פתיחת התפריט הראשי

טלסקופ חלל הוא מצפה כוכבים נייד המורכב על גבי לוויין ומטרתו לבצע תצפיות אסטרונומיות למטרות מדעיות ומחקריות. בין טלסקופי החלל ניתן למנות את האבל, שפיצר, סוהו וצ'נדרה. שיגורם של טלסקופי חלל נוספים מתוכנן לעתיד.

יתרונותעריכה

חסרונותעריכה

  • עלות גבוהה מאוד יחסית למצפה כוכבים דומה בגודלו על פני כדור הארץ.
  • קושי רב בתיקון תקלות.
  • קושי לעדכון חומרה.
  • מגבלות הגודל והמשקל של טכנולוגיות השיגור הקיימות מכתיבות מגבלה בקוטר המפתח של הטלסקופ.
  • אפשרות לשגיאה ושיבוש מכוון בשידור התמונות לבסיס השליטה.

מאפיינים עיקרייםעריכה

מצפים אחדים שוגרו לחלל ורובם הרחיבו באופן ניכר את הידע האנושי על היקום. ביצוע תצפיות אסטרונומיות מן הקרקע מוגבל בשל סינון ופיזור הקרינה האלקטרומגנטית באטמוספירה של כדור הארץ. הפרעות אלה גרמו לכך שכדאי מאוד לבצע תצפיות מהחלל. מכיוון שהטלסקופים הללו מקיפים את כדור הארץ מחוץ למעטה האטמוספירה שלו, הם אינם נפגעים מזיהום האור הנובע ממקורות אור מלאכותיים על כדור הארץ. עם זאת, כיום קיימים בעולם טלסקופים קרקעיים, דוגמת הטלסקופ הבינוקולארי הגדול, והטלסקופים במצפה קק, אשר מסוגלים להתמודד חלקית עם ההפרעות הנגרמות על ידי האטמוספירה בעזרת מערכות אופטיקה מסתגלת.

אסטרונומיה מהחלל טומנת בחובה יתרונות נוספים מבחינת טווח התדרים האלקטרומגנטיים מחוץ לחלון האופטי ולחלון הרדיו, שני סוגי הקרינה האלקטרומגנטית החודרים את האטמוספירה. כך למשל אסטרונומית קרני ה-X אינה יכולה כלל להתבצע מכדור הארץ, אלא אך ורק מלוויינים כדוגמת צ'נדרה. גם תחומי האינפרה אדום והאולטרה סגול נחסמים עד שהם מגיעים לקרקע.

טלסקופים שמשמשים כמיצפי חלל נבדלים מלוויינים אחרים המופנים לכדור הארץ לצורך חישה מרחוק, כגון : ריגול, ניתוח מזג אוויר וסוגים אחרים של איסוף מידע. מיצפי החלל שוגרו, תוכננו, נבנו ותופעלו לאורך השנים, על ידי הארגונים הבאים : נאס"א, סוכנות החלל האירופית, הסוכנות היפנית לחקר החלל, סוכנות החלל הקנדית, הארגון ההודי לחקר החלל, רוסקוסמוס, מינהל החלל הסיני, המכון הלאומי למחקר מדעי בצרפת, סוכנות החלל האיטלקית, המרכז הגרמני לחקר החלל, המכון הקוריאני לחקר התעופה והחלל, סוכנות החלל הספרדית וארגונים נוספים ושיתופי פעולה מרחבי העולם. מצפי החלל מיועדים למחקר מדעי בתחומי האסטרונומיה, האסטרופיזיקה והקוסמולוגיה ומהמאה ה -21 גם אסטרוביולוגיה. איסוף המידע הרב ממצפי החלל מתחומי מחקר אלו, יצר תְּחוּם דַּעַת חדש המשלב את מדעי המחשב, הבִּיג דָּאטָה, המתמטיקה, הפיזיקה והכימיה והנקרא אסטרואינפורמטיקה.

מצפי החלל מתחלקים לשני סוגים: מצפים הממפים את כל השמים (סקרים), ומצפים המבצעים תצפיות על חלקי שמיים וגרמי שמיים ניבחרים. שני סוגים אלו של מיצפי החלל מסווגים בהתאם לכל טווחי הספקטרום האלקטרומגנטי : קרינת גמא, רנטגן, אולטרה סגול, אור, אינפרא אדום, מיקרוגל, ורדיו. בנוסף לעיל גם מיצפים מיוחדים לגילוי גלאי חלקיקים וגלי כבידה. הפרויקטים השונים לתצפית בכל מיצפה בחלל ניבחרים מתוך הצעות רבות שמגיעות ממוסדות אקדמיים ומכוני מחקר מכל העולם. מצפי חלל רבים השלימו את משימתם בעוד אחרים עדיין פעילים או בבניה ומיצפים שמתוכננים לעתיד.

