تصویر تلسکوپ فضایی جیمز وب آسیب قابل توجهی از برخورد ریز شهاب سنگ را نشان می‌دهد

در سمت راست، وضعیت تلسکوپ فضایی جیمز وب در 21 ژوئن 2022، پس از یک برخورد ریز شهاب‌سنگ بزرگ غیرمنتظره در مقایسه با وضعیت مورد انتظار در سمت چپ. (اعتبار تصویر: NASA/STScI)

ثابت شده است که یک سنگ فضایی کوچک تأثیر زیادی بر تلسکوپ فضایی عمیق ناسا دارد. یک ریزشهاب سنگ بین 22 و 24 می با تلسکوپ فضایی جیمز وب برخورد کرد و به یکی از 18 آینه طلایی شش ضلعی رصدخانه برخورد کرد. ناسا برخورد ریز شهاب‌سنگ را در ژوئن فاش کرده بود و خاطرنشان کرد که بزرگ‌تر از مدل‌سازی پیش از پرتاب است. اکنون، دانشمندان در این مأموریت تصویری را به اشتراک گذاشته‌اند که شدت ضربه را در گزارشی که در 12 ژوئیه منتشر شد و توضیح می‌دهد که دانشمندان حاضر در این مأموریت در مورد استفاده از رصدخانه در شش ماه اول حضورش در فضا چه آموخته‌اند.

خوشبختانه، در این مورد تأثیر کلی بر وب اندک بود. با این حال، این گزارش بررسی و مدل‌سازی را که مهندسان برای ارزیابی اثرات بلندمدت ریزشهابسنگها بر روی وب انجام می‌دهند، تشریح می‌کند.

بر اساس مصرف سوخت، تلسکوپ باید 20 سال در فضا دوام بیاورد. اما نویسندگان گزارش اظهار داشتند که دانشمندان مطمئن نیستند که برخوردهای ریزشهابسنگها چه میزان تأثیری بر عملیات آن خواهد داشت.

ریزشهاب‌سنگها خطر شناخته شده فضایی هستند و مواجهه با آنها برای دانشمندان به هیچ وجه تازگی ندارد. ایستگاه فضایی بین‌المللی و تلسکوپ فضایی هابل از جمله برنامه‌های طولانی مدتی هستند که علیرغم حملات گاه به گاه صخره‌های فضایی همچنان فعال هستند. با این حال، مدار وب در نقطه لاگرانژ 2 در حدود 1 میلیون مایل (1.5 میلیون کیلومتر) از زمین ممکن است مشخصات خطر را به طور قابل توجهی تغییر دهد.

مهندسان وب ابتدا تغییر شکل‌هایی را در آینه اولیه در طول دوره راه‌اندازی در مرحله هم‌ترازی (یا سنجش جبهه موج) شناسایی کردند که 18 بخش از آینه شش ضلعی را در بهترین موقعیت برای گرفتن نور قرار می‌دهد.

در این گزارش آمده است که این شش برخورد اول انتظارات قبل از راه اندازی نرخ را برآورده کردند زیرا با نرخ یک بار در ماه وارد شدند. علاوه بر این، برخی از تغییر شکل‌های حاصل از طریق هم‌ترازی مجدد آینه قابل اصلاح هستند. اما بزرگی یکی از این شش ضربه است که باعث نگرانی بیشتر شده است، زیرا باعث ایجاد لکه قابل توجهی در بخشی به نام C3 شده است. در این گزارش آمده است که برخورد در اواخر ماه می “تغییرات غیرقابل اصلاح قابل توجهی در رقم کلی آن بخش ایجاد کرد.”

با این حال، در این مورد، تأثیر کلی به مأموریت اندک است “زیرا تنها بخش کوچکی از تلسکوپ تحت تاثیر قرار گرفت.” هفده بخش آینه بدون ایراد باقی مانده اند و مهندسان توانستند بخشهای وب را مجدداً تنظیم کنند.

مشتری و قمر آن اروپا، سمت چپ، از طریق فیلتر 2.12 میکرونی NIRCam تلسکوپ فضایی جیمز وب دیده می‌شوند. (اعتبار تصویر: NASA، ESA، CSA، و B. Holler and J. Stansberry (STScI))

مهندسان هنوز در حال مدل‌سازی این هستند که چنین رویدادهایی چقدر تکرار می‌شوند. این تیم نوشت: «هنوز مشخص نیست که برخورد در بخش C3 در ماه می 2022 یک رویداد نادر بود یا خیر. آنها گفتند که “نادر” به این معنی که آنها به طور اتفاقی تاثیری با انرژی بالا داشته باشند که از نظر آماری فقط هر چند سال یک بار اتفاق می‌افتد.

تیم تحقیقاتی نوشت: از طرف دیگر، ممکن است وب «بیشتر از آنچه که مدل‌سازی پیش از پرتاب پیش‌بینی می‌شد، در معرض آسیب ناشی از ریزشهاب‌ها باشد». مدل‌سازی برای تخمین جمعیت خطرناک ریزشهاب‌سنگ‌ها و یافتن راه‌حل‌هایی مانند محدود کردن جهت اشاره ادامه دارد.

این تیم نوشت، یکی از راه‌حل‌ها می‌تواند به حداقل رساندن مدت زمانی که وب مستقیماً به جهت مداری خود اشاره می‌کند، “که از نظر آماری نرخ و انرژی ریزشهاب‌سنگ‌ها بالاتری دارد.”

عملکرد آینه اصلی با میزان تغییر شکل نور ستاره ارزیابی می‌شود و با استفاده از آنچه اندازه گیری می‌شود که دانشمندان ریشه خطای جبهه موج می‌نامند. هنگامی که ماموریت وب آغاز شد، بخش C3 آسیب‌دیده دارای خطای جبهه موج 56 نانومتر rms (ریشه میانگین مربع) بود که با 17 بخش آینه دیگر همخوانی داشت.

با این حال، پس از برخورد، خطا به 258 نانومتر بر ثانیه افزایش یافت، اما تنظیم مجدد بخش‌های آینه به طور کلی، تأثیر کلی را به تنها 59 نانومتر بر ثانیه کاهش داد. در حال حاضر، تیم می‌نویسد که هم‌ترازی وب به خوبی در محدوده‌های عملکردی قرار دارد، زیرا بخش‌های آینه‌ای که مجدداً تراز شده‌اند «حدود 5 تا 10 نانومتر بر ثانیه بالاتر از بهترین مقادیر rms خطای جبهه موج قبلی هستند».

در حال حاضر، مهندسان مراقب رویدادهای بالقوه مولد گرد و غبار مانند سال‌های 2023 و 2024 در آینده هستند، زمانی که انتظار می‌رود وب از میان ذرات باقی مانده از دنباله دار هالی عبور کند.

دفتر محیط زیست شهاب سنگ ناسا در مرکز پرواز فضایی مارشال در هانتسویل، آلاباما در حال مدل سازی خطر ضربه به وب مرتبط با هالی است. نیچر افزود: مقامات ناسا همچنین در جریان جلسات توجیهی اخیر رسانه ها تاکید کرده اند که موضوع ریزشهابسنگها مورد توجه کامل آنها قرار گرفته است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope picture shows noticeable damage from micrometeoroid strike

By Elizabeth Howell 

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-micrometeoroid-damage