰متری TMT: این تلسکوپ ناسا در ابتدا قراربود در روی کوه مائوناکیا ساخته شود ولی با اعتراضات بومیان مواجه شد(چون کوه را مقدس می دانستند) و چند بار شروع به ساخت کرده و متوقف شد تا بعد دادگاه حکم داد که باید تعطیل شود از این رو قرار شد به سایت رصدی «صخره بچه ها » در جزایر قناری منتقل شود. این تلسکوپ عظیم با آینه۳۰متری یکی از عظیم ترین تلسکوپ های ناسا بوده که که از۴۹۲قطعه آینه تشکیل شده وقدرت آن ۹برابر تلسکوپ کک خواهدبود.وکشفیات عظیمی انجام خواهد داد.
۷-۳) تلسکوپ ورا سی روبین(Vera C Rubin) : این تلسکوپ که متعلق به ناسا می باشد قرار است تا سال۲۰۲۳درکویر آتاکامای شیلی ساخته شود. آینه اصلی آن۲۷/۵متربوده و می تواند با تهیه دقیق ترین عکس های دجیتالی با دوربین ۳۲۰۰مگاپیکسلی خود: «ازسراسر آسمان نقشه برداری کند» ، «۲۰میلیاردکهکشان را شناسائی کند.» ، «از سیارات فرا خورشیدی (تصویر برداری مستقیم ) بگیرد» و…
۷-۴) تلسکوپ بزرگ ماژلانGMT: ساخت این تلسکوپ درنوامبر ۲۰۱۵درقلهٔ لاس‌کامپاناس درآتاکامای شیلی (رصدخانهٔ لاس‌کامپاناس)شروع شدو امیدمیرود تا سال۲۰۲۳به بهره برداری برسد این تلسکوپ ازهفت آینه ۸/۴ متری و یک آینه ۲۴/۵۴متری تشکیل شده وتا۱۰برابر تلسکوپ های زمینی فعلی نور جمع می کنداز اهداف آن : «شناسائی و رصدمستقیم سیارات فراخورشیدی قابل سکونت»،«شناسائی ماده و انرژی تاریک» و…می توان اشاره کرد درساخت این پروژه بجز آمریکا کشورهای استرالیا،برزیل،کرهٔ جنوبی وشیلی هم نقش دارند.

شکل شماره ۶ – تلسکوپ بزرگ ماژلان

۷-۵) تلسکوپ بزرگ ELF : این تلسگوپ به نام «یابنده حیات فرازمینی (ExoLife Finder)»نامیده شده که به اختصارELF نامیده می شود . این تلسکوپ متعلق به آژانس فضائی اروپا بوده و با داشتن ۱۶ آینه ۵ متری قدرت یک تلسکوپ ۲۵ متری را خواهد داشت.دانشمندان قادرند با کمک این تلسکوپ کشفیات جدیدی در رابطه با سیارات فرا خورشیدی دست پیدا کرده و نشانه هائی ازآب،متان و اوزون را دردیگر سیارات فراخورشیدی بیابند.

۵- تلسکوپ فضائی هابِل  

در آستانه قرن بیستم تلسکوپ ها بسیار پیشرفت کردند و همزمان با پیشرفت سایر علوم اندیشه ساخت تلسکوپ های فضائی و نجوم ماهواره های مطرح شد.مهمترین تلسکوپ فضائی که تاکنون به رصددر نورمرئی پرداخته «تلسکوپ فضائی هابِل»  می باشد( که به افتخار ادوین هابل نامگذاری شده است)دراین بخش در مورد آن توضیح بسیار مختصری داده و در مقاله “تلسکوپ فضائی هابل” به طور کامل توضیح می دهیم.  

شکل شماره ۷ – ادوین هابل

۱) تاریخچه تلسکوپ های فضائی

در سال ۱۹۲۳هرمان اوبرت اولین کسی بود که این ایده را مطرح کرد.درسال۱۹۴۶لایمن اسپیتزر فوائد تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی را تشریح کرد .با شروع عصر فضا و فرستادن اولین ماهواره ها راه برای عملی شدن این طرح باز شد و برای نخستین بار در سال۱۹۶۲آکادمی ملی علوم آمریکا طی گزارشی بر روی این طرح تاکید کرد اولین تلسکوپ فضائی هم که موفقیت زیادی در پی داشته رصدخانه فضائی اونسالا بوده که در سال ۱۹۶۲ راه اندازی شد. و اولین رصدخانه فضائی آمریکا به نامAOدرسال ۱۹۶۶برای رصد اشعه ایکس راه اندازی شد.

۲) تلسکوپ فضائی هابل چگونه ساخته شد؟

موفقیت مأموریت های OSO و OSA نشان داد که رصدخانه های فضائی و نجوم ماهواره ای نقش بسیار مهمی در نجوم و رصدهای نجومی دارد. بنابر این ناسا طرح فرستادن اولین تلسکوپ فضائی را از سال ۱۹۶۸دردستور کارخود قرار داد ولی اولین مشکل بودجه این تلسکوپ بود که ابتدا کنگره و سنای آمریکا با طرح مخالفت کردن و سرانجام بعدازچانه زنی های فراوان و کوشش های دانشمندان و…سنای آمریکا با قسمتی از بودجه موافقت کرد و بقیه بودجه را هم با مشارکت با آژانس فضائی اروپا و کاستن از امکانات تلسکوپ و…تهیه شد .

 

۳) تلسکوپ فضائی هابل

تلسکوپ فضایی هابِل(Hubble Space Telescope) به اختصار « HST» تلسکوپی است متعلق به ناسا که در ۲۴ آوریل سال ۱۹۹۰توسط شاتل دیسکاوری به فضا پرتاب و درارتفاع تقریبا ۵۶۰کیلومتری زمین قرار گرفت.
هزینه ساخت تلسکوپ تا زمان پرتاب آن بالغ بر۴/۷۴میلیارددلار شد که اگر با نرخ تورم در آمریکا به دلار سال ۲۰۲۰ محاسبه کنیم بالغ بر۹/۳۱میلیارد دلار می شودو این بجز هزینه های نگهداری و بعد هزینه های تعمیر (که دربخش های بعدی شرح می دهیم می باشد).مشخصات تلسکوپ هابل از این قرار است :
«جرم۱۱۰ر۱۱ کیلوگرم » ، « اوج مداری ۵۴۰/۹ کیلومتر» ، «حضیض مداری۵۳۷ کیلومتر» ، « دوره تناوب ۹۵/۴۲ دقیقه » و « انحراف مداری ۲۸/۴۷درجه »

شکل شماره ۸ – تلسکوپ هابل

شکل شماره ۹ – لحظه پرتاب هابل

۴) تعمیرات هابل

تلسکوپ هابِل از ابتدا به گونه ای ساخته شد که قابلیت تعمیر و بروز رسانی را داشته باشد.برای تعمیرات هابِل تیمی ورزیده از متخصصان و فضانوردان حرفه ای با شاتل فضائی به محل تلسکوپ رفته و اقدام به تعمیر می کنند . در کل هابل در پنج مرحله تعمیر و نوسازی شد. «سری اول:۱۹۹۳حل مشکل آینه ها»،«سری دوم : ۱۹۹۷اضافه کردن ابزارهای مادون قرمز»،«سری سوم:۱۹۹۹حل مشکل ژیروسکوپ ها »، «سری چهارم: ۲۰۰۲تعویض دور بین هابل» و « سری پنجم(آخرین تعمیر): ۲۰۰۹ تعمیر و بروز رسانی بسیاری از قطعات »

شکل شماره ۱۰ – فضانوردان در حال تعمیر هابل

۵) تجهیزات هابِل

ابزارهای متعددی در هابل کار گذاشته شدند که مهمترین این ابزارها به این قرار است :
« آینه های هابل» ، « حسگرهای FGS(قفل کردن روی هدف)»،«دوربین WFC3(برای نقشه برداری در سه طیف : مرئی، طیف مادون قرمز و ماوراء بنفش ) » ، « دوربین WFC3 » و… انواع طیف نگارها و حسگرها
نکته : تصاویر هابل به صورت سیاه و سفید می باشد که بعد از ویرایش به تصاویر رنگی تبدیل می شود .

۶) کشفیات تلسکوپ هابِل

تلسکوپ فضائی هابل کشفیات بسیار زیاد و شگفت انگیزی انجام داد.کشفیاتی که دید ما را نسبت به جهان تغییر داد پاره ای از این کشفیات عبارتند از : «اندازه گیری فاصله ستارگان»، « تصویر برداری از سیاه چاله ها» ، « کشف دو قمر پلوتون»، «رصد دورترین ابرنواختر »،«نرخ انبساط جهان » و…  

۶ـ تلسکوپ فضائی لوویر

تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی چشمان انسان در فضا هستند به کمک این تلسکوپ ها دانشمندان می توانند اطلاعات کاملی در مورد جهان بدست بیاورند. هم اکنون چهار گروه کاری ناسا در تلاش هستند تا طرح های خودشان را برای ساخت تلسکوپ های فضائی به تصویب برسانند به علت هزینه های بالا و سرسام آور طرح های ساخت رصدخانه های فضائی امکان این که تمامی طرح ها تصویب شده و سریع ساخته شود وجود ندارد یکی از این طرح های بزرگ تلسکوپ فضائی لوویر است که در این بخش در مورد آن توضیح می دهیم.

۱) اهمیت و ام کان ساخت تلسکوپ های فضائی غول پیکر

برای پی بردن به اسرارجهان وکشف حقایق بیشتر باید تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی تا جائی که امکان دارد پیشرفته تر و بزرگتر شود باید آینه های تلسکوپ ها بزرگتر شودو به تبع آن تلسکوپ ها هم بزرگتر وحجیم تر می شوند.هزینه ساخت تلسکوپ های عظیم فضائی با آینه های بالای ده متربودجه بسیار عظیمی می خواهد که حتی از عهده سازمان عظیم و طویلی مانندناسا به سختی برمی آیدحال چند سوال مطرح میشود آیا ساخت یک تلسکوپ عظیم در فضا ارزش این همه هزینه کردن دارد؟ «به اعتقاد بسیاری از دانشمندان بله ارزش آن را دارد.»
آیا موشک های فعلی این توان را دارند تا این تلسکوپ های عظیم را به فضا بفرستد؟ برای پاسخ به این سوال باید متوجه باشیم که موشک های فضائی هم محدودیت های خودشان را دارند ازیک طرف حجیم کردن موشک ها به همراه گذاشتن مقادیر عظیمی سوخت باتکنولوژی فعلی بسیار مشکل و پر هزینه و برای فرستادن تجهیزات بزرگ و گران قیمت پر از ریسک است.یک اشتباه کوچک می تواند سبب انفجار موشک شده و یا موشک نتواند رصدخانه فضائی را در مدارخود مستقر کند نتیجه چه می شود؟ میلیاردها دلار سرمایه گذاری و سال ها زحمت وتلاش محققان همه برباد می رود ونابود می شود.پس چه باید کرد؟ درادامه توضیح می دهیم. 

