दुनिया की सबसे बड़ी दूरबीनें. खगोलभौतिकी वेधशाला के लिए एक एक्स-रे दूरबीन का निर्माण रूसी परमाणु केंद्र में किया गया था। अंतरिक्ष दूरबीनों की आवश्यकता क्यों है?

ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट (टीईएसएस) नासा का एक आगामी मिशन है जो एक्सोप्लैनेट के संकेतों की तलाश के लिए लगभग 200,000 सितारों का अध्ययन करेगा।

एक नोट पर!एक्सोप्लैनेट, या एक्स्ट्रासोलर ग्रह, सौर मंडल के बाहर स्थित ग्रह हैं। इन खगोलीय पिंडों का अध्ययन लंबे समय से शोधकर्ताओं के लिए दुर्गम रहा है - सितारों के विपरीत, वे बहुत छोटे और धुंधले हैं।

नासा ने पृथ्वी के समान स्थितियों वाले एक्सोप्लैनेट की खोज के लिए एक संपूर्ण कार्यक्रम समर्पित किया है। इसमें तीन चरण होते हैं. मुख्य अन्वेषक, खगोल भौतिकी और अंतरिक्ष अनुसंधान संस्थान से जॉर्ज रिकर। कावली ने इस परियोजना को "सदी का मिशन" कहा।

उपग्रह को 2006 में एक मिशन के रूप में प्रस्तावित किया गया था। स्टार्टअप को कावली फाउंडेशन, गूगल जैसी प्रसिद्ध कंपनियों द्वारा प्रायोजित किया गया था और मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी ने भी इस पहल का समर्थन किया था।

2013 में TESS को NASA के एक्सप्लोरर प्रोग्राम में शामिल किया गया था। TESS को 2 वर्षों के लिए डिज़ाइन किया गया है। उम्मीद है कि अंतरिक्ष यान पहले वर्ष में दक्षिणी गोलार्ध और दूसरे वर्ष में उत्तरी गोलार्ध का पता लगाएगा।

मिशन का नेतृत्व कर रहे मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) ने एक बयान में कहा, "टीईएसएस को सभी आकारों के हजारों एक्सोप्लैनेट की खोज की उम्मीद है, जिनमें पृथ्वी के आकार के दर्जनों तुलनीय भी शामिल हैं।"

दूरबीन के लक्ष्य और उद्देश्य

यह उपग्रह 2009 में लॉन्च किए गए नासा के केपलर स्पेस टेलीस्कोप के सफल मिशन की अगली कड़ी है।
केप्लर की तरह, TESS तारों की चमक में बदलाव के आधार पर खोज करेगा। जब कोई बाह्य ग्रह किसी तारे के सामने से गुजरता है (जिसे पारगमन कहा जाता है), तो यह तारे द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को आंशिक रूप से अस्पष्ट कर देता है।

चमक में ये गिरावट यह संकेत दे सकती है कि एक या अधिक ग्रह तारे की परिक्रमा कर रहे हैं।

हालाँकि, केपलर के विपरीत, नया मिशन 100 गुना अधिक चमकीले तारों पर ध्यान केंद्रित करेगा, विस्तृत अध्ययन के लिए सबसे उपयुक्त तारों का चयन करेगा और भविष्य के मिशनों के लिए लक्ष्यों की पहचान करेगा।

TESS आकाश को स्कैन करेगा, जिसे 24 गुणा 96 डिग्री क्षेत्रफल वाले 26 सेक्टरों में विभाजित किया गया है। अंतरिक्ष यान पर लगे शक्तिशाली कैमरे प्रत्येक क्षेत्र में तारों की रोशनी में होने वाले मामूली बदलाव को रिकॉर्ड करेंगे।

प्रोजेक्ट लीडर रिकर ने बताया कि टीम को मिशन के दौरान कई हजार ग्रहों की खोज करने की उम्मीद है। “यह कार्य व्यापक है, यह एक्सोप्लैनेट का पता लगाने से परे है। TESS की छवियां हमें खगोल भौतिकी में कई खोज करने की अनुमति देंगी, ”उन्होंने कहा।

विशेषताएँ और विशिष्टताएँ

TESS टेलीस्कोप अपने पूर्ववर्ती केप्लर से अधिक उन्नत है। उनका लक्ष्य एक ही है, दोनों "पारगमन" खोज तकनीक का उपयोग करते हैं, लेकिन क्षमताएं अलग-अलग हैं।

दो हजार से अधिक एक्सोप्लैनेट को पहचानने के बाद, केप्लर ने अपना मुख्य मिशन आकाश के एक संकीर्ण हिस्से का अवलोकन करते हुए बिताया। TESS का दृश्य क्षेत्र लगभग 20 गुना बड़ा है, जिससे यह अधिक खगोलीय पिंडों का पता लगा सकता है।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप अगली बार एक्सोप्लैनेट के अध्ययन में कमान संभालेगा।

वेब TESS द्वारा पहचानी गई वस्तुओं को अधिक विस्तार से स्कैन करेगा - जल वाष्प, मीथेन और अन्य वायुमंडलीय गैसों की उपस्थिति के लिए। इसे 2019 में कक्षा में लॉन्च करने की योजना है। यह मिशन अंतिम होना चाहिए।

उपकरण

नासा के अनुसार, सौर ऊर्जा से संचालित अंतरिक्ष यान में चार वाइड-एंगल ऑप्टिकल रेफ्रेक्टर दूरबीनें हैं। चार उपकरणों में से प्रत्येक में 67.2 मेगापिक्सेल के रिज़ॉल्यूशन वाले अंतर्निहित सेमीकंडक्टर कैमरे हैं, जो 600 से 1000 नैनोमीटर तक वर्णक्रमीय रेंज में काम करने में सक्षम हैं।

आधुनिक उपकरणों से संपूर्ण आकाश का विस्तृत दृश्य उपलब्ध होना चाहिए। दूरबीनें 27 से 351 दिनों के बीच एक विशेष स्थल का निरीक्षण करेंगी और फिर अगले दो वर्षों में दोनों गोलार्धों को पार करते हुए आगे बढ़ेंगी।

निगरानी डेटा को तीन महीने तक उपग्रह पर संसाधित और संग्रहीत किया जाएगा। यह उपकरण पृथ्वी पर केवल वही डेटा प्रसारित करेगा जो वैज्ञानिक रुचि का हो सकता है।

कक्षा और प्रक्षेपण

टीम के लिए सबसे कठिन कार्यों में से एक अंतरिक्ष यान के लिए अद्वितीय कक्षा की गणना करना था।

उपकरण को पृथ्वी के चारों ओर एक उच्च अण्डाकार कक्षा में लॉन्च किया जाएगा - यह चंद्रमा को अपना चक्कर पूरा करने में लगने वाले समय के दौरान दो बार पृथ्वी का चक्कर लगाएगा। इस प्रकार की कक्षा सर्वाधिक स्थिर होती है। कोई अंतरिक्ष मलबा या तेज़ विकिरण नहीं है जो उपग्रह को निष्क्रिय कर सके। यह डिवाइस ग्राउंड सेवाओं के साथ आसानी से डेटा का आदान-प्रदान करेगा।

लॉन्च की तारीखें

हालाँकि, एक खामी भी है - ऐसा प्रक्षेपवक्र प्रक्षेपण के समय को सीमित करता है: इसे चंद्रमा की कक्षा के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाना चाहिए। जहाज में एक छोटी सी "खिड़की" बची है - मार्च से जून तक - यदि यह इस समय सीमा से चूक जाता है, तो मिशन अपने नियोजित कार्यों को पूरा नहीं कर पाएगा।

1. नासा के प्रकाशित बजट के अनुसार, 2018 में एक्सोप्लैनेट टेलीस्कोप के रखरखाव पर एजेंसी को लगभग $27.5 मिलियन का खर्च आएगा, जिसमें कुल परियोजना लागत $321 मिलियन होगी।
2. अंतरिक्ष यान एक ऐसी कक्षा में होगा जिसका उपयोग पहले कभी नहीं किया गया है। अण्डाकार कक्षा, जिसे P/2 कहा जाता है, चंद्रमा की कक्षीय अवधि का ठीक आधा है। इसका मतलब यह है कि TESS हर 13.7 दिन में पृथ्वी की परिक्रमा करेगा।
3. एलोन मस्क के एयरोस्पेस कॉर्पोरेशन ने उपग्रह लॉन्च करने के अधिकार के लिए बोएंग के साथ गंभीर प्रतिस्पर्धा का सामना किया। सांख्यिकी और नासा पक्ष में थे
4. ऑन-बोर्ड टेलीस्कोप से लेकर ऑप्टिकल रिसीवर तक - उपकरणों के विकास को Google द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

TESS को हजारों एक्सोप्लैनेट उम्मीदवारों की खोज करने की उम्मीद है। इससे खगोलविदों को ग्रह प्रणालियों की संरचना को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी और यह जानकारी मिलेगी कि हमारा सौर मंडल कैसे बना।

दूरबीनों की उत्पत्ति कैसे हुई?

