טלסקופ חלל

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

 
השוואת טווחי העבודה של אורכי הגל בחלל ובקרקע לעומת 'חלונות השקיפות האטמוספיריים'

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

 
מצפי חלל (+3 מצפים קרקעיים) וטווחי העבודה שלהם באורכי הגל. כחולים מציינים משימות עבר או נוכחיות, וירוקים משימות בפיתוח, כולם החל משנת 2005

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 (אנ').

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, המרכז הלאומי למחקר מדעי, סוכנות החלל האיטלקית, המרכז הגרמני לחקר החלל, המכון הקוריאני לחקר התעופה והחלל, סוכנות החלל הספרדית (אנ') 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

 
השוואת טלסקופי חלל לפי קטרים
 
שפיצר, האבל ו־XMM עם החלקים החשובים ביותר שלהם
  • 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 לטלסקופ החלל קומפטון (אנ'). 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 (אנ') - 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 חלל 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 לספטמבר 2019, הוא עדיין פעיל ומשימתו הוארכה עד 2022.[1]
  • SCISAT-1 - לווין קנדי החוקר את האטמוספירה העליונה של כדור הארץ בספקטרוסקופיית פורייה, בתחום התת־אדום.
  • Uhuru - טלסקופ החלל הראשון בתחום קרני ה־X, ששוגר ב־1970 על יד נאס"א.
  • HEAO-1 ו־HEAO-2 (טלסקופ החלל איינשטיין) - טלסקופי חלל בתחום קרני ה־X, ששוגרו על יד נאס"א ב־1977 וב־1978 בהתאמה.
  • Hipparcos - היפארכוס (אנ') - 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.
  • XMM Newton - טלסקופ החלל ניוטון של סוכנות החלל האירופאית ששוגר בשנת 1999. הוא טלסקופ חלל פעיל בתחום קרני רנטגן, הקרוי על שמו של סר אייזק ניוטון.
  • Akari ‏ (ASTRO-F) - טלסקופ החלל אקארי הוא טלסקופ בתחום האינפרה אדום שפותח בידי הסוכנות היפנית לחקר החלל בשיתוף פעולה עם אירופה וקוריאה ושוגר בשנת 2006.
  • GALEX - טלסקופ החלל גלקס - טלסקופ בתחום העל־סגול, ששוגר בשנת 2003 על ידי נאס"א.
  • COROT - טלסקופ החלל קורוט של סוכנות החלל האירופאית ששוגר בשנת 2006, יועד למדוד במדויק את בהירותם של כוכבים.
  • MOST - לוויין של סוכנות החלל הקנדית ששוגר ב־2003 והוא טלסקופ החלל הקטן בעולם - כגודל מזוודה גדולה. הלוויין משמש לאסטרו־סייסמולוגיה ונכון לאוגוסט שנת 2008 עדיין היה פעיל.
  • Herschel - טלסקופ החלל הרשל, שוגר על ידי סוכנות החלל האירופית ב־2009 כדי לחקור את אורכי הגל בתחומי התת־אדום והתת־מילימטר. המצפה מוקם בנקודת לגראנז' L2.
  • WISE ‏- טלסקופ החלל WISE - טלסקופ סורק שדה רחב בתת־אדום של נאס"א ששוגר בשנת 2009.
  • Planck ‏- טלסקופ החלל פלאנק שוגר בשנת 2009 על ידי סוכנות החלל האירופית לצורך מדידת קרינת הרקע הקוסמית.
  • 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.
  • TESS ‏- טלסקופ החלל TESS - טלסקופ חלל של נאס"א המיועד לחיפוש כוכבי לכת חוץ־שמשיים לפי שיטת הליקוי (טרנזיט). שוגר בשנת 2018.