۲) رقابت بین چهار تیم عملیاتی در ناسا

برای دهه ۲۰۳۰میلادی چهار طرح به ناسا ارائه شده که ناسا به دلیل محدودیت بودجه تنها یکی ازاین طرح ها را می تواند اجرا کند. برای انتخاب طرح برتر گروهی متشکل از زبده ترین ستاره شناسان از «انجمن نجوم آمریکا AAS» وظیفه دارند از بین طرح های ارائه شده(با توجه به ارزش طرح و بودجه آن)بهترین طرح را انتخاب کندحالا افراد هر تیم در تلاش هستند تا طرح خود را به عنوان اولین طرح اجرائی به تصویب ناسا برسانند . این طرح ها عبارتند از :«تلسکوپ فضایی لوویر(LUVOIR)»،« تلسکوپ فضایی هاب‌ای‌ایکس(HabEx)»، «تلسکوپ فضایی اوریجنز(Origins) » و «رصدخانه‌ی اشعه‌ی ایکس لینکس (Lynx X-ray)»
در مورد رصدخانه های HabEx و Origins در مقاله “رصد سیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره “ و در مورد رصدخانه اشعه‌ی ایکس لینکس در مقاله “نجوم اشعه ایکس با ماهواره “ توضیح می دهیم .

شکل شماره ۱۱ – چهار طرح ناسا برای دهه ۲۰۳۰

۳) مونتاژ تلسکوپ ها و ماهواره ها در فضا

به دلیل مشکلات ناشی ازفرستادن تلسکوپ های عظیم به فضا سازمان های فضائی وکارشناسان بایدبه دنبال روش های دیگری باشندیکی از این روش ها این است که بجای فرستادن یک جا تلسکوپ ها و رصدخانه ها می توان آنها را در قطعات جداگانه وکوچکتر توسط چندین موشک جداگانه به فضا فرستاد ودر آنجا این قطعات رامونتاژ کرد.با این روش می توانیم امیدوار باشیم تلسکوپ هائی با قطر آینه بیش از۲۰ متر رابه فضا بفرستیم .
مونتاژ تلسکوپ و رصدخانه ها درفضا بسیار اهمیت دارد و در واقع یکی ازمهمترین امکانات پیش روبرای فرستادن ایمن رصدخانه های عظیم فضائی با آینه های عظیم به فضا می باشد در این حالت اگرحادثه ای هم برای موشک بالابر اتفاق بیفتد تنها قسمتی از پروژه از دست می رود و کل پروژه به خطر نمی افتد .
برای مونتاژ قطعات ابتدا باید یک سکوی فضائی ایجاد کرد و در مرحله بعد فضانوردان به کمک وسائل نقلیه ای همچون شاتل و یا سایوز و…به همراه ربات ها به روی سکو رفته و قطعاتی که توسط موشک ها فرستاده شده راتحویل گرفته و همان جا مونتاژکنند. ایده فرستادن قطعات ماهواره ها ، رصدخانه های فضائی و…به فضا باراول نیست که مطرح شده درواقع ایستگاه فضائی بین المللی به همین روش در فضا مونتاژ شد. همچنین تلسکوپ فضائی هابل چندین بار درفضا تعمیر شده و قطعات آن مونتاژ شد.
نکته : اگر این روش به عنوان یک روش اصلی تثبیت شود نه تنها ماهواره های نجومی بلکه ماهواره های دیگری (مخابراتی،تصویر برداری ، هواشناسی و…)را هم می توان در ابعاد عظیم تر ساخته و به فضا فرستاد.

شکل شماره ۱۲ – مونتاژ قطعات تلسکوپ در فضا

۴) تلسکوپ فضائی لوویر LUVOIR

تلسکوپ فضائی Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (به معنی « نقشه بردار بزرگ ماوراءبنش ، نوری و مادون قرمز)که به اختصار« LUVOIR»(به فارسی«لوویر»خوانده می شودیک تلسکوپ فضائی است که برای مشاهده کیهان،سیارات فراخورشیدی ، منظومه شمسی و…برای کاوش در سه طول موج (فرابنفش،نورمرئی و مادون قرمز) طراحی شده این یعنی تلسکوپ لوویر در دامنه اشعه فرا بنفش گرفته تا طیف مرئی و مادون قرمز نزدیک را آن به طور همزمان در سه طول موج رصد می کند.همچنین برای جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید به فضاپیما و لطمه به ابزارهای حساس آن سایه بان خورشیدی به عنوان یکی از مهمترین ابزارهای آن در نظر گرفته شده است .
تلسکوپ فضائی LUVOIR جزء یکی از چهار طرح بزرگ ناسا می باشد و همانطور که گفته شد برای دهه ۲۰۳۰ تنها یکی از این طرح ها تصویب می شود.تیمی که این طرح را داده چون پیش بینی می کند ممکن است این طرح در کمیته ناسا تصویب نشود دو طرح مشابه ارائه داده تا در صورتی که طرح اصلی را نتواند تصویب کند طرح جایگزین را ارائه دهد که در ادامه شرح می دهیم .

شکل شماره ۱۳- تلسکوپ فضائی لوویر

۵) کدام طرح  LUVOIR-A یا LUVOIR-B

همچنان که گفته شد تیم طراحی تلسکوپ فضائی لوویر یک طرح اصلی و یک طرح جایگزین در دستور کار خود قرار داده است که در اینجا به آن می پردازیم .
۵-۱) طرح اصلی LUVOIR-A : طرح اولیه و اصلی LUVOIR-A (لوویر آ)می باشد این تلسکوپ مجهز به آینه غول پیکر۱۵/۱متری(حدود ۲/۵برابر تلسکوپ جیمز وب) می باشددرصورتی که تصویب و اجرائی  شود انقلابی عظیم در نگرش ما به جهان ایجاد میکند.تصاویری که LUVOIR-A میتواندبگیرد وضوح وکیفیتی بیش ازچهل برابر تلسکوپ هابل داشته وبزرگنمائی حداقل ۲۴برابر هابل دارد.ولی هزینه ساخت آن هم۲۴میلیارد دلار می شود.
کارشناسان می گویند این تلسکوپ عظیم با چنین آینه عظیمی را نمی توان با یک موشک به فضا فرستاد و همانطور که توضیح داده شد باید به صورت قطعه قطعه فرستاده و در فضا مونتاژ شود . 
۵-۲) طرح جایگزین LUVOIR-B : از آنجائی که هزینه LUVOIR-A بسیار زیاد می باشد تیم طراحی یک طرح جایگزین به نام « LUVOIR-B » ارائه داده که با آینه ای حدودا نصف آینه LUVOIR-A « حدود ۸ متر» و صرف نظر کردن از بسیاری از امکانات تقریبا همان اهداف(البته با کیفیت پائین تر)را با هزینه ای نصف LUVOIR-A (حدود ۱۲میلیارد دلار)می تواند ارائه کندبنابراین تنها نکته مثبت آن بودجه کمتر آن می باشد.همچنین LUVOIR-B را تنها با یک موشک ولی موشک های غول پیکر(سوپر موشک)می توان به فضا فرستاد.با وچود نصف شدن قطر آینه هنوز هم این تلسکوپ ۱۰برابر تلسکوپ هابل وضوح تصویر داشته و بزرگ نمائی ۶ برابر هابل دارد .
نکته : در صورت اختصاص دادن بودجه،قطر آینه LUVOIR-A تا ۱۶/۸ و قطر آینه LUVOIR-B تا ۹/۲ هم برسد.

شکل شماره ۱۴ – لگوی تلسکوپ فضائی لوویر

۶) اهداف تلسکوپ فضائی لوویر LUVOIR

ماموریت این تلسکوپ موارد بسیار متنوع و گوناگون تحقیقات نجومز را در بر می گیرد.
۶-۱)تحقیقات سامانه خورشیدی شامل : رصد دقیقتر سیارات ، قمرها ( بخصوص اروپا و انسلادوس )، سیارک ها و اشیا دور دست مانند دنباله دارها و اشیاء کمربند کوپیر
۶-۲)تحقیفات سیاره های فرا خورشیدی : رصد مستقیم سیارات ، مشاهده تشکیل سیارات در همان مراحل آغازین ، ساختار جو و آب و هوای سیارات و جستجوی حیات به کمک مشخص کردن ترکیب جو سیاره ، این تلسکوپ احتمالا می تواند حتی سطح سیارات ( ابر زمبن ها ) را دیده و حتی در صورت وجود پوشش گیاهی آن ها را شناسائی کند و تحول عظیمی در شناخت سیارات فرا خورشیدی ایجاد کند.این سیارات حداکثر۱۴۰سال نوری می توانند از زمین فاصله داشته باشد.
۶-۳) تحقیق در مورد ستارگان و کهکشان ها : شناسائی و تحقیق در مورد تولد ستارگان و چگونگی تولد کهکشان ها و تحقیق در مورد هسته کهکشان ها و… سایر مسائل در رابطه با کیهان شناسی و اختر فیزیک
۶-۴) دیگر وظائف :  ازدیگر وظائف این تلسکوپ نقشه برداری از آسمان در طیف فرا بنفش و مادون قرمز می باشد.همچنین این تلسکوپ در مورد ماده و انرژی تاریک هم تحقیق می کند.