पहली दूरबीन 17वीं शताब्दी की शुरुआत में सामने आई: कई आविष्कारकों ने एक साथ दूरबीन का आविष्कार किया। ये ट्यूब उत्तल लेंस के गुणों पर आधारित थीं (या, जैसा कि इसे अवतल दर्पण भी कहा जाता है),ट्यूब में एक लेंस के रूप में कार्य करना: लेंस प्रकाश किरणों को फोकस में लाता है, और एक बढ़ी हुई छवि प्राप्त होती है, जिसे ट्यूब के दूसरे छोर पर स्थित एक ऐपिस के माध्यम से देखा जा सकता है। दूरबीनों के लिए एक महत्वपूर्ण तारीख 7 जनवरी 1610 है; तब इटालियन गैलीलियो गैलीली ने सबसे पहले एक दूरबीन को आकाश की ओर निर्देशित किया - और इस तरह उन्होंने इसे एक दूरबीन में बदल दिया। गैलीलियो की दूरबीन बहुत छोटी थी, लंबाई में एक मीटर से थोड़ा अधिक, और लेंस का व्यास 53 मिमी था। तब से, दूरबीनों के आकार में लगातार वृद्धि हुई है। वास्तव में वेधशालाओं में स्थित बड़ी दूरबीनों का निर्माण 20वीं सदी में शुरू हुआ। आज का सबसे बड़ा ऑप्टिकल टेलीस्कोप कैनरी द्वीप समूह की वेधशाला में ग्रैंड कैनरी टेलीस्कोप है, जिसके लेंस का व्यास 10 मीटर तक है।

क्या सभी दूरबीनें एक जैसी हैं?

नहीं। दूरबीनों का मुख्य प्रकार ऑप्टिकल है, वे या तो एक लेंस, एक अवतल दर्पण या दर्पणों की एक श्रृंखला, या एक दर्पण और एक लेंस का एक साथ उपयोग करते हैं। ये सभी दूरबीन दृश्य प्रकाश के साथ काम करते हैं - यानी, वे ग्रहों, सितारों और आकाशगंगाओं को उसी तरह देखते हैं जैसे एक बहुत तेज़ मानव आंख उन्हें देखती है। दुनिया की सभी वस्तुओं में विकिरण होता है, और दृश्य प्रकाश इन विकिरणों के स्पेक्ट्रम का केवल एक छोटा सा अंश है। केवल इसके माध्यम से अंतरिक्ष को देखना चारों ओर की दुनिया को काले और सफेद रंग में देखने से भी बदतर है; इस तरह हम बहुत सारी जानकारी खो देते हैं। इसलिए, ऐसे टेलीस्कोप हैं जो विभिन्न सिद्धांतों पर काम करते हैं: उदाहरण के लिए, रेडियो टेलीस्कोप जो रेडियो तरंगों को पकड़ते हैं, या टेलीस्कोप जो गामा किरणों को पकड़ते हैं - इनका उपयोग अंतरिक्ष में सबसे गर्म वस्तुओं का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। पराबैंगनी और अवरक्त दूरबीनें भी हैं, वे सौर मंडल के बाहर नए ग्रहों की खोज के लिए उपयुक्त हैं: चमकीले तारों के दृश्य प्रकाश में उनके चारों ओर परिक्रमा करते छोटे ग्रहों को देखना असंभव है, लेकिन पराबैंगनी और अवरक्त प्रकाश में यह बहुत आसान है।

हमें दूरबीनों की आख़िर आवश्यकता क्यों है?

अच्छा प्रश्न! मुझे यह पहले ही पूछना चाहिए था. हम अंतरिक्ष में और यहां तक ​​कि अन्य ग्रहों पर भी उपकरण भेजते हैं, उन पर जानकारी एकत्र करते हैं, लेकिन अधिकांश भाग के लिए, खगोल विज्ञान एक अद्वितीय विज्ञान है क्योंकि यह उन वस्तुओं का अध्ययन करता है जिन तक इसकी सीधी पहुंच नहीं है। अंतरिक्ष के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए दूरबीन सबसे अच्छा उपकरण है। वह उन तरंगों को देखता है जो मानव आंखों के लिए दुर्गम हैं, सबसे छोटे विवरण, और अपनी टिप्पणियों को भी रिकॉर्ड करता है - फिर इन रिकॉर्डों की मदद से आप आकाश में बदलाव देख सकते हैं।

आधुनिक दूरबीनों की बदौलत, हमें तारों, ग्रहों और आकाशगंगाओं की अच्छी समझ है और हम ऐसे काल्पनिक कणों और तरंगों का भी पता लगा सकते हैं जो पहले विज्ञान के लिए अज्ञात थे: उदाहरण के लिए, डार्क मैटर (ये रहस्यमय कण हैं जो ब्रह्मांड का 73% हिस्सा बनाते हैं)या गुरुत्वाकर्षण तरंगें (वे एलआईजीओ वेधशाला का उपयोग करके उनका पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं, जिसमें दो वेधशालाएं शामिल हैं जो एक दूसरे से 3000 किमी की दूरी पर स्थित हैं)।इन उद्देश्यों के लिए, दूरबीनों को अन्य सभी उपकरणों की तरह व्यवहार करना सबसे अच्छा है - उन्हें अंतरिक्ष में भेजें।

अंतरिक्ष में दूरबीन क्यों भेजें?

अंतरिक्ष के अवलोकन के लिए पृथ्वी की सतह सबसे अच्छी जगह नहीं है। हमारा ग्रह बहुत अधिक व्यवधान उत्पन्न करता है। सबसे पहले, किसी ग्रह के वायुमंडल में हवा एक लेंस की तरह काम करती है: यह आकाशीय पिंडों से प्रकाश को यादृच्छिक, अप्रत्याशित तरीकों से मोड़ती है - और हमारे देखने के तरीके को विकृत कर देती है। इसके अलावा, वायुमंडल कई प्रकार के विकिरण को अवशोषित करता है: उदाहरण के लिए, अवरक्त और पराबैंगनी तरंगें। इस व्यवधान से बचने के लिए दूरबीनों को अंतरिक्ष में भेजा जाता है। सच है, यह बहुत महंगा है, इसलिए ऐसा शायद ही कभी किया जाता है: पूरे इतिहास में, हमने विभिन्न आकारों के लगभग 100 दूरबीनों को अंतरिक्ष में भेजा है - वास्तव में, यह पर्याप्त नहीं है, यहां तक ​​​​कि पृथ्वी पर बड़े ऑप्टिकल दूरबीन भी कई गुना बड़े हैं। सबसे प्रसिद्ध अंतरिक्ष दूरबीन हबल है, और जेम्स वेब टेलीस्कोप, जो 2018 में लॉन्च होने वाला है, कुछ हद तक उसका उत्तराधिकारी होगा।

यह कितना महंगा है?

एक शक्तिशाली अंतरिक्ष दूरबीन बहुत महंगी होती है। पिछले सप्ताह दुनिया के सबसे प्रसिद्ध अंतरिक्ष दूरबीन हबल के प्रक्षेपण की 25वीं वर्षगांठ मनाई गई। पूरी अवधि में, इसके लिए लगभग 10 बिलियन डॉलर आवंटित किए गए थे; इस पैसे का एक हिस्सा मरम्मत के लिए है, क्योंकि हबल को नियमित रूप से मरम्मत करनी पड़ती थी (उन्होंने 2009 में ऐसा करना बंद कर दिया, लेकिन दूरबीन अभी भी काम कर रही है)।टेलीस्कोप लॉन्च होने के कुछ ही समय बाद, एक बेवकूफी भरी बात हुई: इससे ली गई पहली छवियां उम्मीद से कहीं अधिक खराब गुणवत्ता वाली थीं। यह पता चला कि गणना में एक छोटी सी त्रुटि के कारण, हबल दर्पण पर्याप्त स्तर पर नहीं था, और इसे ठीक करने के लिए अंतरिक्ष यात्रियों की एक पूरी टीम को भेजना पड़ा। इसकी लागत लगभग $8 मिलियन है। जेम्स वेब टेलीस्कोप की कीमत बदल सकती है और लॉन्च के करीब बढ़ने की संभावना है, लेकिन अभी तक यह लगभग $8 बिलियन है - और यह हर पैसे के लायक है।

क्या खास है
जेम्स वेब टेलीस्कोप पर?

यह मानव इतिहास की सबसे प्रभावशाली दूरबीन होगी। इस परियोजना की कल्पना 90 के दशक के मध्य में की गई थी, और अब यह अंततः अपने अंतिम चरण में पहुंच रही है। दूरबीन पृथ्वी से 1.5 मिलियन किमी दूर उड़ान भरेगी और सूर्य के चारों ओर कक्षा में प्रवेश करेगी, या बल्कि सूर्य और पृथ्वी से दूसरे लैग्रेंज बिंदु तक - यह वह स्थान है जहां दो वस्तुओं की गुरुत्वाकर्षण शक्ति संतुलित होती है, और इसलिए तीसरी वस्तु होती है (इस मामले में, एक दूरबीन)गतिहीन रह सकता है. जेम्स वेब टेलीस्कोप एक रॉकेट में फिट होने के लिए बहुत बड़ा है, इसलिए यह एक बदलते फूल की तरह मुड़कर अंतरिक्ष में उड़ जाएगा; यह देखो वीडियोयह कैसे होगा यह समझने के लिए.

तब यह इतिहास में किसी भी दूरबीन से अधिक दूर तक देखने में सक्षम होगा: पृथ्वी से 13 अरब प्रकाश वर्ष दूर। चूँकि प्रकाश, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, प्रकाश की गति से यात्रा करता है, जो वस्तुएँ हम देखते हैं वे अतीत में हैं। मोटे तौर पर कहें तो, जब आप किसी तारे को दूरबीन से देखते हैं, तो आप उसे वैसा ही देखते हैं जैसे वह वर्षों पहले दसियों, सैकड़ों, हजारों, इत्यादि दिखता था। इसलिए, जेम्स वेब टेलीस्कोप पहले सितारों और आकाशगंगाओं को वैसे ही देखेगा जैसे वे बिग बैंग के बाद थे। यह बहुत महत्वपूर्ण है: हम बेहतर ढंग से समझ पाएंगे कि आकाशगंगाएँ कैसे बनीं, तारे और ग्रह प्रणालियाँ कैसे प्रकट हुईं, और हम जीवन की उत्पत्ति को बेहतर ढंग से समझ पाएंगे। शायद जेम्स वेब टेलीस्कोप हमें अलौकिक जीवन की खोज में भी मदद करेगा। एक बात है: मिशन के दौरान, बहुत सी चीजें गलत हो सकती हैं, और चूंकि दूरबीन पृथ्वी से बहुत दूर होगी, इसलिए इसे ठीक करने के लिए भेजना असंभव होगा, जैसा कि हबल के मामले में था।

इन सबका व्यावहारिक अर्थ क्या है?