המצפים הגדולים של נאס"אעריכה

  • The Hubble Space Telescope - HST - טלסקופי החלל, כדוגמת טלסקופ החלל האבל (היחיד מסוגו נכון לשנת 2014) נקראים מצפי החלל הגדולים האופטיים. בהאבל תלו תקוות גדולות אך מיד לאחר שיגורו, באפריל 1990, התברר כי המראה שלו אינה מדויקת, והיה צורך להרכיב לו "משקפיים" במבצע השדרוג החללי הגדול הראשון בהיסטוריה (1993). לאחר התיקון המצפה החל לפעול ונתן תוצאות שסיפקו חומר לניתוח לאסטרונומים ותאורטיקנים ברחבי העולם ושימשו בסיס לכמה מהתגליות הגדולות של האסטרונומיה במאה ה-20 ובכלל. נכון למאי 2014, האבל ממשיך לפעול ולספק תוצאות.
  • Compton Gamma Ray Observatory - CGRO - מצפה קרני הגאמא (GRO), שונה בינתיים למצפה קרני הגמא קומפטון. נאס"א נאלצה לשרוף אותו באטמוספירה לאחר כמה שנות שירות מדעי מועיל; זאת מכיוון שהגירוסקופים שלו כשלו, וכאשר כשל האחרון שבהם, הברירה הייתה להסתכן באובדן שליטה או להרוס את המצפה. נאס"א ריסקה אותו אל האוקיינוס השקט בשנת 2000.
  • The Chandra X-ray Observatory - CXO - מצפי קרינת-X שייכים לסדרת המצפים הגדולים. טלסקופ החלל צ'נדרה נקרא על שמו של האסטרופיזיקאי ההודי צ'אנדרסקאר. הוא משמש לחקר גלקסיות רחוקות והוא עדיין פעיל.
  • The Spitzer Space Telescope - SST - טלסקופ החלל שפיצר הוא הרביעי בסדרת המצפים. במקור נקרא SIRTF - Space Infrared Telescope Facility, טלסקופ חלל בתחום האור האינפרה-אדום. שוגר ב-18 באוגוסט 2003.
  • Kepler space telescope - טלסקופ החלל קפלר - שוגר במרץ 2009, ומטרותיו הן גילוי כוכבי לכת חוץ-שמשיים וחקר כוכבים. מתוכנן לפעול שלוש וחצי שנים.
  • Fermi Gamma-ray Space Telescope - FGST - טלסקופ החלל פרמי - שוגר ב-11 ביוני 2008 ומטרתו היא לצפות במקורות קרני גמא בחלל (התפרצויות גמא). הטלסקופ מאפשר לתצפת בפוטונים באנרגיות גבוהות יותר מאלו שנצפו עד שיגורו. הוא מורכב מ-2 חלקים: LAT) Large area telescope), צופה במקורות קרינה עם פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה במיוחד ואילו ה- GBM) Gamma-ray burst monitor) צופה במקורות בטווח אנרגיה נמוך יותר בו ישנם יותר פוטונים. בנוסף ה-GBM מאפשר לגלות התפרצויות קרני גמא בצורה מהירה מאחר שהוא רואה את רוב השמיים, לעומת ה-LAT הצופה על חלק קטן יותר מהשמיים.