شکل شماره ۱۵- مقایسه آینه سه تلسکوپ فضائی

۷- ماهواره هیپارکوس

ماهواره نجومی هیپارکوس Hipparcos اولین ماهواره نجومی بود که توسط آژانس فضایی دولت فرانسه (که بعدا به آژانس فضائی اروپا ESA پیوست) در تاریخ ۸ اوت ۱۹۸۹به فضا پرتاب شد و توانست اطلاعات بسیار مفیدی درمورددرخشندگی،فاصله،سرعت و…خصوصیات فیزیکی۱۰۰ هزارستاره بدست بیاورد. در این بخش درمورد ماهواره نجومی هیپارکوس توضیح میدهم. نام این ماهواره به افتخار هیپارکوس منجم یونان باستان (۱۹۰قبل از میلاد – ۱۲۰سال قبل ازمیلاد)که اولین کاتولوگ ستارگان را بدست آورد انتخاب شد.

شکل شماره ۱۶ – ماهواره هیپارکوس

۱) مشخصات فنی ماهواره هیپارکوس Hipparcos

مشخصات ماهواره هیپارکوس(Hipparcos)متعلق به آژانس فضائی اروپا که درتاریخ ۸ اوت۱۹۸۹به فضا پرتاب شد ازاین قرار است :
«اوج وحضیض۳۵۸۰۰،۵۰۰ »،« انحراف مداری ۶/۸۴درجه »،« دوره تناوب ۶۳۷/۹دقیقه(۱۰ساعت و ۳۸دقیقه)» ، « جرم کامل با سوخت(۱۱۴۰کیلوگرم)»، «تاریخ پرتاب(۸ اوت۱۹۸۹) » ، «تاریخ خاتمه کار (۱۵ اوت۱۹۹۳)»، «موشک ماهواره(بر آریان ۴)»،« محل پرتاب پایگاه گویان فرانسه )»، «هزینه ساخت ۶۰۰میلون یورو (با تبدیل ارزش یورو به سال۲۰۲۰) » و « پیمانکار و سازنده آن شرکت فرانسوی تالس آلنیا اسپیس »

۲) مشکل قرار نگرفتن در مدار اصلی

در ابتدا قرار بود هیپارکوس درمدار زمین ثابت قراربگیرد ولی بعد از پرتاب ماهواره موقعی که قرار بود تغییر اوج داده تا در مدار زمین ثابت قرار بگیرد.موتوری که وظیفه تغییر اوج آن را به عهده داشت ازکار افتاد و ماهواره نتوانست درمدار اصلی خود قرار گیرد ولی با تغییر مدار به مدار بیضوی بسیار کشیده توسط مسئولین کنترل ماهواره (پایگاه کنترل ماموریت‌های فضایی اروپادر دارمشتات آلمان)دانشمندان توانستند از این مدار استفاده کنندو اهداف هیپارکوس را دنبال کنند بنابراین ایستگاه های گیرنده زمینی را هم بجای یک ایستگاه به چهار ایستگاه تغییر دادند(ایستگاه های : اودن‌والد آلمان،پرث استرالیا و گلداستون آمریکا)بنابراین با وجود قرارگرفتن ماهواره در مداراشتباه توانست وظائف خود را انجام داده و به مدت۳سال قابل استفاده باشدولی بخاطر پدیده ای به نام « اشعه‌های پرانرژی » (تابش های پر انرژی فضائی که مخصوص مدارهای بیضی کشیده می باشد قسمت‌های مختلف آن یکی پس از دیگری از کار افتاد یکی از این مشکلات ازکار افتادن ژیروسکوپ های ماهواره بودبا وجود این مشکل ماهواره با دو ژیروسکوپ همچنان توانست به ماموریت خود ادامه داده تا اینکه در۱۶اوت ۱۹۹۳با از کار افتادن رایانهٔ اصلی این ماهواره ارتباط با این فضاپیما برای همیشه قطع شد.

۳) وظائف ماهواره هیپارکوس

ماموریت اصلی هیپارکوس اندازه‌گیری محل قرار گیری، فاصله، حرکت، درخشش و رنگ ستارگان بود. این ماموریت ها در سال۱۹۸۰ مورد تایید ESA قرار گرفت دو مرحله مختلف برای دست یابی به این اهداف در نظر گرفته شد که به نام های « آزمایش هیپوخورس» و « آزمایش تیکو» نامیده شد.

۴) آزمایش هیپوخورس

در اولین مرحله که « آزمایش هیپوخورس»نامیده شداهداف زیر دنبال شد.که در پایان این اهداف وصول شد .
۴-۱) شناسائی۱۰۰هزار ستاره : در این مرحله ۱۰۰هزار ستاره با حداقل قدر شناسائی شد.
۴-۲) کامل کردن کاتالوگ ستارگان : در این مرحله با شناسائی ستارگان ازقدر۷/۳ تا ۹ این ستارگان به کاتولوگ ستارگان اضافه شده تا کاتولوگ ستارگان کامل تر شود .
۴-۳) مکان یابی دقیق : برای ستارگان تا قدر ۹دقت مکان یابی تا ۰۰۲/ ثانیه قوسی باید انجام شود .
۴-۴) اختلاف منظر : برای ستارگان تا قدر ۹ اختلاف منظر با دقت ۰۰۲/ ثانیه قوسی باید انجام شود .
۴-۵) جابجائی ستارگان : برای اندازه گیری جابجائی ستارگان در آسمان(حرکت ستارگان )باید با دقت ۰۰۲/ ثانیه قوسی درسال باید انجام شود.
۴-۶) خطای سیستم : و در نهایت خطای سیستم نباید بیشتر از ۰۰۲/ثانیه قوسی باشد .

شکل شماره ۱۷ – روش اختلاف منظر برای اندازه گیری فاصله ستارگان

۵) آزمایش تیکو

دردومین مرحله که «آزمایش تیکو »نامیده شد.
۵-۱) شناسائی ستارگان : شناسایی بیش از ۴۰۰ هزار ستاره با قدر ۱۰ تا ۱۱
۵-۲) نورسنجی : اندازه گیری و تعیین قدر این ستارگان به کمک نورسنجی با دقت ۰۵/ درصد
۵-۳) مشاهده ستارگان : تلسکوپ هیپارکوس در مدت زمان انجام ماموریت (۳ سال) هر ستاره را توانست بیش از ۱۰۰بار رصدکند . 

۶) ابزارهای به کار رفته

مهمترین ابزار به کار رفته در این تلسکوپ، آینهٔ پرتو ترکیبی بود، که نور را از دو میدان دید، که از یک‌دیگر ۵۸ درجه فاصله داشتند و ابعادشان ۹/ در ۹/ بود، به یک سطح کانونی مشترک منتقل می‌کرد. همین باعث می‌شد،که اندازه‌گیری‌های میدان بزرگ و کوچک به صورت هم‌زمان انجام بگیرند. ماهواره دایره‌هایی روی کرهٔ آسمانی ترسیم می‌کرد و تصاویر از دو میدان دید با استفاده از۲۶۸۸روزنهٔ موازی و شفاف درسطح کانونی با یکدیگر ترکیب می‌شدند. همچنین این ماهواره به صورتی طراحی شده بود که در مدت ۲ساعت بتواند یک دور کامل به دورخود بچرخد این کار برای انجام وظائف آن لازم بود .

۷) کشفیات و نتایج ماهواره

هیپارکوس کشفیات زیادی انجام داد و نتایج بسیار مثبتی برای دانشمندان داشت از جمله کشفیات این ماهواره به این موارد می توان اشاره کرد .
۷-۱) کاتولوگ هیپارکوس : هیپارکوس کاتولوگی شامل ۱۷۹۹۵ستاره(حدود ۱۸۰۰۰) ایجاد کرد که در این کاتولوگ محل قرار گیری ستارگان با دقت۰۰۱/ثانیه قوسی محاسبه شده بود در همان سال انتشار این کاتولوگ نسبت به کاتولوگ هائی که با رصدخانه های زمینی تهیه شده بود برتری چشمگیری داشت .
۷-۲) اندازه گیری فاصله : اندازه گیری فاصله ستارگان (بخصوص ستارگان دوردست) با توجه به اختلاف منظرکوچکی که داشتند کار واقعا مشکلی بود ولی هیپارکوس توانست با موفقیت این ماموریت را انجام دهد. و راه را برای محاسبه فاصله ۲میلیون ستاره دیگر هموار کند. 
۷-۳) جابجائی ستارگان : ستارگان آسمان به صورت بسیار آهسته ای جابجا می شوند و این جابجا شدن بقدری کم است که با چشم غیر مسلح و درزمان های کوتاه امکان پذیرنمی باشد.این جابجائی حدود۱/ ثانیه قوسی درسال که در مدت۱۸۰۰۰سال به اندازه قطر ماه در آسمان جابجا می شود)با وجود این هیپارکوس توانست این جابجائی را اندازه گیری کند.
۷-۴) اندازه گیری خصوصیات فیزیکی : همچنین با استفاده از ابزارهای موجود هیپارکوس توانست خصوصیات فیزیکی (دما،جرم ،رنگ و…) بسیاری از ستارگان را تعیین کند .
۷-۵) پیش بینی برخورد دنباله دار شومیکر-لوی ۹ به مشتری : دنباله دار شومیکر-لوی ۹ (Comet Shoemaker–Levy 9) دنباله داری بود که در سال ۱۹۹۴با سیاره مشتری برخورد کرد.هیپارکوس یک سال قبل از برخورد توانست این برخورد را پیش بینی کند.
۷-۶) تغییرشکل کهکشان راه شیری : داده های هیپارکوس(همچنین جانشین آن ماهواره گایا)نشان داد که کهکشانی به نام کمان (که از کهکشان های اقماری راه شیری است)بارها با کهکشان راه شیری برخورد کرده است و حاصل یکی از این برخوردها بوجود آمدن منظومه شمسی می باشد .

شکل شماره ۱۸ – کهکشان کمان و زمان های برخورد با راه شیری

۷-۷) تاثیر گرانش بر نور ستارگان : یکی از نتایج نسبیت عام(درمورد نتایج نسبیت عام به مقاله“ نتایج نسبیت عام “مراجعه کنید)تاثیر گرانش برنورستارگان می باشدهیپارکوس توانست این تاثیر را نشان دهد.

۸) جانشین هیپارکوس

همچنان که ذکر شدهیپارکوس بخاطر قرار گیری در مدار اشتباه نتوانست ماموریت خود را کامل کند. از این رو در سال ۲۰۱۳ آژانس فضائی اروپا ماهواره دیگری را به نام گایا درنقطه لاگرانژی L2 قرار داد تا کامل کننده ماموریت هیپارکوس باشد درمورد مشخصات و ماموریت ماهواره گایا دربخش هفتم به طور کامل توضیح می دهیم.