यह एक ऐसा प्रश्न है जो अक्सर खगोल विज्ञान के बारे में पूछा जाता है, खासकर यह देखते हुए कि इस पर कितना पैसा खर्च किया जाता है। इसके दो उत्तर हैं: पहला, हर चीज़, विशेष रूप से विज्ञान, का स्पष्ट व्यावहारिक अर्थ नहीं होना चाहिए। खगोल विज्ञान और दूरबीनें हमें ब्रह्मांड में मानवता के स्थान और सामान्य रूप से दुनिया की संरचना को बेहतर ढंग से समझने में मदद करती हैं। दूसरे, खगोल विज्ञान के अभी भी व्यावहारिक लाभ हैं। खगोल विज्ञान का सीधा संबंध भौतिकी से है: खगोल विज्ञान को समझने से, हम भौतिकी को बेहतर ढंग से समझते हैं, क्योंकि ऐसी भौतिक घटनाएं हैं जिन्हें पृथ्वी पर नहीं देखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि खगोलशास्त्री डार्क मैटर के अस्तित्व को साबित करते हैं, तो यह भौतिकी को बहुत प्रभावित करेगा। इसके अलावा, अंतरिक्ष और खगोल विज्ञान के लिए आविष्कृत कई तकनीकों का उपयोग रोजमर्रा की जिंदगी में किया जाता है: उपग्रहों पर विचार करें, जिनका उपयोग अब टेलीविजन से लेकर जीपीएस नेविगेशन तक हर चीज के लिए किया जाता है। अंत में, भविष्य में खगोल विज्ञान बहुत महत्वपूर्ण होगा: जीवित रहने के लिए, मानवता को सूर्य से ऊर्जा और क्षुद्रग्रहों से खनिज निकालने, अन्य ग्रहों पर बसने और, संभवतः, विदेशी सभ्यताओं के साथ संवाद करने की आवश्यकता होगी - यदि हम ऐसा नहीं करते हैं तो यह सब असंभव होगा अब खगोल विज्ञान और दूरबीनें विकसित करें।

तारे कहाँ देखें?

एक बिल्कुल वाजिब सवाल: अंतरिक्ष में दूरबीनें क्यों रखें? सब कुछ बहुत सरल है - आप अंतरिक्ष से बेहतर देख सकते हैं। आज, ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए, हमें ऐसे विभेदन वाले दूरबीनों की आवश्यकता है जिसे पृथ्वी पर प्राप्त करना असंभव है। इसीलिए दूरबीनों को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किया जाता है।

विभिन्न प्रकार की दृष्टि

इन सभी उपकरणों की अलग-अलग "दृष्टि" है। कुछ प्रकार की दूरबीनें अवरक्त और पराबैंगनी रेंज में अंतरिक्ष वस्तुओं का अध्ययन करती हैं, अन्य एक्स-रे रेंज में। ब्रह्मांड के गहन अध्ययन के लिए पहले से कहीं अधिक उन्नत अंतरिक्ष प्रणालियों के निर्माण का यही कारण है।

हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी

हबल स्पेस टेलीस्कोप (एचएसटी)
हबल टेलीस्कोप निम्न-पृथ्वी कक्षा में एक संपूर्ण अंतरिक्ष वेधशाला है। इसके निर्माण पर नासा और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने काम किया। दूरबीन को 1990 में कक्षा में लॉन्च किया गया था और वर्तमान में यह निकट-अवरक्त और पराबैंगनी रेंज में अवलोकन करने वाला सबसे बड़ा ऑप्टिकल उपकरण है।

कक्षा में अपने काम के दौरान, हबल ने 22 हजार विभिन्न खगोलीय पिंडों - ग्रहों, सितारों, आकाशगंगाओं, नीहारिकाओं की 700 हजार से अधिक छवियां पृथ्वी पर भेजीं। हजारों खगोलविदों ने इसका उपयोग ब्रह्मांड में होने वाली प्रक्रियाओं का निरीक्षण करने के लिए किया। इस प्रकार, हबल की मदद से, तारों के चारों ओर कई प्रोटोप्लेनेटरी संरचनाओं की खोज की गई, बृहस्पति, शनि और अन्य ग्रहों पर अरोरा जैसी घटनाओं की अनूठी तस्वीरें प्राप्त की गईं, और कई अन्य अमूल्य जानकारी प्राप्त की गईं।

चंद्रा एक्स-रे वेधशाला

चंद्रा एक्स-रे वेधशाला
चंद्रा स्पेस टेलीस्कोप को 23 जुलाई 1999 को अंतरिक्ष में लॉन्च किया गया था। इसका मुख्य कार्य अंतरिक्ष के अत्यधिक उच्च ऊर्जा वाले क्षेत्रों से निकलने वाली एक्स-रे का निरीक्षण करना है। ब्रह्मांड के विकास को समझने के साथ-साथ आधुनिक विज्ञान के सबसे बड़े रहस्यों में से एक - डार्क एनर्जी की प्रकृति का अध्ययन करने के लिए इस तरह के शोध का बहुत महत्व है। आज तक, एक्स-रे रेंज में अनुसंधान करने वाले दर्जनों उपकरण अंतरिक्ष में लॉन्च किए गए हैं, लेकिन फिर भी, चंद्रा इस क्षेत्र में सबसे शक्तिशाली और प्रभावी बने हुए हैं।

स्पिट्जर स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप को नासा द्वारा 25 अगस्त 2003 को लॉन्च किया गया था। इसका कार्य इन्फ्रारेड रेंज में ब्रह्मांड का निरीक्षण करना है, जिसमें आप ठंडे तारे और विशाल आणविक बादल देख सकते हैं। पृथ्वी का वायुमंडल अवरक्त विकिरण को अवशोषित करता है, जिससे ऐसी अंतरिक्ष वस्तुओं का पृथ्वी से निरीक्षण करना लगभग असंभव हो जाता है।

केप्लर केपलर दूरबीन को नासा द्वारा 6 मार्च 2009 को लॉन्च किया गया था। इसका खास मकसद एक्सोप्लैनेट की खोज करना है। दूरबीन का मिशन 3.5 वर्षों तक 100 हजार से अधिक तारों की चमक की निगरानी करना है, जिसके दौरान उसे अपने सूर्य से जीवन के उद्भव के लिए उपयुक्त दूरी पर स्थित पृथ्वी जैसे ग्रहों की संख्या निर्धारित करनी होगी। इन ग्रहों और उनकी कक्षाओं के आकार का विस्तृत विवरण लिखें, उन तारों के गुणों का अध्ययन करें जिनमें ग्रह प्रणाली है, और भी बहुत कुछ। आज तक, केप्लर ने पहले ही पांच सितारा प्रणालियों और सैकड़ों नए ग्रहों की पहचान कर ली है, जिनमें से 140 की विशेषताएं पृथ्वी के समान हैं।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST)
यह माना जाता है कि जब हबल अपने जीवन के अंत तक पहुंच जाएगा, तो JWST अंतरिक्ष दूरबीन उसकी जगह ले लेगी। यह 6.5 मीटर व्यास वाले एक विशाल दर्पण से सुसज्जित होगा। इसका लक्ष्य बिग बैंग के परिणामस्वरूप दिखाई देने वाले पहले सितारों और आकाशगंगाओं का पता लगाना है।
और यह कल्पना करना भी मुश्किल है कि वह अंतरिक्ष में क्या देखेगा और इसका हमारे जीवन पर क्या प्रभाव पड़ेगा।

2009 में इसके अंतिम रखरखाव मिशन के दौरान ली गई दूरबीन की एक विहित तस्वीर।

25 साल पहले, 24 अप्रैल, 1990 को, अंतरिक्ष शटल डिस्कवरी अपनी दसवीं उड़ान पर केप कैनावेरल से रवाना हुआ था, अपने परिवहन डिब्बे में एक असामान्य कार्गो लेकर गया था जो नासा के लिए गौरव लाएगा और खगोल विज्ञान के कई क्षेत्रों के विकास के लिए उत्प्रेरक बन जाएगा। . इस प्रकार हबल स्पेस टेलीस्कोप का 25-वर्षीय मिशन शुरू हुआ, जो शायद दुनिया का सबसे प्रसिद्ध खगोलीय उपकरण है।

अगले दिन, 25 अप्रैल, 1990, कार्गो हैच के दरवाजे खुले और एक विशेष मैनिपुलेटर ने दूरबीन को डिब्बे से बाहर उठा लिया। हबल ने अपनी यात्रा पृथ्वी से 612 किमी की ऊंचाई पर शुरू की। डिवाइस को लॉन्च करने की प्रक्रिया को कई IMAX कैमरों पर फिल्माया गया था, और, बाद के मरम्मत मिशनों में से एक के साथ, फिल्म डेस्टिनी इन स्पेस (1994) में शामिल किया गया था। टेलीस्कोप कई बार आईमैक्स फिल्म निर्माताओं के ध्यान में आया और हबल: गैलेक्सीज़ अक्रॉस स्पेस एंड टाइम (2004) और हबल 3डी (2010) फिल्मों का हीरो बन गया। हालाँकि, लोकप्रिय विज्ञान सिनेमा सुखद है, लेकिन फिर भी कक्षीय वेधशाला के काम का उप-उत्पाद है।

अंतरिक्ष दूरबीनों की आवश्यकता क्यों है?

