تلسكوب جيمس ويب ينطلق في مهمة لاستكشاف أسرار الكون

تم إطلاق التلسكوب الأكثر طموحا وتكلفة على الإطلاق إلى الفضاء في يوم عيد الميلاد، بهدف رؤية أعمق في الفضاء - وبالتالي رؤية أعمق في الماضي - أكثر من أي وقت مضى.
بعد ثلاثة عقود من التخطيط والبناء شهدت كثيرا من حالات التأخير والتكاليف المتصاعدة، أصبح تلسكوب جيمس ويب الفضائي، الذي تبلغ قيمته عشرة مليارات دولار في طريقه أخيرا إلى مدار خاص يبعد عن الأرض أربعة أضعاف المسافة بين القمر والأرض.
في مركز التحكم التابع لوكالة الفضاء الأوروبية في كورو، جيانا الفرنسية، هتف العلماء والمهندسون وصفقوا في اللحظة الحرجة التي شهدت انطلاقة ناجحة، عندما انفصل التلسكوب عن المرحلة العليا من صاروخ أريان 5 بعد 27 دقيقة وبدأ رحلة مستقلة إلى نقطة المراقبة الخاصة به على بعد 1.5 مليون كيلو متر.
قال بيل نيلسون، رئيس وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا"، التي قادت المشروع الدولي: "هذا يوم عظيم ليس فقط لأمريكا وشركائنا الأوروبيين والكنديين، ولكنه أيضا يوم عظيم لكوكب الأرض".
الهدف الأساسي لويب، هو تصوير النجوم والمجرات الأولى، التي تشكلت من الغاز الأولي في "الفجر الكوني" بعد حوالي 200 مليون عام من الانفجار العظيم.
لكن علماء الفلك يتوقعون أيضا أن يوفر تلسكوب ويب كنزا من الملاحظات الخاصة بالأجسام القريبة من الأرض، خاصة الكواكب - سواء في نظامنا الشمسي أو تلك التي تدور حول النجوم في أماكن أخرى من المجرة. ستقيس أدواته التركيب الكيمياوي لهذه الأجواء الكوكبية، بحثا عن اللبنات الجزيئية لبناء الحياة.
ريتشارد إليس، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة كوليدج لندن، شارك في المشروع منذ أوائل التسعينيات، عندما شكلت وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" فريقا علميا للتخطيط لخليفة للمرصد هابل، الذي تم إطلاقه أخيرا. تمت تسمية التلسكوب جيمس ويب على اسم مدير وكالة ناسا، الذي قاد برنامج أبولو خلال الستينيات.
قال إليس: "أصبح الأمر مكلفا للغاية، وكان هناك كثير من التأخير، وكان ويب مهددا بالإلغاء عدة مرات. لكن الآن، أخيرا، لدينا تلسكوب يسعد علماء الفلك ويفخرون به".
مرآة ويب الأساسية التي تبلغ 6.5 متر أقوى 100 مرة من هابل. لكن الاختلاف الرئيس بين التلسكوبين العظيمين هو، أن هابل يرصد الضوء المرئي، بينما يعمل ويب في منطقة الأشعة تحت الحمراء. لذا يعد ويب أفضل كثيرا في الكشف عن الأجسام البعيدة للغاية، لأن ضوءها يتحول إلى موجات أطول من خلال تمدد الكون.
في حين أن هابل يقع في مدار منخفض على ارتفاع 550 كيلو مترا فقط فوق سطح الأرض، فإن ويب سيكون على بعد 1.5 مليون كيلو متر، في "نقطة لاجرانج الثانية" L2. هنا، تعمل الجاذبية من الشمس والأرض على موازنة الحركة المدارية للقمر الصناعي، لذلك يبدو أنه يحوم في المكان نفسه في الفضاء.
ميزة L2 على مدار الأرض المنخفض تتمثل في أن المسافة الكبيرة التي تفصلها عن الكوكب تجعل من السهل الحفاظ على برودة ويب، وتجنب التداخل من أشعة الأرض تحت الحمراء. أحد العيوب يتمثل في بعد المسافة الذي يجعل من الصعب الوصول إليه لإجراء أعمال الصيانة والإصلاح في حال حدوث خطأ ما. شهد هابل عملية إنقاذ شهيرة في 1993، عندما قام رواد فضاء المكوك بتركيب أجهزة بصريات تصحيحية على مرآته المعيبة.