۸- تلسکوپ فضائی گایا

در یک شب تاریک و بدور از آلودگی نوری و آلودگی هوا و ابر و گرد و غبار و…در حدود ۶ هزار ستاره را با چشم غیر مسلح می توان دید.ولی میلیاردها ستاره دیگر در کهکشان راه شیری وجود دارد (همچنین میلیاردها کهکشان) برای شناخت عالم در درجه نخست باید کهکشان خودمان(کهکشان راه شیری) را بشناسیم و برای شناخت کهکشان راه شیری باید موقعیت (مختصات)، فاصله،مشخصات فیزیکی(رنگ ،اندازه،جرم و…) ستارگان کهکشان را اندازه گیری کنیم. این کارهم اکنون مهیا شده است.«ماهواره گایا » که جانشین ماهواره هیپارکوس شده است. این مهم را انجام می دهد.در این بخش درباره ماهواره (رصدخانه فضائی)گایا توضیحی مختصر داده و در مقاله “ تلسکوپ فضائی گایا “ به طور کامل در مورد آن توضیح می دهیم.

۱) فضاپیمای گایا

فضاپیمای گایا «Gaia»نام یک تلسکوپ فضائی است متعلق به آژانس فضایی اروپا(ESA)  که در۱۹سپتامبر سال۲۰۱۳ ازپایگاه فضائی گویان فرانسه توسط موشک ماهواره برروسی سایوز(Soyuz ST-B/Fregat- MT) به فضا پرتاب و با موفقیت درنقطه لاگرانژی L2 قرار گرفت و به کاوش ستارگان کهکشان راه شیری و اندازه گیری موقعیت و مشخصات آنها پرداخت. مشخصات این سفینه از این قرار است :
« تاریخ پرتاب : ۱۹دسامبر۲۰۱۳»،«مدار:نقطه لاگرانژی L2 واقع در ۱/۵ میلون کیلومتری خارج مدار زمین»،«
پیمانکار و سازنده اصلی شرکت آریان‌اسپیس (Arianespace)»،«وزن کامل۲۰۲۹ کیلوگرم »و« پریود۱۸۰روز»

شکل شماره ۱۹ – ماهواره گایا

۲) تاریخچه رصدخانه فضائی گایا

بعد از پروژه موفق هیپارکوس که در مدت بسیار کوتاه ماموریت خود توانست موقعیت۱۰۰هزار ستاره را بدست بیاوردکه دربخش قبلی به آن پرداختیم.با استفاده از پیشرفته ترین فناوری روزESAتصمیم گرفت به منظور ادامه پروژه سرشماری ازستارگان کهکشان ماهواره دیگری این بار به نقطه لاگرانژی L2 بفرستد. بنابراین در تاریخ۱۳اکتبر۲۰۰۰طرح پروژه گایا را به تصویب رساند.نامگایا مخفف حروف اول «Global Astrometric Interferometer for Astrophysics »به معنی«تداخل سنج جهانی برای فیزیک نجومی»می باشدزیرا از اول قراربود رصدخانه با دستگاهی به همین نام کارکند ولی بعدا برنامه عوض شدبا این حال نام گذاشته شده نمی توانست تغییر کند و سفینه به همین نام ماند.علاوه برپیمانکار اصلی پروژه «شرکت آریان‌اسپیس » این پروژه را کنسرسیومی مرکب از ۴۷شرکت اروپائی و سه شرکت آمریکائی به انجام رساندند.( اگر چه گایا یک ماموریت اروپائی می باشد ولی کشورهای مختلف غیر اروپائی مانند «استرالیا و آرژانتین» هم در آن سهم داشتند)به علت این که سفینه دو سال از پرتاب عقب ماند۱۶٪ هزینه اضافی به ESA تحمیل شد و دست آخر مبلغ کل هزینه پروژه تا زمان پرتاب ۷۴۰ میلون یورو(حدود یک میلیارد دلار)رسید همچنین قراربر این بود که سفینه تا سال ۲۰۱۸ انجام وظیفه کندولی طی دو نوبت« از سال  ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۰ » و درنوبت بعدی از «۲۰۲۰تا ۲۰۲۴» تمدید شد.

شکل شماره ۲۰ – لگوی گایا

۳) اهداف تلسکوپ گایا

مهمترین اهدافی که در مرحله اول برای گایا تعیین شد نقشه برداری ازستارگان کهکشان راه شیری(حدود یک میلیارد ستاره) و اندازه گیری فاصله ، سرعت و…خصوصیات فیزیکی آنها بود.
۳-۱) موقعیت و سرعت : اندازه گیری دقیق موقعیت(بعدو مایل) و سرعت یک میلیارد ستاره (ازستارگان نزدیک تا دورترین ستارگان در نزدیکی مرکزکهکشان راه شیری)،که تا سال۲۰۲۱به دو میلیارد ستاره رسید.
۳-۲) خصوصیات فیزیکی ستارگان : درمرحله بعدگایا باید بتواندخصوصیات فیزیکی نظیر«درخشندگی (قدر) »، «دما» ،« جرم » و … این ستارگان را اندازه گیری کندکه این مرحله هم فراتر ازحد انتظار انجام شد.
۳-۳) تهیه کاتولوگ ستارگان : کاتولوگ گایا یکی از مهمترین اهداف تلسکوپ گایا می باشد .    
۳-۴) نقشه برداری ازکهکشان: ایجاد یک نقشه سه بعدی ازکهکشان که آن هم با موفقیت انجام شد.
۳-۵) اهداف اضافه : علاوه بر اهداف اصلی ذکر شده هدف های دیگری هم برای ماموریت گایا در نظر گرفته شد که تعدادی ازآنها عبارتند از : « شناسائی پانصدهزار کوازاریا اختروش(کهکشان های دوردست با هسته بشدت فعال)»،«بیست هزار ابرنواختر(ستارگانی که منفجر می شوند)»،«ده ها هزار کوتوله قهوه ای(ستارگان کوچکی که نتوانستند نور افشانی کنند)» ،« کشف کهکشان آنتلیا ۲»،« کشف صدها هزار سیارک و ستاره دنباله دار » و… همچنین آزمایش های جدیدی در مورد نسبیت عام انجام داده است . 

۴) کاتوگ ستارگان گایا

اندازه گیری های گایا از ستارگان کهکشان راه شیری منجر به ایجاد بزرگترین و دقیق ترین کاتولوگ ستارگان شد.که در آن موقعیت ، فاصله ، مشخصات فیزیکی دو میلیارد ستاره ثبت شده است. با استفاده از کاتولوگ ستارگان گایا اطلاعاتی که از ستارگان بدست آوردیم. حداقل ۱۰۰۰برابر بیشتر از اطلاعاتی می باشد که تلسکوپ های زمینی بدست آوردند.تهیه این کاتولوگ منجربه دقیق ترین نقشه سه بعدی کهکشان شد.

شکل شماره ۲۱  – کاتولوگ ستارگان گایا

۵) ابزارهای گایا

در ساخت فضاپیمای گایا از پیشرفته ترین دستگاه ها استفاده شده است مهمترین ابزارها و دستگاه هائی که گایا به کمک آن موفق به این اندازه گیری ها(تعیین موقعیت دقیق ستارگان،تعیین قدر منظر به منظور محاسبه فاصله و سرعت حرکت و…) شده است مهمترین ابزارهای گایا به شرح زیر می باشد:
۵-۱) تلسکوپ ها و دوربین : گایا دوتلسکوپ عظیم داردکه به یک دوربین یک میلیارد پیکسلی مجهز میباشد. این دوربین یکصد برابر بهترین دوربین های دجیتالی خانگی می باشد.
۵-۲) سپر خورشیدی : سپرخورشیدی یکی از مهمترین اجزاء گایا می باشد این سپر خورشیدی گایا را از تابش مستقیم خورشید که برای ابزارهای گایا بسیار خطرناک است حفظ می کند.
۵-۳) ابزار نجوم سنجی استرومتر (Astro): به کمک این ابزارگایا موقعیت زاویه ای همه ستاره های تا قدر ۲۰ را تعیین می کند. و با ترکیب اندازه گیری های انجام شده درمدت ۵ سال و تهیه۷۰عکس ازهرستاره می تواند اختلاف منظر و درنتیجه فاصله و سرعت حرکت مماسی ستاره (سرعت حرکت عمود بر امتدادخط دید) را تعیین کند.
۵-۴) ابزار نورسنجی فتومتر( BP/RP):به کمک این ابزار می توان درخشندگی ودرنتیجه قدرظاهری همه ستارگانی که قدر زیر۲۰دارند را بدست آورد این کاربه کمک انواع نورسنج ها امکان پذیر میشود.
۵-۵) طیف سنج اسپکترومتر (RVS) : ازاین طیف سنج با استفاده ازطیف ستارگان و انتقال به سرخ آنها می توان سرعت شعاعی (سرعت حرکت برامتدادخط دید) را با دقت یک کیلومتر درثانیه اندازه گرفت.
۵-۶) ابزار طیف سنجی : همچنین ایزارهای طیف سنجی گایا قادرندبا تجزیه تحلیل طیف ستارگان خصوصیات فیزیکی آنها از قبیل دما،عناصر سازنده و… را مشخص کنند.

جدول شماره ۲ – دقت ابزارهای گایا

۶) بدنه یکپارچه

به منظور بالابردن کیفیت و دقت تصاویر کل بدنه گایا و همه قسمت های آن (آینه ها،بدنه،صفحه های کانونی و…)از ماده ای سخت به نام کاربیدسیلسیم ساخته شده به گونه ای که هیچ جزء متحرکی در ماهواره وجود ندارد و همه قسمت ها سخت و یکپارچه هستند.سفیه در مدت ۶ ساعت یک بار به دور خودش می چرخد. با این کار می تواند از همه جای کهکشان تصویر برداری کند .