ऑप्टिकल खगोल विज्ञान की मुख्य समस्या पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा उत्पन्न हस्तक्षेप है। बड़े टेलीस्कोप लंबे समय से बड़े शहरों और औद्योगिक केंद्रों से दूर, पहाड़ों में ऊंचे स्तर पर बनाए गए हैं। दूरदर्शिता आंशिक रूप से धुंध की समस्या को हल करती है, वास्तविक और प्रकाश दोनों (कृत्रिम प्रकाश स्रोतों द्वारा रात के आकाश की रोशनी)। उच्च ऊंचाई पर स्थित स्थान वायुमंडलीय अशांति के प्रभाव को कम करना संभव बनाता है, जो दूरबीनों के रिज़ॉल्यूशन को सीमित करता है, और अवलोकन के लिए उपयुक्त रातों की संख्या में वृद्धि करता है।

पहले से उल्लिखित असुविधाओं के अलावा, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा रेंज में पृथ्वी के वायुमंडल की पारदर्शिता वांछित नहीं है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में भी ऐसी ही समस्याएँ देखी जाती हैं। ज़मीन-आधारित पर्यवेक्षकों के रास्ते में एक और बाधा रेले स्कैटरिंग है, वही चीज़ जो आकाश के नीले रंग की व्याख्या करती है। इस घटना के कारण, प्रेक्षित वस्तुओं का स्पेक्ट्रम विकृत हो जाता है और लाल रंग में बदल जाता है।

डिस्कवरी शटल के कार्गो होल्ड में हबल। IMAX कैमरों में से एक से देखें।

लेकिन फिर भी, मुख्य समस्या पृथ्वी के वायुमंडल की विविधता, इसमें विभिन्न घनत्व वाले क्षेत्रों की उपस्थिति, हवा की गति आदि है। यह ऐसी घटनाएं हैं जो नग्न आंखों को दिखाई देने वाले सितारों की सुप्रसिद्ध टिमटिमाहट का कारण बनती हैं। बड़ी दूरबीनों के मल्टी-मीटर ऑप्टिक्स के साथ, समस्या और भी बदतर हो जाती है। परिणामस्वरूप, दर्पण और टेलीस्कोप एपर्चर के आकार की परवाह किए बिना, ग्राउंड-आधारित ऑप्टिकल उपकरणों का रिज़ॉल्यूशन लगभग 1 आर्कसेकंड तक सीमित है।

टेलीस्कोप को अंतरिक्ष में ले जाने से आप इन सभी समस्याओं से बच सकते हैं और रिज़ॉल्यूशन को परिमाण के क्रम से बढ़ा सकते हैं। उदाहरण के लिए, 2.4 मीटर के दर्पण व्यास वाले हबल टेलीस्कोप का सैद्धांतिक रिज़ॉल्यूशन 0.05 आर्क सेकंड है, वास्तविक 0.1 सेकंड है।

हबल परियोजना. शुरू

पहली बार, वैज्ञानिकों ने अंतरिक्ष युग के आगमन से बहुत पहले, पिछली सदी के 30 के दशक में, खगोलीय उपकरणों को पृथ्वी के वायुमंडल से परे स्थानांतरित करने के सकारात्मक प्रभाव के बारे में बात करना शुरू कर दिया था। अलौकिक वेधशालाएँ बनाने के शौकीनों में से एक खगोलभौतिकीविद् लिमन स्पिट्जर थे। इस प्रकार, 1946 में एक लेख में, उन्होंने अंतरिक्ष दूरबीनों के मुख्य लाभों की पुष्टि की, और 1962 में उन्होंने एक रिपोर्ट प्रकाशित की जिसमें सिफारिश की गई कि यूएस नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज अंतरिक्ष कार्यक्रम में ऐसे उपकरण के विकास को शामिल करे। बिल्कुल अपेक्षित रूप से, 1965 में, स्पिट्जर उस समिति के प्रमुख बने जिसने इतने बड़े अंतरिक्ष दूरबीन के लिए वैज्ञानिक कार्यों की सीमा निर्धारित की। बाद में, 2003 में 85-सेंटीमीटर मुख्य दर्पण के साथ लॉन्च किए गए स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप (एसआईआरटीएफ) इन्फ्रारेड स्पेस टेलीस्कोप का नाम वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया था।

स्पिट्जर अवरक्त दूरबीन.

पहली अलौकिक वेधशाला ऑर्बिटिंग सोलर ऑब्जर्वेटरी 1 (ओएसओ 1) थी, जिसे अंतरिक्ष युग की शुरुआत के ठीक 5 साल बाद, सूर्य का अध्ययन करने के लिए 1962 में लॉन्च किया गया था। कुल मिलाकर 1962 से 1975 तक ओएसओ कार्यक्रम के तहत। 8 डिवाइस बनाए गए. और 1966 में, इसके समानांतर, एक और कार्यक्रम लॉन्च किया गया - ऑर्बिटिंग एस्ट्रोनॉमिकल ऑब्जर्वेटरी (OAO), जिसके ढांचे के भीतर 1966-1972 में। चार परिक्रमा करने वाली पराबैंगनी और एक्स-रे दूरबीनें लॉन्च की गईं। यह OAO मिशनों की सफलता थी जो एक बड़े अंतरिक्ष दूरबीन के निर्माण के लिए शुरुआती बिंदु बन गई, जिसे पहले केवल बड़े ऑर्बिटिंग टेलीस्कोप या बड़े अंतरिक्ष टेलीस्कोप कहा जाता था। इस उपकरण को 1983 में अमेरिकी खगोलशास्त्री और ब्रह्मांड विज्ञानी एडविन हबल के सम्मान में हबल नाम मिला।

प्रारंभ में, 3-मीटर मुख्य दर्पण के साथ एक टेलीस्कोप बनाने और इसे 1979 में ही कक्षा में पहुंचाने की योजना बनाई गई थी। इसके अलावा, वेधशाला तुरंत विकसित की गई ताकि टेलीस्कोप को सीधे अंतरिक्ष में सेवा दी जा सके, और यहां स्पेस शटल कार्यक्रम, जो समानांतर रूप से विकसित हो रहा था, बहुत काम आया, जिसकी पहली उड़ान 12 अप्रैल, 1981 को हुई। आइए इसका सामना करते हैं, मॉड्यूलर डिजाइन एक शानदार समाधान था - उपकरण की मरम्मत और उन्नयन के लिए शटल ने दूरबीन से पांच बार उड़ान भरी।

और फिर पैसों की तलाश शुरू हुई. कांग्रेस ने या तो फंडिंग से इनकार कर दिया या फिर से फंड आवंटित किया। नासा और वैज्ञानिक समुदाय ने बड़े अंतरिक्ष टेलीस्कोप परियोजना के लिए एक अभूतपूर्व राष्ट्रव्यापी पैरवी कार्यक्रम शुरू किया, जिसमें विधायकों को बड़े पैमाने पर पत्र (तब कागजी) भेजना, कांग्रेसियों और सीनेटरों के साथ वैज्ञानिकों की व्यक्तिगत बैठकें आदि शामिल थीं। अंततः, 1978 में, कांग्रेस ने पहले $36 मिलियन का आवंटन किया, साथ ही यूरोपीय अंतरिक्ष समुदाय (ईएसए) लागत का कुछ हिस्सा वहन करने के लिए सहमत हुआ। वेधशाला का डिज़ाइन शुरू हुआ और 1983 को नई लॉन्च तिथि के रूप में निर्धारित किया गया।

नायक के लिए दर्पण

ऑप्टिकल टेलीस्कोप का सबसे महत्वपूर्ण भाग दर्पण होता है। अंतरिक्ष दूरबीन के दर्पण की उसके स्थलीय समकक्षों की तुलना में उच्च रिज़ॉल्यूशन के कारण विशेष आवश्यकताएं थीं। 2.4 मीटर व्यास वाले मुख्य हबल दर्पण पर काम 1979 में शुरू हुआ और पर्किन-एल्मर को ठेकेदार के रूप में चुना गया। जैसा कि बाद की घटनाओं से पता चला, यह एक घातक गलती थी।

कॉर्निंग के थर्मल विस्तार ग्लास के अल्ट्रा-लो गुणांक का उपयोग प्रीफॉर्म के रूप में किया गया था। हाँ, वही जिसे आप गोरिल्ला ग्लास से जानते हैं जो आपके स्मार्टफ़ोन की स्क्रीन की सुरक्षा करता है। पॉलिशिंग की सटीकता, जिसके लिए पहली बार नई सीएनसी मशीनों का उपयोग किया गया था, लाल बत्ती की तरंग दैर्ध्य का 1/65 या 10 एनएम होनी चाहिए। फिर दर्पण को एल्यूमीनियम की 65 एनएम परत और 25 एनएम मोटी मैग्नीशियम फ्लोराइड की एक सुरक्षात्मक परत से लेपित करना पड़ा। नासा ने पर्किन-एल्मर की क्षमता पर संदेह करते हुए और नई तकनीक के उपयोग में समस्याओं के डर से, साथ ही कोडक को पारंपरिक तरीके से बने बैकअप दर्पण का आदेश दिया।