מצפי חלל עתידייםעריכה

טלסקופים לעשור השלישי והרביעי של המאה ה־21עריכה

 
השוואה בין המראה הראשית של ג'יימס וב להאבל ולאדם ממוצע

רעיונות לטלסקופים עתידיים של נאס"א, לעשור הרביעי של המאה ה־21עריכה

 
דיאגרמת השוואת קוטר המראה החזוי של טלסקופ החלל OST
 
השוואה בקנה מידה, בין המראות הראשיות של טלסקופ החלל האבל, טלסקופ החלל ג'יימס ווב ו־ LUVOIR-A‏ (15 מטר)

להלן ארבע הצעות במסגרת משימות מדע אסטרטגיות גדולות של נאס"א (באנגלית: Large strategic science missions) הידוע בשם הקודם תוכנית פלאגשיפ. בשנת 2016 הוצעו לבחירה לשנת 2020 ארבעה טלסקופי חלל שונים.[10] בשנת 2019 ארבע הקבוצות העבירו את הדוחות הסופיים שלהן לאקדמיה הלאומית למדעים, שהוועדה העצמאית לסקר עשור מדע פלנטרי (אנ') שלה מייעצת לנאס"א, ותבחר, 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 :[11][12][13][14][15]

  • HebEx‏ - Habitable Exoplanet imaging Mission - טלסקופ החלל HabEx (אנ') - טלסקופ אופטי, על־סגול ואינפרא אדום שישתמש בספקטרוגרפים כדי לאתר ולאפיין כוכבי לכת ישיבים חוץ־שימשיים דמוי כדור הארץ.
  • OST‏ - Origins Space Telescope - טלסקופ החלל OST (אנ') - טלסקופ 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.
  • Lynx‏ - Lynx X-ray Observatory - טלסקופ החלל Lynx (אנ') - מצפה לינקס בקרני רנטגן. הטלסקופ יוכל לאתר ולאפיין אובייקטים קלושים במיוחד וללמוד תהליכים פיזיים במגוון רחב מאוד של הגדרות אסטרופיזיות.
  • LUVOIR‏ - Large UV Optical Infrared Surveyor - טלסקופ החלל LUVOIR (אנ') - 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.

ראו גםעריכה

לקריאה נוספתעריכה

* Neil English, Space Telescopes: Capturing the Rays of the Electromagnetic Spectrum, Springer, 1st ed. 2017, ISBN 978-3-319-27812-4.

קישורים חיצונייםעריכה

עיינו גם בפורטל

 

פורטל מדעי החלל הוא שער לכל הערכים בנושאי מדעי החלל. בפורטל מוצגים קישורים לערכים בתחומי מדעי החלל, וביניהם, ערכי אסטרונומיה, ערכי אסטרופיזיקה, ערכי קוסמולוגיה, וערכים על אישים שעסקו בתחום.

  מדיה וקבצים בנושא טלסקופ חלל בוויקישיתוף

אתרים רשמייםעריכה

אתרי מדיה ועיתונותעריכה

הערות שולייםעריכה

  1. ^ ESA Science & Technology - Extended life for ESA's science missions, sci.esa.int
  2. ^ Felicia Chou, NASA Selects Mission to Study Black Holes, Cosmic X-ray Mysteries, NASA, 3 January 2017
  3. ^ Whitney Clavin, NASA Officially Joins ESA's 'Dark Universe' Mission, NASA, 24 January 2013
  4. ^ Steve Cole, NASA Selects New Mission to Explore Origins of Universe, NASA, 13 February 2017
  5. ^ Felicia Chou, NASA Introduces New, Wider Set of Eyes on the Universe, NASA, 18 February 2016
  6. ^ ESA Media Relations Office, ESA selects planet-hunting PLATO mission, ESA, 19 February 2014
  7. ^ ESA, Ariel moves from blueprint to reality, esa.int, 12 November 2020.
  8. ^ European Space Agency, Mission Summary, ESA, 1 September 2019
  9. ^ Jeff Foust, ESA moves forward on gravitational wave and exoplanet missions, spacenews.com, June 21, 2017.
  10. ^ Sarah Scoles, NASA Considers its Next Flagship Space Telescope, Scientific American, 30 March 2016
  11. ^ Daniel Clery, NASA is planning four of the largest space telescopes ever. But which one will fly?, sciencemag.org, Dec.13, 2018.
  12. ^ Hanneke Weitering, Space Telescopes of the Future: NASA Has 4 Ideas for Great Observatory to Fly in 2030s, space.com, January 10, 2019.
  13. ^ Mitch Ambrose, NASA Astrophysics Chief Makes Case for ‘Flagship’ Telescopes, aip.org, August 15, 2019.
  14. ^ Mara Johnson-Groh, Four flagship missions are proposed in the 2020 Decadal Survey, spie.org, 16 October 2020.
  15. ^ Four space telescopes