۷) اندازه گیری موقعیت، فاصله و سرعت

گایا دقیق ترین اندازه گیری ها را انجام داد اندازه گیری هائی که منجر به تولید دقیقترین کاتولوگ ستاره شناسی و دقیق ترین نقشه سه بعدی کهکشان شد درجدول شماره ۲ همه این موارد را فهرست کردیم 

۸) داده ها ، ایستگاه های زمینی و پردازش داده ها

داده های گایا توسط ایستگاه های زمینی در کشورهای فرانسه ، اسپانیا ، استرالیا و …گرفته شده ( هر ثانیه یک مگا بایت داده )و برای پردازش به « کنسرسیوم پردازش و تحلیل داده ها » فرستاده می شود . این سازمان از۴۳۰دانشمند و مهندس نرم افزار اروپائی (از کشورهای فرانسه ، ایتالیا ، انگلستان ، آلمان ، بلژیک ، اسپانیا و سوئیس) تشکیل شده اندکه خود شامل ۹ گروه هستند . این سازمان بعد از استخراج داده ها را در اختیار ESA می گذارد .حجم داده هائی که تلسکوپ گایا تولید کرده است بالغ بر۱۰۰۰ترابایت شده است .

۹) نقشه برداری سه بعدی از کهکشان و اهمیت ماهواره گایا  

به کمک نقشه برداری سه بعدی ازکهکشان که گایا انجام داد توانستیم سرعت و ساختار ستارگان کهکشان راه شیری (شامل: سرعت و جهت ستاره های بخش داخلی و بخش خارجی) ، شکل کلی کهکشان ،تعداد بازوهای مارپیچی و…درصد و مقدار ماده تاریک را مشخص کنیم و اطلاعات مفیدی در مورد تاریخچه کهکشان (آیا بازوهای مارپیچی همزمان بوجود آمده اند؟،چه کهکشان هائی در راه شیری ادغام شده اند؟ و…) را بدست بیاوریم . همچنین گایا اطلاعات بسیار مفیدی درمورد کهکشان های همسایه (گروه محلی راه شیری)به ما داد مثلا مشخص شد کهکشان کوتوله ای به نام «کمان »بارها با راه شیری برخورد کرده (این کهکشان درحال بلعیده شدن توسط راه شیری می باشد) وحاصل یکی ازاین برخوردها بوجود آمدن منظومه شمسی می باشد.

۹- رصد سیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره

آیا تنها سامانه خورشیدی در اطراف خود سیاره دارد ویا ستاره های دیگر نیز سامانه های سیاره ای دارند؟ آیا درسامانه های دیگر سیاره های زمین سان وجود دارند؟ آیا در این سیاره ها حیات وجود دارد؟آیا این حیات پیشرفته است؟ و…برای پاسخ به این سوالات باید در ابتدا سیاره های فرا خورشیدی را کشف کنیم و همانطور که توضیح می دهیم یکی از بهترین روش های کشف سیارات فرا خورشیدی استفاده از ماهواره می باشد. در این بخش درموردماهواره های رصدسیارات فرا حورشیدی به طور مختصر توضیح می دهیم آنچه در این بخش توضیح داده می شود درواقع خلاصه ای از مقاله “رصدسیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره “می باشد.

۱) حیات فرا زمینی

زیست فرا زمینی و حیات فرا زمینی(Extraterrestrial life )به شکل هائی از حیات (شامل هر نوع از حیات : جانوری،گیاهی،تک سلولی ،پر سلولی و…) که خارج از زمین کره زمین شکل گرفته و تکامل پیدا کرده باشند.
مهمترین سوالی که دهن دانشمندان را مشغول کرده است این است که آیا حیات فرا زمینی وجود دارد یا خیر؟ با وجود همه تلاش های صورت گرفته تا کنون هیچ نشانه ای از حیات ( ولو ابتدائی ) در هیچ کجای سامانه خورشیدی پیدا نشده است بنابراین دانشمندان در تلاش هستند تا بلکه این حیات را در خارج از سامانه خورشیدی پیدا کنند از این رو همه کوشش ها در جهت کشف سیارات فرازمینی متمرکز شده است .

۲) اهمیت حیات فرا زمینی

یکی ازداغ ترین و مهمترین بحث های نجومی ، بحث حیات فرازمینی و موجودات هوشمند فرا زمینی می باشد بحث یوفوها و رفت و آمد فرازمینی ها(بیگانگان) به زمین،وجود داشتن و یا نداشتن این موجودات و…بحث هائی از این دست نه تنها بین دانشمندان و اهل علم اهمیت دارد بلکه برای مردم عامی نیز مهم شده است پیدا شدن حتی یک نمونه ازحیات فرا زمینی به پرسش های بیشماری نه تنها به وجود حیات درسیارات دیگر بلکه به چگونگی شروع حیات درروی زمین(که امروزه دانشمندان چیزی از آن نمی دانند) کمک می کند .

۳) سیاره های فرا خورشیدی و اصطلاحات مربوط به آن

سیارات فرا خورشیدی سیاره هائی هستند که دور ستاره ای غیر ازخورشید می چرخند این اصطلاح اگر چه قبلا هم وجود داشته ولی همین۳۰سال اخیر بیشتر رایج شده است.اولین سیاره فرا خورشیدی ۱۹۹۵توسط سه دانشمند سوئیسی و دو دانشمند دیگرکشف شد که منجر به دریافت جایزه نوبل(۲۰۱۹)برای آنها شد. از آن زمان به بعد به کمک ماهواره های فضائی و همینطور رصدخانه های زمینی تا امروز(۱۴۰۰-۲۰۲۱ ) بیش از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشدی کشف شده که این تعداد روزبه روز درحال افزایش می باشد در همین حین اصطلاحات زیادی در این باره وضع شد مانند:«اَبَرزمین(سیاراتی بزرگتر از زمین وکوچکتر ازنپتون)»،« مشتری های داغ(غول های گازی درحدمشتری که چون نزدیک ستاره میزبان میباشند بسیارداغ هستند)»،«کمربند حیات (جائی در اطراف یک ستاره که آب به صورت مایع باشد)»،«سیارات پرآب(سیاراتی که تمام سطح آنها ازآب پوشیده شده و خشکی نداشته باشند)»،« زمین دوم(سیاره ای که مانند زمین بوده و قابل زیست باشد)»

شکل شماره۲۲ – ابَرزمین اندازه ای بین زمین و نپتون دارد

شکل شماره ۲۳ – مشتری داغ

شکل شماره۲۴ – کمربند حیات

شکل شماره ۲۵ – زندگی در زمین دوم

۴) اهمیت سیارات فرا خورشیدی

کشف سیاره های فراخورشیدی اهمیت بسیار زیادی برای دانشمندان دارد این اهمیت به دو دلیل میباشد :
۴-۱) وجود حیات فرا زمینی : همانطور که گفته شد بحث حیات فرا زمینی و موجودات هوشمند فرا زمینی اهمیت بسیار زیادی دارد و مهمترین راه تحقیق در این مورد پیدا کردن سیارات فراخورشیدی می باشد.
۴-۲) چگونگی شکل گیری سامانه های ستاره ای : قبل از کشف سیارات فراخورشیدی تنها راه تحقیق در مورد چگونگی شکل گیری سیاران و منشاء آنها مطالعه در روی سیاره های سامانه خورشیدی بود بعد از کشف سیارات فرا خورشیدی و سامانه های دیگر دانش ما در مورد سامانه های سیاره ای دگر گون شد .

۵) چگونگی پیدا کردن سیارات فرا خورشیدی

سیارات فرا خورشیدی چندین سال نوری(یعنی هزاران میلیارد کیلومتر) از زمین فاصله دارند بنابراین رصد آنها بسیار پیچیده و مشکل می باشد و تنها در این سال های اخیر بخاطر پیشرفت های نوین در عرصه طیف نگاری و نورسنجی پیدا کردن این سیارات امکان پذیر شده است به طور کلی سیارات فرا خورشیدی به چند روش مختلف شناسائی می شوند: «تصویربرداری مستقیم(به صورت مستقیم دیده می شوند)»،«روش گذر(وقتی یک سیاره از مقابل ستاره میزبانش عبور میکند به اندازه مقدار اندکی ازنور ستاره کم می شود با اندازه گیری این میزان نور می توان سیاره را مشخص کرد)»،« سرعت شعاعی(وجود سیاره باعث می شود ستاره به دور مرکز جرم خودش و سیاره دوران کندکه با اندازه گیری حرکت های ستاره می توان سیاره را تشخیص داد)» ، « روش اخترسنجی » ، « روش ریز لنز گرانشی » و «روش زمان سنجی تپ اختری »

۶) ماهواره کورت CoRoT

ماهواره کورت اولین رصدخانه فضائی جستجوی سیارات«فرا خورشیدی» بود(کورت به معنی«چرخش همرفت درگذر سیاره ای») که با تلاش آژانس فضائی اروپا در۲۷دسامبر۲۰۰۶درمدار خورشید آهنگ قطبی(حضیض۶۰۰ واوج ۹۰۰کیلومتر) قرار گرفت وتوانست تا ۱۷ژوئن۲۰۱۴(که ازکار افتاد) توانست خدمات با ارزشی انجام دهد :
«رصد۶۰هزارستاره برای یافتن سیاره های فرا خورشیدی از راه گذر سیاره»،«پیدا کردن سیاراتی هم اندازه زمین و یاحداکثر تا ۲برابر زمین»،«سیاره های موجود درکمربند حیات »،«پیدا کردن سیاره های پر آب»و«اختر لرزه شناسی(در این روش بر اساس لرزش های ستاره مشخصات ستاره مانند جرم،سن ستاره و… را اندازه میگیرند)این ماهواره به تنهائی صدها سیاره فرا خورشیدی را کشف کرده و سرآغازی برای کشفیات بیشتر ماهواره های فرا خورشیدی شد.

۷) تلسکوپ فضائی کپلر Kepler

به منظور ادامه راه کوروت ناسا اقدام به ساخت فضاپیمائی به مراتب پیشرفته تر به نام «کپلر» کرد. این فضاپیما بر خلاف فضاپیماهای دیگر نه در مدار زمین بلکه در نقطه لاگرانژی L2 (به فاصله ۱/۵ میلون کیلومتری زمین)قرار داده شد این فضاپیما در ۷مارس ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد وخدمات خیلی بزرگی به شناخت سیارات فرا خورشیدی کردکپلر تا پایان ماموریت خود (۳۰اکتبر ۲۰۱۸) بیش از ۲۳۰۰ سیاره فراخورشیدی را کشف کرده که در میان آنها تعدادی سیاره زمین سان واقع در کمربند حیات را هم شامل می شدندمنطقه موردرصدابتدا در « صورت فلکی دجاجه »یا قو انتخاب شد از۰۰۰ر۵۰۰ ستاره «صورت فلکی قو» کپلر۰۰۰ر۱۵۰ستاره را انتخاب و مورد بررسی قرار داد . در مقاله“ تلسکوپ فضائی کپلر“ به طور کامل تلسکوپ کپلر را بررسی می کنیم.