पर्किन-एल्मर संयंत्र में हबल प्राथमिक दर्पण को पॉलिश करना, 1979।

नासा का डर निराधार निकला। मुख्य दर्पण की पॉलिशिंग 1981 के अंत तक जारी रही, इसलिए प्रक्षेपण को पहले 1984 तक के लिए स्थगित कर दिया गया, फिर, ऑप्टिकल प्रणाली के अन्य घटकों के उत्पादन में देरी के कारण, अप्रैल 1985 तक के लिए स्थगित कर दिया गया। पर्किन-एल्मर में देरी विनाशकारी अनुपात तक पहुंच गई। लॉन्च को दो बार और स्थगित किया गया, पहले मार्च और फिर सितंबर 1986 तक। वहीं, उस समय तक कुल परियोजना बजट पहले से ही $1.175 बिलियन था।

आपदा और प्रत्याशा

28 जनवरी, 1986 को, केप कैनावेरेल के ऊपर अपनी उड़ान के 73 सेकंड बाद, सात अंतरिक्ष यात्रियों के साथ अंतरिक्ष यान चैलेंजर में विस्फोट हो गया। ढाई साल के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका ने मानवयुक्त उड़ानें बंद कर दीं और हबल का प्रक्षेपण अनिश्चित काल के लिए स्थगित कर दिया गया।

अंतरिक्ष शटल उड़ानें 1988 में फिर से शुरू हुईं, और वाहन का प्रक्षेपण अब मूल तिथि से 11 साल बाद 1990 के लिए निर्धारित किया गया था। चार वर्षों तक, आंशिक रूप से चालू ऑनबोर्ड सिस्टम के साथ दूरबीन को कृत्रिम वातावरण वाले एक विशेष कमरे में संग्रहीत किया गया था। अकेले अद्वितीय उपकरण को संग्रहीत करने की लागत लगभग $6 मिलियन प्रति माह थी! लॉन्च के समय तक, अंतरिक्ष प्रयोगशाला बनाने की कुल लागत नियोजित $400 मिलियन के बजाय $2.5 बिलियन आंकी गई थी। आज, मुद्रास्फीति को ध्यान में रखते हुए, यह $10 बिलियन से अधिक है!

इस जबरन देरी के सकारात्मक पहलू भी थे - डेवलपर्स को उपग्रह को अंतिम रूप देने के लिए अतिरिक्त समय मिला। इस प्रकार, सौर पैनलों को अधिक कुशल पैनलों से बदल दिया गया (यह भविष्य में दो बार और किया जाएगा, लेकिन इस बार अंतरिक्ष में), ऑन-बोर्ड कंप्यूटर का आधुनिकीकरण किया गया, और ग्राउंड-आधारित सॉफ़्टवेयर में सुधार किया गया, जो, पता चला, 1986 तक पूरी तरह से तैयार नहीं किया गया था। यदि दूरबीन को अचानक समय पर अंतरिक्ष में ले जाया जाता, तो जमीनी सेवाएं इसके साथ काम नहीं कर पातीं। लापरवाही और लागत में बढ़ोतरी नासा में भी होती है।

और अंततः 24 अप्रैल 1990 को डिस्कवरी ने हबल को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित किया। खगोलीय प्रेक्षणों के इतिहास में एक नया चरण शुरू हुआ।

बदकिस्मत लकी टेलीस्कोप

यदि आप सोचते हैं कि यह हबल के दुस्साहस का अंत है, तो आप बहुत ग़लत हैं। लॉन्च के दौरान ही समस्याएं शुरू हो गईं - सौर पैनलों में से एक ने खुलने से इनकार कर दिया। अंतरिक्ष यात्री पहले से ही अपने स्पेससूट पहन रहे थे, समस्या को हल करने के लिए बाहरी अंतरिक्ष में जाने की तैयारी कर रहे थे, जब पैनल मुक्त हो गया और उसने अपना उचित स्थान ले लिया। हालाँकि, यह तो केवल शुरुआत थी।

कैनाडर्म मैनिपुलेटर हबल को मुक्त उड़ान में छोड़ देता है।

वस्तुतः दूरबीन के साथ काम करने के पहले ही दिनों में, वैज्ञानिकों ने पाया कि हबल एक तीक्ष्ण छवि नहीं बना सकता है और इसका रिज़ॉल्यूशन पृथ्वी-आधारित दूरबीनों से बहुत बेहतर नहीं है। अरबों डॉलर की यह परियोजना बेकार साबित हुई। यह जल्दी ही स्पष्ट हो गया कि पर्किन-एल्मर ने न केवल दूरबीन के ऑप्टिकल सिस्टम के उत्पादन में अशोभनीय देरी की, बल्कि मुख्य दर्पण को पॉलिश करने और स्थापित करने में भी गंभीर गलती की। दर्पण के किनारों पर निर्दिष्ट आकार से विचलन 2 माइक्रोन था, जिसके कारण मजबूत गोलाकार विपथन दिखाई दिया और संकल्प में नियोजित 0.1 के बजाय 1 चाप सेकंड की कमी आई।

त्रुटि का कारण पर्किन-एल्मर के लिए बिल्कुल शर्मनाक था और इससे कंपनी का अस्तित्व समाप्त हो जाना चाहिए था। मुख्य नल सुधारक, बड़े गोलाकार दर्पणों की जांच के लिए एक विशेष ऑप्टिकल उपकरण, गलत तरीके से स्थापित किया गया था - इसका लेंस सही स्थिति से 1.3 मिमी स्थानांतरित हो गया था। डिवाइस को असेंबल करने वाले तकनीशियन ने लेज़र मीटर के साथ काम करते समय बस एक गलती की, और जब उसे लेंस और उसकी सहायक संरचना के बीच एक अप्रत्याशित अंतर का पता चला, तो उसने एक नियमित धातु वॉशर का उपयोग करके इसकी भरपाई की।

हालाँकि, समस्या से बचा जा सकता था यदि पर्किन-एल्मर ने, सख्त गुणवत्ता नियंत्रण नियमों का उल्लंघन करते हुए, गोलाकार विपथन की उपस्थिति का संकेत देने वाले अतिरिक्त शून्य सुधारकों की रीडिंग को नजरअंदाज नहीं किया होता। इसलिए, एक व्यक्ति की गलती और पर्किन-एल्मर प्रबंधकों की लापरवाही के कारण, अरबों डॉलर का एक प्रोजेक्ट अधर में लटक गया।

हालाँकि नासा के पास कोडक द्वारा बनाया गया एक अतिरिक्त दर्पण था, और दूरबीन को कक्षा में सेवा देने के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन अंतरिक्ष में मुख्य घटक को बदलना संभव नहीं था। परिणामस्वरूप, ऑप्टिकल विकृतियों का सटीक परिमाण निर्धारित करने के बाद, उनकी भरपाई के लिए एक विशेष उपकरण विकसित किया गया - करेक्टिव ऑप्टिक्स स्पेस टेलीस्कोप एक्सियल रिप्लेसमेंट (COSTAR)। सीधे शब्दों में कहें तो यह ऑप्टिकल सिस्टम के लिए एक मैकेनिकल पैच है। इसे स्थापित करने के लिए, हबल पर एक वैज्ञानिक उपकरण को नष्ट करना पड़ा; परामर्श के बाद वैज्ञानिकों ने हाई-स्पीड फोटोमीटर का त्याग करने का निर्णय लिया।

अंतरिक्ष यात्री हबल के पहले मरम्मत मिशन के दौरान उसका रखरखाव करते हैं।

शटल एंडेवर पर मरम्मत मिशन 2 दिसंबर, 1993 तक शुरू नहीं हुआ था। इस पूरे समय में, हबल ने गोलाकार विपथन के परिमाण से स्वतंत्र माप और सर्वेक्षण किए; इसके अलावा, खगोलविद एक काफी प्रभावी पोस्ट-प्रोसेसिंग एल्गोरिदम विकसित करने में कामयाब रहे जो कुछ विकृतियों की भरपाई करता है। एक उपकरण को तोड़ने और COSTAR को स्थापित करने में 5 दिन का काम और 5 स्पेसवॉक लगे, जिसकी कुल अवधि 35 घंटे थी! और मिशन से पहले, अंतरिक्ष यात्रियों ने हबल की सेवा के लिए बनाए गए लगभग सौ अद्वितीय उपकरणों का उपयोग करना सीखा। COSTAR को स्थापित करने के अलावा, टेलीस्कोप का मुख्य कैमरा बदल दिया गया। यह समझने योग्य है कि सुधार उपकरण और नया कैमरा दोनों संबंधित द्रव्यमान वाले बड़े रेफ्रिजरेटर के आकार के उपकरण हैं। वाइड फील्ड/प्लैनेटरी कैमरा के बजाय, जिसमें 800x800 पिक्सल के रिज़ॉल्यूशन वाले 4 टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स सीसीडी सेंसर हैं, वाइड फील्ड और प्लैनेटरी कैमरा 2 स्थापित किया गया था, जिसमें नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी द्वारा डिजाइन किए गए नए सेंसर थे। चारों मैट्रिक्स का रिज़ॉल्यूशन पिछले एक के समान होने के बावजूद, उनकी विशेष व्यवस्था के कारण, छोटे देखने के कोण पर अधिक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया गया था। उसी समय, हबल को सौर पैनलों और उन्हें नियंत्रित करने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स, दृष्टिकोण नियंत्रण प्रणाली के लिए चार जाइरोस्कोप, कई अतिरिक्त मॉड्यूल आदि से बदल दिया गया। पहले से ही 13 जनवरी 1994 को, नासा ने जनता को अंतरिक्ष वस्तुओं की अधिक स्पष्ट छवियां दिखाईं।