מצפי חלל אחריםעריכה

  • IRAS - (הלוויין האסטרונומי בתת-אדום) - ביצע סריקה של כל השמים בתחום התת-אדום, כמו גם גילויי דיסקות אבק וגז סביב כוכבים קרובים רבים, כמו וגה ובטא פיקטוריס. לוויין זה חדל לפעול ב-1983 הוחזר לכדור הארץ תוך שריפתו באטמוספירה.
  • ISO - (מצפה החלל בתת-אדום), משימה של סוכנות החל האירופית, שהמשיכה בעבודתו של IRAS עם תצפיות בתחום התת-אדום.
  • IUE - (הסורק הבינלאומי בעל-סגול) - לוויין משותף לסוכנות החלל האירופית, בריטניה ונאס"א שוגר ב-1978 לשלוש שנות תצפית. הוא כובה לבסוף ב-1996.
  • SOHO - מצפה ששוגר ב-1995 במטרה לעקוב אחר פעילות השמש - העטרה והסביבה המגנטית. סוהו גרם למהפכה בידע שלנו על השמש, ונכון לפברואר 2010, הוא עדיין פעיל ומשימתו הוארכה עד 2012.
  • SCISAT-1 - לווין קנדי החוקר את האטמוספירה העליונה של כדור הארץ בספקטרומטר פוריה, בתחום התת-אדום.
  • Uhuru - מצפה קרני ה-X הראשון, שוגר ב-1970.
  • HEAO 1 ו-2, - מצפי הכוכבים בתחום ה-X ששוגרו ב-1978.
  • Hipparcos - היפארכוס - לווין למדידת הפרלקסה של הכוכבים. למרות בעיות תפעוליות משמעותיות, המדידות שבוצעו בעזרתו גרמו להערכה מחודשת של סקלת המרחקים ביקום. סקלה זו, הנסמכת בין השאר על מדידת עוצמה של משתנים קפאידים, היא דבר שיש לו חשיבות עצומה בכל ענפי האסטרונומיה והאסטרופיזיקה, הן התצפיתית והתאורטית.
  • Gaia - טלסקופ החלל גאיה - טלסקופ חלל שמיפה כמיליארד כוכבים בגלקסיית שביל החלב ושוגר ב-19 בדצמבר 2013 על ידי סוכנות החלל האירופית ממרכזה בגיאנה הצרפתית.
  • MOST - לוויין של סוכנות החלל הקנדית ששוגר ב-2003 והוא טלסקופ החלל הקטן בעולם - כגודל מזוודה גדולה. הלוויין משמש לאסטרוסיסמולוגיה ונכון לאוגוסט שנת 2008 עדיין היה פעיל.
  • Herschel - טלסקופ החלל הרשל, Planck - וטלסקופ החלל פלאנק שוגרו על ידי סוכנות החלל האירופית ב-2009 כדי לחקור את אורכי הגל של התת-אדום הרחוק והתת-מילימטר. מצפים אלו מוקמו בנקודת לגראנז' L2.

מצפי חלל עתידייםעריכה

  • The James Webb Space Telescope - JWST - טלסקופ החלל ג'יימס וב אמור להחליף את האבל, ויאפשר גם תצפיות בהפרדה גבוהה בתחום האינפרה-אדום. הוא תוכנן לשיגור ב-2014 אך נדחה ל-2021 לפחות. הטלסקופ בתכנון נאס"א, סוכנות החלל האירופית, סוכנות החלל הקנדית ומכון המדע טלסקופ החלל (באנגלית: The Space Telescope Science Institute, בראשי תיבות: STScI) שינהל את תפעול הטלסקופ בחלל. חברת נורת'רופ גראמן מערכות תעופה וחלל, הוא הקבלן התעשייתי הראשי של הטלסקופ.
  • Imaging X-ray Polarimetry Explorer - IXPE - טלסקופ החלל IXPE, טלסקופ סורק קיטוב קרני רנטגן, בתכנון נאס"א וסוכנות החלל האיטלקית המיועד לשיגור בשנת 2021. המשימה תחקור ותאפשר מיפוי שדות מגנטיים של עצמים אסטרונומיים קיצוניים ואקזוטיים, כמו חורים שחורים, כוכבי נייטרונים ופולסרים.[1]
  • Euclid - טלסקופ החלל אוקלידס, טלסקופ קרני רנטגן של סוכנות החלל האירופית ונאס"א שמתוכנן לשיגור ב -2022. מטרת משימת הטלסקופ היא להבין טוב יותר את האנרגיה האפלה ואת החומר האפל על ידי מדידה מדויקת של תאוצת היקום.[2]
  • SPHEREx - טלסקופ החלל SPHEREx - טלסאופ פוטומטר ספקטרומטרי של נאס"א המיועד לשיגור בשנת 2023. הטלסקופ מיועד לבצע סקר כל השמים כדי למדוד את הספקטרום הקרוב לאינפרא אדום של כ -450 מיליון גלקסיות.[3]
  • Wide Field Infrared Survey Telescope - WFIRST - טלסקופ החלל WFIRST, טלסקופ סריקת שדה ראייה רחב בתחום האינפרא אדום של נאס"א המתוכנן לשיגור באמצע שנות העשרים של המאה ה – 21.[4]
  • PLAnetary Transits and Oscillations of stars - PLATO - טלסקופ החלל PLATO, טלסקופ חלל בתכנון איס"א המיועד לאיתור כוכבי-לכת חוץ שימשיים בשיטת הליקוי (באנגלית: Transit photometry) וחקירת תנודות בכוכבים. טלסקופ עתידי של סוכנות החלל האירופאית הצפוי להתחיל את משימתו בחלל בשנת 2026.[5]
  • Advanced T'elescope for High Energy Astrophysics - ATHENA - טלסקופ החלל ATHENA, טלסקופ מתקדם לאסטרופיזיקה אנרגטית גבוהה של סוכנות החלל האירופית, נאס"א וסוכנות החלל היפנית שמתוכנן לשיגור ב -2031. המטרות העיקריות של המשימה הן למפות מבני גז חם, קביעת תכונותיהם הפיזיות, וחיפוש אחר חורים שחורים סופר-מסיביים.[6]
רעיונות לטלסקופים עתידיים של נאס"א, לעשור הרביעי של המאה ה – 21עריכה