۸) ماهواره تِس TESS

قبل از بازنشسته شدن تلسکوپ فضائی کپلر برای این که راه کپلر ادامه پیدا کند ناسا یک تلسکوپ فضائی با امکانات بسیار پیشرفته تر به نام «ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران » که به اختصار «تس TESS» خوانده می شود ساخته و در تاریخ ۱۹ آوریل ۲۰۱۸ و در مدار زمین(اوج ۰۰۰ر۳۷۵-حضیض۰۰۰ر۱۰۸)زمین قرارداد در ساخت این ماهواره نه تنها ناسا بلکه گروه ها و موسساتی چون «بنیاد کاولی» و « مؤسسه فناوری ماسا چوست »همکاری کردند . اهداف این تلسکوپ فضائی را به این صورت می توان خلاصه کرد : « پوشش تمام آسمان ( ۴۰۰ برابر پوششی که کپلر ایجاد کرده بود)» ، « زیر نظر گرفتن ۲۰ میلون ستاره (به جای ۱۵۰ هزار ستاره کپلر) » ، « استفاده از کاتولوگ ستارگان ماهواره گایا برای پیدا کردن ستارگان » ،  « فاصله ستارگان در نظر گرفته شده حداکثر ۳۰۰ سال نوری باشد» ،  « رده طیفی ستارگان در حول و حوش همان رده طیفی خورشید باشد» ، « ابعاد سیاره های درحد زمین و حداکثر تا ۱۴برابر زمین باشد» ، « پیدا کردن زمین دوم »
از زمان پرتاب TESS تاکنون (۱۴۰۰-۲۰۲۱) این تلسکوپ۲۲۰۰سیاره فراخورشیدی را نامزدکرده که۱۲۰سیاره  تایید شده و بقیه در انتظارتایید هستند.( کورت وکپلر هم ابتدا نامزد میکردند وبعدتلسکوپ های دیگر باید تایید)

۹) ماهواره جئوپس CHEOPS

ماهواره جئوپس متلق به ازطرف آژانس فضائی اروپاESA درتاریخ ۱۸سپتامبر ۲۰۱۹با هدف اندازه گیری دقیق جرم و چگالی سیارات فراخورشیدی کشف شده به مدار دایره ای با ارتفاع حدود ۷۱۵ کیلومتری پرتاب شد . در حالی که ماهواره های کپلر و تِس(و سایر رصدخانه های فضائی و زمینی)سیارات فرا خورشیدی جدیدی را کشف می کنند این ماهواره از بین سیارات فرا خورشیدی کشف شده مناسب ترین آنها را انتخاب و با اندازه گیری دقیق جرم و اندازه و چگالی اطلاعات دقیقتری از این سیارات بدست آورده تا سیارات مستعد حیات شناسائی شوند. 

۱۰) ماهواره های آینده

به منظور پیدا کردن سیارات فراخورشیدی بخصوص سیاره هائی هم اندازه زمین و مستعد حیات بجز پروژه هائی که اشاره کردیم پروژه های بزرگی در آینده قرار است انجام شود یکی از مهمترین اهداف این پروژه ها رصد مستقیم سیارات فرا خورشیدی و اندازه گیری ترکیبات جو آنها می باشد از طرح های آینده در این رابطه می توان به: «تلسکوپ فضائی پلاتو PLATO (اسا- پرتاب ۲۰۲۶) » ، « تلسکوپ فضائی آریل ARIEL (اسا-پرتاب ۲۰۲۹) »، « هاب‌ای‌ایکس HabEx (ناسا-پرتاب ۲۰۳۵) » ، «اوریجنز Origins (ناسا- پرتاب ۲۰۳۵) و… اشاره کرد.

۱۰ – ماهواره دیدبان و شهاب‌سنگ‌یاب – نیوس سات

یکی ازخطراتی که زمین و حیات زمینی را تهدید می کند سیارک ها و سنگ های بزرگ آسمانی هستند.( بیش از ۳۰۰هزار سیارک خطرناک در اطراف زمین وجود دارد)برخورد این سیارک ها به زمین می تواند سبب انقراض کلیه موجودات زنده (ازجمله انسان)شود.بنابراین پایش و زیرنظر گرفتن سیارک ها و البته انهدام و تغییر مسیر آنها ازمهمترین وظائف سازمان های فضائی و نهادهای مسئول میباشد.درهمین راستا سازمان فضانوردی کانادا اقدام به فرستادن اولین ماهواره مخصوص شناسائی شهاب سنگ ها به نام«ماهواره دیدبان و شهاب سنگ‌یاب  -نیوس سات» کرده است.دراین بخش در مورد ماهواره «نیوس سات» توضیح می دهیم و البته قبل از آن کمی هم در باره شهاب ها و خطراتی که می توانند برای زمین داشته باشند توضیح کوتاهی می دهیم . 

۱) سیارک چیست ؟

سیارک‌ها (Asteroid) اجسام کوچکی هستند که از سنگ و فلز ساخته شده‌اند. و شکل بی نظمی داشته و در مداری مستقل بر گرد خورشیدحرکت می‌کنند حدودا میلیون‌ها سیارک در منظومه خورشیدی ما وجود دارند. که در کمربند سیارک ها (بین مشتری و مریخ ) قرار دارند ولی آن بخش از سبارک ها که به زمین نزدیک شده و احتمال برخورد با زمین را دارند می توانند خطرات زیادی ایجاد کنند. خطرناک ترین سیارک ها آنهائی هستند که مدارشان به دورخورشید با مدار زمین همپوشانی می کند(خطرناک ترین آنها سیارک هائی هستند که به عنوان گروه : آتن ، آمور و آپولو نامیده می شود)بنابراین سیارک هائی که فاصله آنها ازخورشیدنزدیک یک واحد نجومی (برابر ۱۵۰ میلون کیلومتر) باشدجزء سیارک های خطرناک طبقه بندی می شوند.(درمقاله “سیارک ها“ در موردسیارک ها و خطرات آنها توضیح می دهیم) ازطرف دیگر میزان تخریبی که یک جسم فضائی براثر برخورد با زمین می تواند ایجاد کندبه جرم و اندازه آن بستگی دارد . سیارک هائی با ابعاد بیش از ۱۵۰ متر می توانند خطرات بزرگی برای زمین ایجاد کرده و یک سرزمین به وسعت ۰۰۰ر۱۰۰کیلومتر مربع را کاملا نابود کند .

۲) شهاب سنگ و برخوردهای شهاب سنگی

در صورتی که یک جسم آسمانی به زمین برخورد نکرده و به زمین سقوط نکند شهاب سنگ نامیده نمی شود ، در صورتی که وارد جو زمین شده و بر اثر برخورد با جو زمین بسوزد و از بین برود « شهاب » نامیده می شود ولی اگر به زمین برخورد کند . آنچه از بقایای آن مانده « شهاب سنگ » نامیده می شود.درجای جای کره زمین آثار مختلفی ازبرخوردهای شهاب سنگی برجا مانده است.شهاب سنگی که به زمین می رسد بسته به جرم و اندازه آن می تواند خسارات و تلفات بیشماری در زمین ایجاد کرده و حتی حیات را درروی زمین به انقراض بکشاند (مانند شهاب سنگی که در ۶۵میلون سال پیش سقوط کرده ونسل دایناسورها را نابود کرد)خوشبختانه سنگ های بزرگ خیلی خیلی به ندرت وارد زمین می شوند و احتمال برخورد شهاب سنگ های کوچک با مناطق مسکونی و انسان ها هم بسیار ناچیز است ولی این دلیل نمی شود که ما از مراقبت از سیارک های بزرگ که می توانند به شهاب سنگ های خطرناک تبدیل شوند غفلت کنیم. درمقاله های“ شهاب سنگ “در مورد شهاب سنگ و سیارک ها و خطرات آنها توضیح می دهیم .

۳) چگونه باید با خطرات برخوردهای شهاب سنگی مقابله کنیم ؟

سازمان های فضائی و کشورهای بزرگ روش های مختلفی برای پیش بینی مسیر سیارک ها و مقابله با خطرات برخوردهای احتمالی اندیشیده اند از جستجو وپیدا کردن آنها توسط رصدخانه های زمینی تا شناسائی آنها توسط ماهواره،شناسائی سیارک های نزدیک به زمین توسط تلسکوپ های زمینی بسیار دشوار می باشد زیرابیشتر آنها درطول شب درتاریکی قرار گرفته و درطول روزهم روشنائی خورشیدمانع از مشاهده آنها میشود ازاین رو بهترین راه شناسائی سیارک های خطرناک استفاده ازماهواره می باشدکه در ادامه توضیح می دهیم.
نکته:حتی اگرمسیر سیارک ها را بدانیم،حتی اگربرخورد فاجعه بار را از مدت ها قبل پیش گوئی کنیم متاسفانه باتکنولوژی فعلی هیچ شانسی برای مقابله با برخورد های سیارکی نداریم احتمالا شاید به زودی موفق شویم مسیر آنها را عوض کنیم.به هر حال شناسائی و زیر نظرگرفتن شهاب سنگ ها اولین قدم میباشد .  

۴) تاریخچه ساخت نخستین ماهواره شهاب سنگ یاب (نیوس‌سات)

در لیست تهدیدات دولت آمریکا برخوردهای شهاب سنگی خطر بزرگی محسوب نمی شوند(خطر تروریست ها و دولت های متخاصم به مراتب بیشتر است) از این رو علی رغم هزینه های هنگفتی که ناسا درامور دیگر فضائی انجام داده در مورد شناسائی و مقابله با خطرات برخوردهای شهاب سنگی اقدام مهمی انجام نداده و هزینه های بالائی تقبل نکرده است دراین میان دولت کانادا و سازمان فضائی کانادا CSA(که جزء قدرت های برتر فضائی نیست)پا به میدان گذاشت تا کانادا نخستین کشوری باشد که برای حفاظت از زمین درمقابل سیارک های خطرناک ماهواره به فضا می فرستد. این ماهواره در اصل برای سال ۲۰۰۷طراحی شده بود اما تا سال۲۰۱۳ عقب افتاد بعدبرای کاهش هزینه ها ، از یک طرف تحقیقات دفاع و توسعه کانادا را شریک تجاری ماهواره «نیوس‌سات» کردند(دراصل ماهواره نیوس‌سات راتبدیل به یک ماهواره نیمه نظامی کردند)و ازطرف دیگر برای کاهش هزینه پرتاب ماهواره را با ۵ ماهواره دیگر پرتاب کرده و در مدار خورشید آهنگ قرار دادند. 
نکته مهم : البته تلسکوپ مادون قرمز ناسا توانست۱۳۰سیارک را شناسائی کند ولی ناسا و سازمان های فضائی بزرگ تاکنون اقدامی در جهت ساخت ماهواره انحصاری رد یابی شهاب سنگ ها نساختند . همچنین سازمان هائی هم در آمریکا وجود دارد که شناسائی شهاب سنگ ها را برعهده دارند ولی  ناسا و آمریکا در این زمینه خیلی بهتر می توانستند فعالیت کنند . 