COSTAR स्थापना से पहले और बाद में M100 आकाशगंगा की छवि।

मामला एक मरम्मत मिशन तक सीमित नहीं था; शटल ने हबल के लिए पांच बार उड़ान भरी (!), जो वेधशाला को आईएसएस और सोवियत कक्षीय स्टेशनों के अलावा सबसे अधिक देखी जाने वाली कृत्रिम अलौकिक वस्तु बनाता है।

दूसरा सेवा मिशन, जिसके दौरान कई वैज्ञानिक उपकरण और ऑन-बोर्ड सिस्टम बदले गए, फरवरी 1997 में हुआ। अंतरिक्ष यात्री फिर से पाँच बार बाहरी अंतरिक्ष में गए और कुल 33 घंटे बिताए।

तीसरे मरम्मत मिशन को दो भागों में विभाजित किया गया था, जिसमें पहले को तय समय से देरी से पूरा करना था। तथ्य यह है कि हबल के छह दृष्टिकोण नियंत्रण प्रणाली जाइरोस्कोप में से तीन विफल हो गए, जिससे दूरबीन को लक्ष्य पर इंगित करना मुश्किल हो गया। चौथा जाइरोस्कोप मरम्मत दल के शुरू होने से एक सप्ताह पहले "मर गया", जिससे अंतरिक्ष वेधशाला बेकाबू हो गई। दूरबीन को बचाने के लिए अभियान 19 दिसंबर 1999 को शुरू हुआ। अंतरिक्ष यात्रियों ने सभी छह जाइरोस्कोप को बदल दिया और ऑनबोर्ड कंप्यूटर को अपग्रेड किया।

हबल का पहला ऑन-बोर्ड कंप्यूटर DF-224 था।

1990 में, हबल ने DF-224 ऑनबोर्ड कंप्यूटर के साथ लॉन्च किया, जिसका व्यापक रूप से 80 के दशक में NASA द्वारा उपयोग किया गया था (याद रखें, वेधशाला का डिज़ाइन 70 के दशक में बनाया गया था)। रॉकवेल ऑटोनेटिक्स द्वारा निर्मित, 50 किलोग्राम वजन और 45x45x30 सेमी मापने वाला यह सिस्टम 1.25 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ तीन प्रोसेसर से लैस था, उनमें से दो को बैकअप माना जाता था और मुख्य और पहले बैकअप की विफलता की स्थिति में वैकल्पिक रूप से चालू किया गया था। सीपीयू. सिस्टम 48K किलोवर्ड (एक शब्द 32 बाइट्स के बराबर है) की मेमोरी क्षमता से लैस था, और एक समय में केवल 32 किलोवर्ड ही उपलब्ध थे।

स्वाभाविक रूप से, 90 के दशक के मध्य तक, ऐसी वास्तुकला पहले से ही निराशाजनक रूप से पुरानी हो चुकी थी, इसलिए एक सेवा मिशन के दौरान DF-224 को 25 मेगाहर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति के साथ एक विशेष, विकिरण-संरक्षित इंटेल i486 चिप पर आधारित सिस्टम से बदल दिया गया था। नया कंप्यूटर DF-224 से 20 गुना तेज था और इसमें 6 गुना अधिक रैम थी, जिससे कई कार्यों की प्रोसेसिंग तेज करना और आधुनिक प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करना संभव हो गया। वैसे, अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में उपयोग सहित एम्बेडेड सिस्टम के लिए इंटेल i486 चिप्स का उत्पादन सितंबर 2007 तक किया गया था!

एक अंतरिक्ष यात्री पृथ्वी पर लौटने के लिए हबल से टेप ड्राइव निकालता है।

ऑन-बोर्ड डेटा भंडारण प्रणाली को भी बदल दिया गया। हबल के मूल डिज़ाइन में, यह 70 के दशक की रील-टू-रील ड्राइव थी, जो 1.2GB डेटा के बैक-टू-बैक स्टोरेज में सक्षम थी। दूसरे मरम्मत मिशन के दौरान, इनमें से एक "रील-टू-रील टेप रिकॉर्डर" को एसएसडी ड्राइव से बदल दिया गया था। तीसरे मिशन के दौरान दूसरे "बॉबिन" को भी बदल दिया गया। एसएसडी आपको 10 गुना अधिक जानकारी संग्रहीत करने की अनुमति देता है - 12 जीबी। हालाँकि, आपको इसकी तुलना अपने लैपटॉप के SSD से नहीं करनी चाहिए। हबल की मुख्य ड्राइव का माप 30 x 23 x 18 सेमी और वजन 11.3 किलोग्राम है!

चौथा मिशन, जिसे आधिकारिक तौर पर 3बी कहा जाता है, मार्च 2002 में वेधशाला के लिए रवाना हुआ। मुख्य कार्य सर्वेक्षण के लिए नया उन्नत कैमरा स्थापित करना है। इस उपकरण की स्थापना से 1993 से चल रहे सुधार उपकरण के उपयोग को छोड़ना संभव हो गया। नए कैमरे में 2048 × 4096 पिक्सल मापने वाले दो डॉक किए गए सीसीडी डिटेक्टर थे, जो 2.5 मेगापिक्सेल के मुकाबले 16 मेगापिक्सेल का कुल रिज़ॉल्यूशन देते थे। पिछले कैमरे के लिए. कुछ वैज्ञानिक उपकरणों को बदल दिया गया, ताकि 1991 में अंतरिक्ष में गए मूल सेट में से कोई भी उपकरण हबल पर न रह जाए। इसके अलावा, अंतरिक्ष यात्रियों ने दूसरी बार उपग्रह के सौर पैनलों को अधिक कुशल पैनलों से बदल दिया, जिससे 30% अधिक ऊर्जा उत्पन्न हुई।

शटल पर लादने से पहले साफ कमरे में सर्वेक्षण के लिए उन्नत कैमरा।

हबल के लिए पांचवीं उड़ान छह साल पहले, 2009 में, अंतरिक्ष शटल कार्यक्रम के अंत में हुई थी। क्योंकि यह ज्ञात था कि यह अंतिम मरम्मत मिशन था, और दूरबीन में एक बड़ा बदलाव किया गया था। फिर से, रवैया नियंत्रण प्रणाली के सभी छह जाइरोस्कोप, एक सटीक मार्गदर्शन सेंसर को बदल दिया गया, पुराने के बजाय नई निकल-हाइड्रोजन बैटरी स्थापित की गईं जो 18 वर्षों से कक्षा में काम कर रही थीं, क्षतिग्रस्त आवरण की मरम्मत की गई थी, आदि।

एक अंतरिक्ष यात्री पृथ्वी पर हबल बैटरियों को बदलने का अभ्यास करता है। बैटरी पैक का वजन - 181 किलोग्राम।

कुल मिलाकर, पाँच सेवा मिशनों के दौरान, अंतरिक्ष यात्रियों ने दूरबीन की मरम्मत में 23 दिन बिताए, वायुहीन अंतरिक्ष में 164 घंटे बिताए! एक अनोखी उपलब्धि.

टेलिस्कोप के लिए इंस्टाग्राम

हर हफ्ते, हबल लगभग 140 जीबी डेटा पृथ्वी पर भेजता है, जिसे स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट में एकत्र किया जाता है, जो विशेष रूप से सभी कक्षीय दूरबीनों के प्रबंधन के लिए बनाया गया है। आज संग्रह की मात्रा लगभग 60 टीबी डेटा (15 लाख रिकॉर्ड) है, जिस तक पहुंच सभी के लिए खुली है, साथ ही दूरबीन के लिए भी। हबल का उपयोग करने के लिए कोई भी आवेदन कर सकता है, सवाल यह है कि क्या इसकी अनुमति दी जाएगी। हालाँकि, यदि आपके पास खगोल विज्ञान में कोई डिग्री नहीं है, तो प्रयास भी न करें, सबसे अधिक संभावना है कि आप छवि के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए आवेदन पत्र भी प्राप्त नहीं कर पाएंगे।

वैसे, हबल द्वारा पृथ्वी पर प्रेषित सभी तस्वीरें मोनोक्रोम हैं। विभिन्न फिल्टर के साथ ली गई मोनोक्रोम तस्वीरों की एक श्रृंखला को सुपरइम्पोज़ करके, वास्तविक या कृत्रिम रंगों में रंगीन फ़ोटो का संयोजन पहले से ही पृथ्वी पर होता है।

"पिलर्स ऑफ़ क्रिएशन" हबल की 2015 की सबसे प्रभावशाली तस्वीरों में से एक है। ईगल नेबुला, दूरी 4000 प्रकाश वर्ष।

हबल के साथ ली गई सबसे प्रभावशाली तस्वीरें, जो पहले से ही संसाधित हैं, हबलसाइट पर पाई जा सकती हैं, जो नासा या ईएसए की आधिकारिक उपसाइट है, जो दूरबीन की 25वीं वर्षगांठ को समर्पित साइट है।

स्वाभाविक रूप से, हबल का अपना ट्विटर अकाउंट है, यहाँ तक कि दो -

• अनुवाद

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में तरंग दैर्ध्य पर काम करने वाले दूरबीनों के उदाहरण (फरवरी 2013 तक संचालित)। वेधशालाएँ स्पेक्ट्रम के उस हिस्से के ऊपर या नीचे स्थित होती हैं जिसे वे आमतौर पर देखते हैं।

जब 1990 में हबल स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च किया गया था, तो हम इसका उपयोग माप के पूरे भार को पूरा करने के लिए करने जा रहे थे। हम सुदूर आकाशगंगाओं में अलग-अलग तारे देखने जा रहे थे जिन्हें हमने पहले कभी नहीं देखा था; गहरे ब्रह्मांड को इस तरह मापें जो पहले कभी संभव नहीं था; तारा निर्माण के क्षेत्रों में झाँकें और अभूतपूर्व विभेदन में नीहारिकाओं को देखें; बृहस्पति और शनि के चंद्रमाओं पर होने वाले विस्फोटों को विस्तार से कैप्चर करें जो पहले कभी संभव नहीं था। लेकिन सबसे बड़ी खोजें - डार्क एनर्जी, सुपरमैसिव ब्लैक होल, एक्सोप्लैनेट, प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क - अप्रत्याशित थीं। क्या यह प्रवृत्ति जेम्स वेब और WFIRST दूरबीनों के साथ जारी रहेगी? हमारा पाठक पूछता है:

कुछ मौलिक नई भौतिकी के बारे में कल्पना किए बिना, वेब और डब्लूएफआईआरएसटी के कौन से परिणाम आपको सबसे अधिक आश्चर्यचकित कर सकते हैं?