سيستغرق ويب حوالي شهر للوصول إلى L2. في الطريق ستفتح مرآته الأساسية، وهي مصنوعة من 18 لوحة سداسية من معدن البريليوم المطلي بالذهب، ولها غطاء عملاق من الشمس بحجم ملعب تنس. وسيبقي التلسكوب في ظل دائم عند درجة حرارة متوقعة -233 درجة مئوية.
لكن حتى هذا ليس باردا بدرجة كافية بالنسبة لإحدى أدوات ويب الأربعة، أو أداة منتصف الأشعة تحت الحمراء MIRI التي سيتم خفضها إلى -266 درجة مئوية، سبع درجات فقط فوق الصفر المطلق، باستخدام مبرد تجميد. قالت جيليان رايت، مديرة مركز تكنولوجيا علوم الفلك في المملكة المتحدة، في إدنبرة، والقائدة المشاركة لفريق MIRI: "إنه يعمل على مبدأ ثلاجتك المنزلية نفسه، باستثناء أن المبرد هو الهيليوم، وهو سائل في درجات حرارة منخفضة للغاية".
ستلعب MIRI دورا رئيسا في اكتشاف الومضات الأولى لضوء النجوم من خلال سحب كثيفة نشأت من الغاز الأولي خلال الفجر الكوني، كما ستلعب دورا في تحليل الأغلفة الجوية للكواكب البعيدة. لكن عندما سئلت عن الملاحظات التي كانت تتطلع إليها أكثر من غيرها، أجابت رايت: "أنا متحمسة للغاية للعثور على شيء يمثل مفاجأة كاملة. لم يكن لدينا مطلقا جهاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة مثل MIRI في الفضاء من قبل، وسيجد أشياء لا نعرف عنها شيئا الآن".
أضافت أن ويب وأدواته ستبدأ في العمل بسلسلة من الملاحظات المكلف بها خلال نيسان (أبريل) وأيار (مايو) تتعلق بالتحقق من أن كل شيء يعمل بشكل جيد. بعد ذلك سيبدأ البحث في الفلك في تموز (يوليو) تقريبا.
خصص معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور وقتا للرصد لعلماء الفلك على هابل لـ30 عاما وسيفعل الشيء نفسه مع ويب. هناك زيادة كبيرة في الإقبال على المواقع، لذلك يتم استخدام نظام مراجعة الأقران لتحديد من يجب أن يحصل على فرصة، مع تخصيص بعض الفرص للعلماء المشاركين في بناء أدوات التلسكوب.
قالت رايت: إن فريقها سيفحص بشكل مكثف بقعة صغيرة من السماء كان هابل قد درسها بالفعل تسمى حقل هابل العميق، للبحث عن مجرات خافتة للغاية تعود إلى فترة مبكرة للغاية. قالت: "لدينا أيضا برنامج كبير يبحث في الغلاف الجوي للكواكب". سؤال آخر يريد العلماء الإجابة عنه هو كيف تتشكل الكواكب الخارجية - التي تدور حول النجوم في مكان آخر من مجرتنا - من الغبار الكوني.
على الرغم من أن إطلاق يوم الكريسمس سار بشكل مثالي، يجب على علماء الفلك الآن تحمل ما سماه إليس "أشهر قليلة مؤلمة"، في انتظار استكمال ويب سلسلة عملياته المعقدة من التدريبات والتكليفات.
إذا قام التلسكوب بعمل جيد كما هو مطلوب، فإنه يعد بمكاسب علمية ضخمة - هدية عيد الميلاد الفلكية التي يجب أن تستمر لعقد من الزمان.
قال إليس: "كنت أعمل على التطور المبكر للمجرات منذ أعوام عديدة. إلقاء نظرة خاطفة على ’الفجر الكوني‘ مع ويب سيكون تتويجا لمسيرتي المهنية".