۵) مشخصات ماهواره نیوس‌سات NEOSSat

ماهواره دیدبان و شهاب‌سنگ‌یاب (Near Earth Object Surveillance Satellite) که به طور اختصار« NEOSSat ، نیوس‌سات) یک ماهواره است که توسط «سازمان فضائی کانادا CSA » و « تحقیقات دفاع و توسعه کانادا » به طور مشترک هزینه و ساخته شده و منافع آن هم برای دو طرف به صورت مساوی تقسیم شده است(نیمی از زمان ماهواره به سازمان فضائی کانادا و نیمی دیگر به تحقیقات دفاع و توسعه کانادا تعلق دارد مشخصات ماهواره نیوس‌سات NEOSSat از این قرار است( این ماهواره هنوز در مدار بوده و خدمت رسانی می کند) :
«تاریخ پرتاب : ۲۵ فوریه۲۰۱۳»، «محل پرتاب: مرکز فضایی ساتیش داوان هند(SHAR) »،«موشک پرتاب کننده : وسیله پرتاب ماهواره قطبی(PSLV)»،«وزن ماهواره: ۷۴کیلوگرم »،« اوج :۷۹۲کیلومتر»،«حضیض:۷۷۶ کیلومتر » ، «دوره تناوب : ۱۰۰/۴۱دقیقه» ، «سازنده(پیمانکار):آزمایشگاه دیوید فلوریدا کانادا (avid Florida Laboratory) » ،« مالکیت : سازمان فضائی کانادا CSA ،تحقیقات دفاع و توسعه کانادا »،«هزینه پرتاب : ۲۴میلون دلار »

شکل شماره ۲۶ – ابعاد تلسکوپ فضائی نیوس‌سات

۶) شرکاء پرتاب

یکی از هزینه های سنگین ماهواره ها و کاوشگرهای فضائی فرستادن آنها توسط موشک های ماهواره بر است امروزه با تکنولوژی جدیدی به جای این که با یک موشک یک ماهواره را به مدار بفرستند ، با همان یک موشک چندین ماهواره را همزمان به فضا می فرستند این مسئله و استفاده از تکنولوژی جدید باعث شده هزینه فرستاده ماهواره به فضا بشدت کاهش یابد. و در این میان سازمان فضائی هند پیشتاز بوده به طوری که رکورد فرستادن ۱۰۴ ماهواره را با یک موشک شکسته است.هزینه های پائین و کیفیت بالای خدمات باعث شده بسیاری از کشورها (حتی با وجود داشتن فناوری بالای فضائی) ماهواره های خود را توسط سازمان فضائی هند به مدار بفرستند. ماهواره نیوس‌سات کانادائی نیز همراه با ۵ ماهواره دیگر توسط سازمان فضائی هند به مدار زمین فرستاده شد.موشک ماهواره بر هندی «PSLV» که نیوس‌سات را در مدار قراردادیک موشک ۴مرحله ای بوده زمان قرار دادن ماهواره ها در مدار از زمان بلند شدن از روی زمین تا لحظه قرار گرفتن در مدار جمعا ۲۲ دقیقه طول کشیده است. این ماهواره های (همسفران نیوس‌سات) عبارتند از :
«یک ماهواره تحقیقاتی مشترک بین هند و فرانسه » ، «یک ماهواره نظامی کانادا »،« دو نانو ماهواره مشترک بین کانادا و اتریش » و « یک ماهواره انگلیسی »

۷) وظیفه شناسائی شهاب سنگ ها

وظیفه شناسائی شهاب سنگ ها مهمترین وظیفه نیوس‌سات میباشدکه توسط دوربین کوچک ۱۵سانتیمتری آن (به همراه ابزارهای دریافت مادون قرمز) انجام می پذیرد با وجود ابعاد کوچک دوربین ، نیوس‌سات می تواند سیارک هائی با ابعاد بالاتر از۵۰۰ متر را شناسائی و فهرست بندی کند.تمرکز این ماهواره بیشتربر روی سیارک های«گروه آتن» میباشدکه خطرناک ترین سیارک ها می باشند. این ماهواره کوچک می تواند روزانه بین ۴ تا ۱۲سیارک بزرگ را شناسائی کند اگر چه این قدمی کوچک در این راه می باشد ولی راه را برای کشورها و سازمان های فضائی باز می کند تا برای رصد سیارک ها ماهواره های قدرتمندتری بسازند .

۸) شناسائی و زیر نظر گرفتن ماهواره ها

نیوس‌سات به طور مشترک به سازمان فضائی کانادا CSA و تحقیقات دفاع و توسعه کانادا تعلق دارد . بنابر این یکی از اهداف این ماهواره نظامی می باشد .
دراین راستا نیوس‌سات وظیفه شناسائی و رهگیری ماهواره های کشورهای دیگر (بخصوص ماهواره های
نظامی)را برعهده دارد(در محدوده فاصله ۱۵تا۴۰هزارکیلومتری )تا اگر خطری امنیت کشور را ازطریق ماهواره
 های نظامی کشورهای دیگر (بخصوص کشورهای متخاصم) تهدید کند بتواند ازخودش دفاع کند.

۹- مدارگرد

مدار گرد چیست و چه تفاوتی با ماهواره دارد ؟ در این بخش در مورد مدارگرد ، انواع آن ، مدارگردهای معروف و…توضیح داده و در مقاله “مدارگرد“ درمورد مدارگردهای توضیح کاملتری می دهیم.همچنین در فصل سیارات منظومه شمسی درمورد مدارگردهای هر سیاره و اقمار آن در مقاله ای که مربوط به آن سیاره می باشد به طور مفصل توضیح می دهیم .

۱) سفینه فضائی و کاوشگر

فضاپیما ، کاوشگر فضائی چیست و چه تفاوتی با هم دارند در اینجا در مورد آن توضیح می دهیم .  
۱-۱) فضاپیما (Spacecraf): فضاپیما وسیله نقلیه ای است که برای حمل انسان ،بار و… به فضا مورد استفاده قرار می گیرد. فضاپیماها بر دو نوع با سرنشین و بدون سرنشین تقسیم می شوند. نظر به این که انسان تاکنون تنها به مدار زمین و کره ماه سفر کرده بجز فضاپیماهای آپولو که در دهه ۶۰ انسان ها را به مدار ماه برده و یا شاتل ها و سایوزها و…که انسان ها را به مدارزمین برده و برمی گردانند بقیه فضاپیماها فعلا بدون سرنشین و رباتیک می باشند.
۲-۱) کاوشگر فضائی(Space probe ): کاوشگر فضائی سفینه رباتیک و بدون سرنشینی است که به منظور اکتشافات علمی به فضا فرستاده می شود.هم اکنون بیش از۲۰کاوشگر در اطراف سیاره ها و قمرهای منظومه شمسی در حال گردش و جستجوی علمی می باشندو تعدادی از آنها هم بر روی سیارات و اقمار فرود آمده اند(مانندکاوشگرهای مریخ) و دو عدد از آنها (ویجرها) هم اکنون از منظومه شمسی خارج و وارد فضای بین ستاره ای شدند. بنابراین تاکنون (۲۰۲۱-۱۴۰۰) بشر تنها توانسته به منظومه شمسی کاوشگر بفرستد .

۲) مدارگرد

مدارگرد جسمی است مصنوعی که توسط بشر ساخته شده و در حال استفاده بوده ولی به جای گردش به دور زمین به دورکرات آسمانی دیگر (خورشید، ماه، سیارات،اقمار و…حتی سیارک ها) می چرخد . همانند ماهواره ها وقتی که مستعمل و غیر قابل استفاده شدند می توان آنها را زباله های فضائی نامید که البته این زباله ها به جای گردش به دور زمین به دور کرات آسمانی دیگری می چرخند. ازجمله معروف ترین مدارگردها میتوان به « مدارگرد جونو (مشتری)»،« مدارگرد کاسینی(زحل)» و «مدارگرد شناسائی مریخ» و … اشاره کرد 
نکته:درصورتی که این جسم به دور ماه بچرخد«ماه گرد»،دور مریخ «مریخ گرد» و…هم نامیده می شود.

شکل شماره ۲۷ – تصویری هنری از کاوشگر فضائی جونو و مشتری

۳) قوانین حاکم بر حرکت مدار گردها

قوانین حاکم بر حرکت مدارگردها همان قوانین حاکم بر ماهواره ها می باشد با این تفاوت که در محاسبه مدار ماهواره ها از جرم و جاذبه زمین استفاده می کنیم ولی در مورد اجرام نجومی دیگر از جرم و جاذبه آن اجسام استفاده می کنیم .مثلا اگر بخواهیم سرعت ودوره تناوب مریخ گردها (مدارگردهائی که دور مریخ می چرخند) را محاسبه کنیم درفرمول هائی که در موردماهواره هائی که برگرد زمین می چرخیدند کافی است جرم و شعاع کره مریخ را وارد کنیم. 

۴) کاربرد مدارگردها

برای بدست آوردن اطلاعات در مورد سیارات و اقمار منظومه شمسی یکی از گزینه های پیش رو رصد آنها با تلسکوپ می باشدولی راه بهتر(و البته پر هزینه تر) فرستادن مدارگردهائی درمدار سیارات و اقمار می باشد. این مدارگردها مانند ماهواره های تصویربردار ازسراسر سطح سیاره ویا قمر تصویر برداری کرده و داده های خود را به زمین می فرستند و به این وسیله دانشمندان اطلاعات گرانبهائی درمورد این اجسام بدست می آورند.