ऐसी भविष्यवाणी करने के लिए, हमें यह जानना होगा कि ये दूरबीनें किस माप में सक्षम हैं।



पूर्ण और लॉन्च किए गए जेम्स वेब टेलीस्कोप की एक कलाकार की छाप। सौर ताप से दूरबीन की पाँच-परतीय सुरक्षा पर ध्यान दें

जेम्स वेब एक नई पीढ़ी का अंतरिक्ष दूरबीन है, जिसे अक्टूबर 2018 में लॉन्च किया जाएगा [चूंकि मूल लेख लिखा गया था, लॉन्च की तारीख मार्च-जून 2019 - लगभग स्थानांतरित कर दी गई है। अनुवाद.] एक बार पूरी तरह चालू और ठंडा हो जाने पर, यह मानव इतिहास की सबसे शक्तिशाली वेधशाला बन जाएगी। इसका व्यास 6.5 मीटर होगा, इसका एपर्चर हबल से सात गुना अधिक होगा और इसका रिज़ॉल्यूशन लगभग तीन गुना होगा। यह दृश्य प्रकाश से लेकर अवरक्त तक 550 से 30,000 एनएम तक तरंग दैर्ध्य को कवर करेगा। यह सभी अवलोकन योग्य वस्तुओं के रंग और स्पेक्ट्रा को मापने में सक्षम होगा, जिससे इसे प्राप्त होने वाले लगभग हर फोटॉन का लाभ अधिकतम हो जाएगा। अंतरिक्ष में इसका स्थान हमें इसके द्वारा देखे जाने वाले स्पेक्ट्रम के भीतर सब कुछ देखने की अनुमति देगा, न कि केवल उन तरंगों को जिनके लिए वातावरण आंशिक रूप से पारदर्शी है।

WFIRST उपग्रह की अवधारणा, जिसे 2024 में लॉन्च किया जाना है। इसे हमें डार्क एनर्जी और अन्य अविश्वसनीय ब्रह्मांडीय खोजों का सबसे सटीक माप प्रदान करना चाहिए।

WFIRST 2020 के लिए NASA का प्रमुख मिशन है और वर्तमान में 2024 में लॉन्च होने वाला है। दूरबीन बड़ी नहीं होगी, यह इन्फ्रारेड नहीं होगी, यह हबल जो नहीं कर सकता उसके अलावा कुछ भी कवर नहीं करेगा। वह इसे बेहतर और तेजी से करेगा। कितना बेहतर? हबल, आकाश के एक निश्चित क्षेत्र का अध्ययन करते हुए, दृश्य के पूरे क्षेत्र से प्रकाश एकत्र करता है, और बस कई छवियों को इकट्ठा करके और उन्हें एक साथ जोड़कर, नीहारिकाओं, ग्रह प्रणालियों, आकाशगंगाओं, आकाशगंगाओं के समूहों की तस्वीर लेने में सक्षम है। WFIRST भी यही काम करेगा, लेकिन 100 गुना बड़े दृश्य क्षेत्र के साथ। दूसरे शब्दों में, हबल जो कुछ भी कर सकता है, WFIRST उससे 100 गुना तेजी से कर सकता है। यदि हम हबल एक्सट्रीम डीप फील्ड प्रयोग के दौरान किए गए अवलोकनों को ही लें, जब हबल ने 23 दिनों तक आकाश के एक ही हिस्से का अवलोकन किया और वहां 5,500 आकाशगंगाएँ पाईं, तो WFIRST ने उस समय में पाँच लाख से अधिक आकाशगंगाएँ पाई होंगी।

हबल एक्सट्रीम डीप फील्ड प्रयोग से छवि, ब्रह्मांड का अब तक का हमारा सबसे गहरा अवलोकन

लेकिन हमारी दिलचस्पी उन चीज़ों में नहीं है जिनके बारे में हम जानते हैं कि हम इन दो अद्भुत वेधशालाओं की मदद से खोजेंगे, बल्कि उनमें है जिनके बारे में हम अभी तक कुछ भी नहीं जानते हैं! इन खोजों का अनुमान लगाने के लिए हमें जिस मुख्य चीज़ की आवश्यकता है वह है एक अच्छी कल्पना, एक विचार कि हम अभी भी क्या खोज सकते हैं, और इन दूरबीनों की तकनीकी संवेदनशीलता की समझ। ब्रह्मांड में हमारी सोच में क्रांति लाने के लिए, यह बिल्कुल भी आवश्यक नहीं है कि जो जानकारी हम खोजते हैं वह जो हम जानते हैं उससे मौलिक रूप से भिन्न हो। जेम्स वेब और डब्लूएफआईआरएसटी क्या खोज सकते हैं इसके लिए यहां सात उम्मीदवार हैं!

बृहस्पति और आंतरिक सौर मंडल के गैलिलियन चंद्रमाओं के साथ मंद लाल तारे ट्रैपिस्ट-1 की परिक्रमा करने वाले नए खोजे गए ग्रहों के आकार की तुलना। ट्रैपिस्ट-1 के आसपास पाए गए सभी ग्रह आकार में पृथ्वी के समान हैं, लेकिन तारा केवल बृहस्पति के आकार के करीब है।

1) संभावित रूप से रहने योग्य पृथ्वी के आकार की दुनिया पर ऑक्सीजन युक्त वातावरण। एक साल पहले, सूर्य जैसे तारों के रहने योग्य क्षेत्रों में पृथ्वी के आकार की दुनिया की खोज अपने चरम पर थी। लेकिन प्रॉक्सिमा बी की खोज, और ट्रैपिस्ट-1 के आसपास पृथ्वी के आकार के सात संसार, छोटे लाल बौनों की परिक्रमा करने वाले पृथ्वी के आकार के संसार ने तीव्र विवाद का तूफान खड़ा कर दिया है। यदि ये संसार रहने योग्य हैं, और यदि इनमें वायुमंडल है, तो उनके तारों के आकार की तुलना में पृथ्वी का अपेक्षाकृत बड़ा आकार बताता है कि हम पारगमन के दौरान उनके वायुमंडल की सामग्री को मापने में सक्षम होंगे! अणुओं का अवशोषण प्रभाव - कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और ऑक्सीजन - जीवन का पहला अप्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान कर सकता है। जेम्स वेब इसे देख सकेंगे और नतीजे दुनिया को चौंका सकते हैं!

यदि हम समय के साथ डार्क एनर्जी की ताकत में वृद्धि का पता लगाते हैं तो बिग रिप परिदृश्य सामने आएगा

2) डार्क एनर्जी की अस्थिरता और बिग रिप की संभावित शुरुआत के साक्ष्य। WFIRST के मुख्य वैज्ञानिक लक्ष्यों में से एक टाइप Ia सुपरनोवा की खोज में बहुत बड़ी दूरी पर तारों का निरीक्षण करना है। इन्हीं घटनाओं ने हमें डार्क एनर्जी की खोज करने की अनुमति दी, लेकिन दसियों या सैकड़ों के बजाय, यह विशाल दूरी पर स्थित हजारों घटनाओं के बारे में जानकारी एकत्र करेगी। और यह हमें न केवल ब्रह्मांड के विस्तार की दर को मापने की अनुमति देगा, बल्कि समय के साथ इस दर में परिवर्तन को भी, आज की तुलना में दस गुना अधिक सटीकता के साथ मापने की अनुमति देगा। यदि डार्क एनर्जी ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक से कम से कम 1% भिन्न है, तो हम इसे पाएंगे। और यदि इसका परिमाण ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के नकारात्मक दबाव से केवल 1% अधिक है, तो हमारा ब्रह्मांड एक बड़े विस्फोट के साथ समाप्त हो जाएगा। यह निश्चित रूप से एक आश्चर्य के रूप में आएगा, लेकिन हमारे पास केवल एक ही ब्रह्मांड है, और हमें यह सुनना चाहिए कि वह अपने बारे में क्या बताने के लिए तैयार है।

आज ज्ञात सबसे दूर की आकाशगंगा, हबल द्वारा स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से पुष्टि की गई, हमें वैसी ही दिखाई देती है जैसी तब थी जब ब्रह्मांड केवल 407 मिलियन वर्ष पुराना था।

3) हमारे सिद्धांतों की भविष्यवाणी से भी पहले के तारे और आकाशगंगाएँ। जेम्स वेब, अपनी अवरक्त आँखों से, अतीत में देखने में सक्षम होंगे जब ब्रह्मांड 200-275 मिलियन वर्ष पुराना था - इसकी वर्तमान आयु का केवल 2%। इसमें अधिकांश पहली आकाशगंगाओं और पहले सितारों के देर से गठन को शामिल किया जाना चाहिए, लेकिन हमें इस बात के सबूत भी मिल सकते हैं कि सितारों और आकाशगंगाओं की पिछली पीढ़ियाँ पहले भी मौजूद थीं। यदि यह इस तरह से निकलता है, तो इसका मतलब यह होगा कि ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण (380,000 वर्ष) की उपस्थिति के समय से लेकर पहले सितारों के गठन तक गुरुत्वाकर्षण विकास में कुछ गड़बड़ हुई। यह निश्चित रूप से एक दिलचस्प समस्या होगी!