להלן ארבע הצעות במסגרת משימות מדע אסטרטגיות גדולות של נאס"א (באנגלית: Large strategic science missions) הידוע בשם הקודם תוכנית פלאגשיפ (באנגלית: Flagship Program). בשנת 2016 הוצעו לבחירה לשנת 2020 ארבעה טלסקופי חלל שונים.[7] בשנת 2019 ארבע הקבוצות יעבירו את הדוחות הסופיים שלהן לאקדמיה הלאומית למדעים (באנגלית: National Academy of Sciences, בראשי תיבות NAS), שהוועדה העצמאית לסקר עשור מדע פלנטרי (באנגלית: Planetary Science Decadal Survey) שלה מייעצת לנאס"א, איזו משימת טלסקופ חלל צריכה להיות בראש סדר העדיפויות. הבחירה תתקיים בתחילת העשור השלישי של המאה העשרים ואחת, והמשימה תושק בערך בשנת 2035. להלן ארבעת טלסקופי החלל המוצעים :

  • Habitable Exoplanet imaging Mission - HebEx - טלסקופ החלל HabEx, טלסקופ אופטי, על-סגול ואינפרא אדום שישתמש בספקטרוגרפים כדי לאתר ולאפיין כוכבי לכת ישיבים חוץ שימשיים דמוי כדור הארץ.
  • Lynx X-ray Observatory - Lynx - טלסקופ החלל Lynx, מצפה לינקס בקרני רנטגן. הטלסקופ יוכל לאתר ולאפיין אובייקטים קלושים במיוחד וללמוד תהליכים פיזיים במגוון רחב מאוד של הגדרות אסטרופיזיות.
  • Large UV Optical Infrared Surveyor - LUVOIR - טלסקופ החלל LUVOIR, מצפה סוקר גדול בעל-סגול ובתת-אדום. מטרתו המדעית העיקרית היא לאפיין מגוון רחב של כוכבי לכת חוץ-שימשיים, מטרה נוספת היא לאפשר מגוון רחב של אסטרופיזיקה, החל מיינון קוסמי, היווצרות הגלקסיה והתפתחותה, ועד להיווצרות כוכבים וכוכבי לכת, ותצפיות הדמיה וספקטרוסקופיה של גופי מערכת השמש.
  • Origins Space Telescope - OST - טלסקופ החלל OST. סטלסקופ סוקר באינפרא אדום. הטלסקופ יספק מגוון כלים חדשים ללימוד היווצרות כוכבים והתווך הבין-כוכבי בתוך שביל החלב תוך שימוש בקרינה אינפרא אדום ויכולות ספקטרוסקופיות חדשות.

קישורים חיצונייםעריכה

הערות שולייםעריכה

  1. ^ Felicia Chou, NASA Selects Mission to Study Black Holes, Cosmic X-ray Mysteries, NASA, 3 January 2017
  2. ^ Whitney Clavin, NASA Officially Joins ESA's 'Dark Universe' Mission, NASA, 24 January 2013
  3. ^ Steve Cole, NASA Selects New Mission to Explore Origins of Universe, NASA, 13 February 2017
  4. ^ Felicia Chou, NASA Introduces New, Wider Set of Eyes on the Universe, NASA, 18 February 2016
  5. ^ ESA Media Relations Office, ESA selects planet-hunting PLATO mission, ESA, 19 February 2014
  6. ^ European Space Agency , Mission Summary, ESA, 1 September 2019
  7. ^ Sarah Scoles, NASA Considers its Next Flagship Space Telescope, Scientific American, 30 March 2016