۱۲- خلاصه مطلب

امروزه ابزار آلات نجومی و تلسکوپ های مختلفی وجود دارد که به جای استقرار در روی زمین در فضا و در روی یک ماهواره که درمدار زمین می چرخند نصب شده است.(تعدادی هم در نقاط لاگرانژی زمین وخورشید و یا زمین و ماه نصب شده اند)این تلسکوپ ها در بازه های مختلف امواج الکترومغناطیس (گاما ، اشعه ایکس ، فرابنفش ، طیف مرئی،مادون قرمز و…)به تصویر برداری از آسمان مشغول می باشند و تعدادی هم مشغول کارهای دیگری می باشند. در این مقاله ابتدا توضیح مختصری در مورددلائل نیاز به تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی پرداخته و بعد درمورد بعضی تلسکوپ هائی که درنور مرئی بهرصد آسمان و اجرام آسمانی و … مشغول هستند.توضیح داده و درآخر هم توضیح مختصری در مورد مدارگردها می دهیم.

۱)مروری کلی بر تلسکوپ و رصدخانه های فضائی در نور مرئی

رصدخانه ها ، تلسکوپ های فضائی،کاوشگرهای سیارات و…تجهیزاتی هستند که به جای استقراردر روی زمین در فضا (در روی یک ماهواره ، درنقاط لاگرانژی زمین وخورشید و یا زمین و ماه و یا در مدار اجسام دیگر فضائی و… و یا حتی روی سیارات و اقمار) نصب شده اند و بسیاری از آنها حتی در طیف مرئی هم مشغول انجام وظیفه هستند. در بخش سوم (۳- مروری کلی بر تلسکوپ و رصدخانه های فضائی در نور مرئی) توضیح می دهیم که چرا رصدخانه ها را به جای روی زمین در فضا مستقر می کنند .

۲) رصدخانه ها وتلسکوپ های زمینی

با وجودی که امروزه از تلسکوپ های فضائی استفاده گسترده ای می شود ولی تلسکوپ های زمینی کنار گذاشته نشدند و پا به پای تلسکوپ های فضائی به کار پرداخته و در واقع به عنوان مکمل تلسکوپ های فضائی عمل کردند.در بخش چهارم(۴ـ رصدخانه ها وتلسکوپ های زمینی ) در مورد مهمترین رصدخانه هاو تلسکوپ های زمینی توضیح کوتاهی داده و درمقاله “تلسکوپ های زمینی“ این موضوع رابیشتر مورد بررسی قرار می دهیم .

۳)تلسکوپ فضائی هابِل 

در آستانه قرن بیستم تلسکوپ ها بسیار پیشرفت کردند و همزمان با پیشرفت سایر علوم اندیشه ساخت تلسکوپ های فضائی و نجوم ماهواره های مطرح شد.مهمترین تلسکوپ فضائی که تاکنون به رصددر نورمرئی پرداخته «تلسکوپ فضائی هابِل» میباشد دربخش پنجم (۵- تلسکوپ فضائی هابِل)در مورد آن توضیح میدهیم. همچنین در مقاله “تلسکوپ فضائی هابل” به طور کامل در مورد تلسکوپ هابل توضیح می دهیم.  

۴) تلسکوپ فضائی لوویر  LUVOIR

تلسکوپ ها و رصدخانه های فضائی چشمان انسان در فضا هستند به کمک این تلسکوپ ها دانشمندان می توانند اطلاعات کاملی در مورد جهان بدست بیاورند. هم اکنون چهار گروه کاری ناسا در تلاش هستند تا طرح های خودشان را برای ساخت تلسکوپ های فضائی به تصویب برسانند به علت هزینه های بالا و سرسام آور طرح های ساخت رصدخانه های فضائی امکان این که تمامی طرح ها تصویب شده و سریع ساخته شود وجود ندارد یکی از این طرح های بزرگ تلسکوپ فضائی لوویر است. این تلسکوپ برای مشاهده کیهان،سیارات فراخورشیدی ، منظومه شمسی و…برای کاوش در سه طول موج (فرابنفش،نورمرئی و مادون قرمز) طراحی شده این یعنی تلسکوپ لوویر در دامنه اشعه فرا بنفش گرفته تا طیف مرئی و مادون قرمز نزدیک را آن به طور همزمان رصد می کند. تیم طراحی تلسکوپ لوویر دو طرح« LUVOIR-A » که طرح اصلی و با آینه ۱۵/۱متری می باشد و هزینه آن حدود ۲۴ میلیارد دلار می شود.درصورت عدم تصویب این طرح« LUVOIR-B»با آینه ۸ متری و امکانات کمتر ولی هزینه کمتر(حدود ۱۲میلیارد دلار) ارائه می شود تا بلکه تصویب شوددربخش ششم(۶ـ تلسکوپ فضائی لوویر) در مورد «تلسکوپ فضائی لوویر » توضیح می دهیم .

۵)ماهواره هیپارکوس Hipparcos

ماهواره نجومی هیپارکوس اولین ماهواره نجومی بودکه توسط آژانس فضایی دولت فرانسه به فضا پرتاب شد و توانست اطلاعات بسیار مفیدی درمورددرخشندگی،فاصله،سرعت و…خصوصیات فیزیکی۱۰۰ هزارستاره بدست بیاورد. در بخش هفتم (۷- ماهواره هیپارکوس )درمورد ماهواره نجومی هیپارکوس توضیح میدهم.

۶)تلسکوپ فضائی گایا

در یک شب تاریک و بدور از آلودگی نوری و آلودگی هوا و ابر و گرد و غبار و…در حدود ۶ هزار ستاره را با چشم غیر مسلح می توان دید.ولی میلیاردها ستاره دیگر در کهکشان راه شیری وجود دارد برای شناخت عالم در درجه نخست باید کهکشان خودمان را بشناسیم و برای شناخت کهکشان راه شیری باید موقعیت (مختصات)، فاصله،مشخصات فیزیکی(رنگ ،اندازه،جرم و…) ستارگان کهکشان را اندازه گیری کنیم. «ماهواره گایا » این مهم را انجام می دهد.در بخش هشتم (۸- تلسکوپ فضائی گایا )درباره ماهواره گایا توضیح می دهیم.

۷) رصد سیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره

آیا تنها سامانه خورشیدی در اطراف خود سیاره دارد ویا ستاره های دیگر نیز سامانه های سیاره ای دارند؟ آیا درسامانه های دیگر سیاره های زمین سان وجود دارند؟ آیا در این سیاره ها حیات وجود دارد؟آیا این حیات پیشرفته است؟ و…برای پاسخ به این سوالات باید در ابتدا سیاره های فرا خورشیدی را کشف کنیم و همانطور که توضیح می دهیم یکی از بهترین روش های کشف سیارات فرا خورشیدی استفاده از ماهواره می باشد. در بخش نهم (۹- رصد سیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره)در مورد ماهواره های رصدسیارات فرا حورشیدی به طور مختصر توضیح می دهیم آنچه در این بخش توضیح داده می شود درواقع خلاصه ای از مقاله “رصدسیارات فراخورشیدی به کمک ماهواره “می باشد.

۸ ) ماهواره دیدبان و شهاب‌سنگ‌یاب – نیوس سات

یکی ازخطراتی که زمین وحیات زمینی را تهدید می کند سیارک ها و سنگ های بزرگ آسمانی هستند.برخورد این سیارک ها به زمین می تواندسبب انقراض کلیه موجودات زنده (ازجمله انسان)شود.درهمین راستا سازمان فضانوردی کانادا اقدام به فرستادن اولین ماهواره مخصوص شناسائی شهاب سنگ ها به نام«ماهواره دیدبان و شهاب سنگ‌یاب -نیوس سات» کرده است.در بخش دهم (۱۰- ماهواره دیدبان و شهاب‌سنگ‌یاب – نیوس سات) درمورد ماهواره «نیوس سات» توضیح می دهیم .

۹) مدارگرد

مدار گرد چیست و چه تفاوتی با ماهواره دارد؟در بخش یازدهم (۱۱-مدارگرد ) ابتدا در مورد فضاپیما و کاوشگر فضائی توضیح کوتاهی داده و بعد در مورد مدارگرد توضیح می دهیم. و در مقاله “مدارگرد“ درمورد مدارگردهای توضیح کاملتری می دهیم.همچنین در فصل سیارات منظومه شمسی درمورد مدارگردهای هر سیاره و اقمار آن در مقاله ای که مربوط به آن سیاره می باشد به طور مفصل توضیح می دهیم .

برای مطالعه سایر مقاله های نجومی روی شکل زیر کلیک کنید.

برای مطالعه مقاله های روانشناسی اینجا را کلیک کنید .

عکس های طبیعت, طبیعت خوانسار , شکوفه های بهاری  , گلستان کوه ,دانلود آلبوم های کامل بهترین و زیباترین عکس ها ,آلبوم هائی با صدها عکس کیفیت بالا ,  در هیچ کجای اینترنت این عکسها را پیدا نمیکنید , عکس هابدون استفاده از تکنیک های فتوشاپ تهیه شده , کاملا طبیعی 

برای آموزش کامل و حرفه ای گوگل مپ روی شکل زیر کلیک کنید

همه جیز در مورد گوگل مپ

۱) هر گونه اظهار نظر را در فرم اظهار نظر کاربران وارد کنید .
۲) نظرات بعد از تایید مدیریت نشان داده می شود .
۳) با انتقادات و پیشنهادات سازنده خود ما را هرچه بیشترهمراهی کنید.مدیریت از انتقادات و پیشنهادات سازنده شما استقبال میکند.
۴) نوشته های قرمز پر رنگ ارجاع به لینک هستندکه هنوز لینک آنها قرار داده نشده است(هنوز صفحه آنها منتشر نشده است)
۵) نوشته های آبی پر رنگ ارجاع به لینک هستند که لینک آنها قرار داده شده است ( صفحه آنها منتشر شده است )
۶) هرگونه بهره برداری : کپی تمام و یا قسمتی از مطالب این سایت بدون ارجاع منبع آن ممنوع می باشد .
۷) تکثیر فایل های Pdf با ذکر منبع آزاد ولی فروش آن تحت هر عنوان و با ذکر منبع هم ممنوع می باشد.