आकाशगंगा एनजीसी 4261 का कोर, बड़ी संख्या में आकाशगंगाओं के कोर की तरह, इन्फ्रारेड और एक्स-रे रेंज दोनों में एक सुपरमैसिव ब्लैक होल की उपस्थिति के संकेत दिखाता है।

4) सुपरमैसिव ब्लैक होल जो पहली आकाशगंगाओं से पहले दिखाई दिए। जहां तक ​​हम माप सकते हैं, उस समय से लेकर जब ब्रह्मांड लगभग एक अरब वर्ष पुराना था, आकाशगंगाओं में अतिविशाल ब्लैक होल मौजूद थे। मानक सिद्धांत से पता चलता है कि ये ब्लैक होल तारों की पहली पीढ़ियों से उत्पन्न हुए थे जो एक साथ विलीन हो गए और समूहों के केंद्र में गिर गए, और फिर पदार्थ जमा हो गए और सुपरमैसिव ब्लैक होल में बदल गए। मानक आशा इस पैटर्न की पुष्टि और विकास के शुरुआती चरणों में ब्लैक होल ढूंढना है, लेकिन यह आश्चर्य की बात होगी अगर हम उन्हें इन शुरुआती आकाशगंगाओं में पहले से ही पूरी तरह से गठित पाते हैं। जेम्स वेब और डब्लूएफआईआरएसटी इन वस्तुओं पर प्रकाश डालने में सक्षम होंगे, और उन्हें किसी भी रूप में ढूंढना एक बड़ी वैज्ञानिक सफलता होगी!

मई 2016 तक केप्लर द्वारा खोजे गए ग्रहों को आकार के आधार पर क्रमबद्ध किया गया, जब उन्होंने नए एक्सोप्लैनेट का सबसे बड़ा नमूना जारी किया। सबसे आम दुनिया पृथ्वी से थोड़ी बड़ी और नेपच्यून से थोड़ी छोटी है, लेकिन कम द्रव्यमान वाली दुनिया केपलर को दिखाई नहीं दे सकती है।

5) कम द्रव्यमान वाले एक्सोप्लैनेट, पृथ्वी का केवल 10%, सबसे आम हो सकते हैं। यह WFIRST की विशेषता है: आकाश के बड़े क्षेत्रों में माइक्रोलेंसिंग की खोज करना। जब एक तारा दूसरे तारे के सामने से गुजरता है, तो हमारे दृष्टिकोण से, अंतरिक्ष की वक्रता एक आवर्धक प्रभाव पैदा करती है, जिसमें पूर्वानुमानित वृद्धि होती है और बाद में चमक में कमी आती है। अग्रभूमि प्रणाली में ग्रहों की उपस्थिति प्रकाश संकेत को बदल देगी और हमें उन्हें बेहतर सटीकता के साथ पहचानने की अनुमति देगी, किसी भी अन्य विधि की तुलना में छोटे द्रव्यमान को पहचान सकती है। WFIRST के साथ, हम पृथ्वी के द्रव्यमान के 10% तक के सभी ग्रहों की जांच करेंगे - एक ग्रह जो मंगल के आकार का है। क्या मंगल जैसी दुनियाएं पृथ्वी जैसी दुनियाओं से अधिक सामान्य हैं? WFIRST हमें यह पता लगाने में मदद कर सकता है!

सीआर7 का एक चित्रण, पहली आकाशगंगा जिसकी खोज की गई थी जिसमें पॉपुलेशन III तारे थे, जो ब्रह्मांड में पहले तारे थे। जेम्स वेब इसकी तथा अन्य समान आकाशगंगाओं की वास्तविक तस्वीर ले सकते हैं

6) पहले तारे अब मौजूद तारों से अधिक विशाल हो सकते हैं। पहले तारों का अध्ययन करके, हम पहले से ही जानते हैं कि वे वर्तमान तारों से बहुत अलग हैं: उनमें अन्य तत्वों के बिना, लगभग 100% शुद्ध हाइड्रोजन और हीलियम शामिल थे। लेकिन अन्य तत्व शीतलन, विकिरण और प्रारंभिक अवस्था में तारों को बहुत बड़ा होने से रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आज ज्ञात सबसे बड़ा तारा टारेंटयुला नेबुला में स्थित है, और सूर्य से 260 गुना अधिक विशाल है। लेकिन प्रारंभिक ब्रह्मांड में सूर्य से 300, 500 और यहां तक ​​कि 1000 गुना भारी तारे भी हो सकते हैं! जेम्स वेब को हमें यह पता लगाने का मौका देना चाहिए, और वह हमें ब्रह्मांड के शुरुआती सितारों के बारे में कुछ आश्चर्यजनक बता सकते हैं।

बौनी आकाशगंगाओं में गैस का बहिर्वाह सक्रिय तारा निर्माण के दौरान होता है, जिसके कारण सामान्य पदार्थ उड़ जाता है, जबकि काला पदार्थ बना रहता है।

7) प्रारंभिक आकाशगंगाओं में डार्क मैटर उतना प्रभावी नहीं हो सकता जितना आज की आकाशगंगाओं में है। हम अंततः ब्रह्मांड के सुदूर हिस्सों में आकाशगंगाओं को मापने में सक्षम हो सकते हैं और यह निर्धारित कर सकते हैं कि सामान्य पदार्थ और डार्क मैटर का अनुपात बदल रहा है या नहीं। नए तारों के गहन गठन के साथ, सामान्य पदार्थ आकाशगंगा से बाहर बहता है, जब तक कि आकाशगंगा बहुत बड़ी न हो - जिसका अर्थ है कि प्रारंभिक, मंद आकाशगंगाओं में, दूर स्थित मंद आकाशगंगाओं की तुलना में अंधेरे पदार्थ के सापेक्ष अधिक सामान्य पदार्थ होना चाहिए हम। ऐसा अवलोकन डार्क मैटर की वर्तमान समझ की पुष्टि करेगा और संशोधित गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांतों को चुनौती देगा; विपरीत अवलोकन डार्क मैटर सिद्धांत को अस्वीकार कर सकता है। जेम्स वेब इसे संभालने में सक्षम होंगे, लेकिन WFIRST अवलोकनों के संचित आँकड़े वास्तव में सब कुछ स्पष्ट कर देंगे।

एक कलाकार का यह विचार कि पहले तारों के बनने पर ब्रह्मांड कैसा दिखेगा

ये सभी केवल संभावनाएं हैं, और यहां सूचीबद्ध करने के लिए उनमें से बहुत सारे हैं। अवलोकन करने, डेटा एकत्र करने और वैज्ञानिक अनुसंधान करने का पूरा उद्देश्य यह है कि हम नहीं जानते कि ब्रह्मांड कैसे काम करता है जब तक कि हम यह पता लगाने में मदद करने के लिए सही प्रश्न नहीं पूछते। जेम्स वेब चार मुख्य विषयों पर ध्यान केंद्रित करेंगे: पहला प्रकाश और पुनर्आयनीकरण, आकाशगंगाओं का संयोजन और विकास, तारों का जन्म और ग्रह निर्माण, और ग्रहों की खोज और जीवन की उत्पत्ति। WFIRST डार्क एनर्जी, सुपरनोवा, बेरियोनिक ध्वनिक दोलनों, एक्सोप्लैनेट - माइक्रोलेंसिंग और प्रत्यक्ष अवलोकन दोनों - और आकाश के बड़े हिस्से के निकट-अवरक्त अवलोकन पर ध्यान केंद्रित करेगा, जो 2MASS और WISE जैसी पिछली वेधशालाओं की क्षमताओं से कहीं अधिक है।

WISE अंतरिक्ष यान द्वारा प्राप्त संपूर्ण आकाश का एक अवरक्त मानचित्र। WFIRST, WISE के पास उपलब्ध स्थानिक विभेदन और क्षेत्र की गहराई से काफी आगे निकल जाएगा, जिससे हमें और अधिक गहराई से देखने की अनुमति मिलेगी।

हमारे पास आज के ब्रह्मांड की अद्भुत समझ है, लेकिन जेम्स वेब और डब्लूएफआईआरएसटी जिन प्रश्नों का उत्तर देंगे, वे केवल आज ही पूछे जा रहे हैं, जो हमने पहले ही सीख लिया है उसके आधार पर। ऐसा हो सकता है कि इन सभी मोर्चों पर कोई आश्चर्य नहीं होगा, लेकिन अधिक संभावना यह है कि न केवल हमें आश्चर्य मिलेगा, बल्कि यह भी कि उनकी प्रकृति के बारे में हमारा अनुमान पूरी तरह से गलत होगा। विज्ञान के मजे का एक हिस्सा यह है कि आप कभी नहीं जानते कि ब्रह्मांड कब या कैसे आपको किसी नई चीज से आश्चर्यचकित कर देगा। और जब यह ऐसा करता है, तो समस्त उन्नत मानवता का सबसे बड़ा अवसर आता है: यह हमें पूरी तरह से कुछ नया सीखने की अनुमति देता है, और हमारी भौतिक वास्तविकता को समझने के तरीके को बदल देता है।

ब्रह्मांड

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