(عکس) چگونه می‌توان زمین را به تلسکوپی غول‌پیکر تبدیل کرد؟

ماه گذشته، ناسا از پیشرفت در ساخت رانشگر پلاسمایی تکانشی یا به اختصار Pulsed Plasma Rocket خبر داد. PPR نوع جدیدی از رانشگر موشکی است که شاید به اجرایی‌شدن یکی از جالب‌ترین و رویایی‌ترین پروژه‌های نجومی، یعنی تبدیل خورشید به تلسکوپ کمک کند.

ایده‌ی استفاده از خورشید به عنوان تلسکوپی غول‌پیکر، رویای به‌نظر دست‌نیافتنی ستاره‌شناسان است. برای اجرایی‌شدن آن، ما نیاز داریم ابزارهایی را در فاصله‌ی ۵۵۰ واحد نجومی از ستاره‌‌مان قرار دهیم تا آن را تبدیل به یک عدسی بزرگ کنیم. واحد نجومی (AU) فاصله‌ی بین زمین تا خورشید است که تقریبا ۱۵۰ میلیون کیلومتر محاسبه می‌شود.

هدف رانشگر پلاسمایی تکانشی ایجاد انقلابی در سفرهای فضایی با دستیابی به راندمان بالا و کاهش زمان سفر به مریخ است. PPR از یک سیستم انرژی هسته‌ای مبتنی بر شکافت استفاده می‌کند و توسط ناسا تامین مالی می‌شود. راندمان بالای PPR و قابلیت‌های نیروی محرکه‌ی آن می‌تواند به انتقال تجهیزات مورد نیاز برای ساختن تلسکوپ خورشیدی به فاصله‌ی بسیار زیاد ۵۵۰ واحد نجومی، کمک کند.

اما خورشید چگونه می‌تواند به تلسکوپ تبدیل شود؟ این ایده‌ی نسبتاً ساده برای اولین‌بار توسط اینشتین ارائه شد و بر اساس مفهومی است که این روزها مکررا در نجوم از آن به عنوان «همگرایی گرانشی» استفاده می‌شود. با توجه به نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین، اجرام غول‌پیکر در جهان، فضا-زمان را خم می‌کنند و مسیر نور را تغییر می‌دهند. عمل خم‌شدن پرتوهایی که از جسمی به چشم بیننده می‌رسند، همگرایی گرانشی و جسم میانی که پرتو را خم می‌کند و بین جرم غول‌پیکر و بیننده است، عدسی گرانشی نام دارد.

ستاره‌شناسان از همگرایی گرانشی، این ویژگی مفید کیهان، برای دیدن نور از منابعی که پشت ستارگان و سیاه‌چاله‌ها پنهان شده‌اند استفاده می‌کنند؛ اما دیدن چنین نوری وابسته به مکان قرارگیری آن اجرام عظیم است.

اشلمن  ادامه می‌دهد: «یک فضاپیما در هر نقطه‌ای از آن خط، اصولاً می‌تواند رصد، شنود و برقراری ارتباط در فواصل میان‌ستاره‌ای را با استفاده از تجهیزاتی انجام دهد که از نظر اندازه و قدرت مشابه با آنچه اکنون برای چنین مسافت‌هایی به‌کار می‌رود، هستند. اگر از اثرات تاج خورشیدی صرف‌نظر شود، حداکثر ضریب بزرگنمایی برای تابش همدوس با طول موج ۱۰۰ میلیون در ۱ میلی‌متر نسبت معکوس دارد.»

گفته‌‌ی اشلمن در زبان ساده‌تر این است که میدان گرانشی خورشید به عنوان یک عدسی کروی عمل می‌کند. درست مانند ذره‌بین که نور را خم می‌کند، خورشید نیز مسیر تابش (مانند نور یا امواج رادیویی) را که از منابع دور می‌رسد، خم می‌کند.

این اثر خمشی، شدت تابش را در امتداد یک خط کانونی نیمه نامتناهی افزایش می‌دهد. خطی نامرئی را تصور کنید که به طور نامحدودی از خورشید امتداد دارد. هر فضاپیمایی که در امتداد این خط کانونی قرار بگیرد می‌تواند از اثر عدسی گرانشی خورشید استفاده کند.

خط کانونی زمین.

اگر یک تلسکوپ در امتداد خط کانونیِ ایجاد‌شده توسط همگرایی گرانشی زمین قرار گیرد، مزیت قابل‌توجهی به دست خواهد آورد. در اصل، با این قرار‌دادن یک تلسکوپ در این خط، تلسکوپی طبیعی به اندازه‌ی کل سیار‌ه‌ی زمین ساخته می‌شود. با این کار می‌توان فواصل بسیار دورتر از تلسکوپ‌های معمولی را رصد کرد.

برای در‌نظر‌گرفتن اثرات ابرها، می‌توان از پرتوهای نوری استفاده کرد که از اتمسفر بالاتر می‌رود، این امر مستلزم قرار‌دادن تلسکوپی در فاصله‌ی دورتر از ماه است. کیپینگ پیشنهاد می‌کند با استفاده از چنین سیستمی می‌توان به حدود ۱۰ تا ۴۰هزار برابر افزایش بالقوه قابلیت جمع‌آوری نور، معادل داشتن یک تلسکوپ فضایی ۱۵۰ متری، بسیار بزرگتر از آینه‌ی ۶٫۵ متری تلسکوپ جیمز وب دست یافت.

با اینکه ایده‌ی استفاده از خورشید برای ساخت تلسکوپ جالب است و پتانسیل بالایی دارد، مشکلات زیادی مانند درخشش هوا، تابش و پراکندگی گرمایی از زمین و تداخل نور خورشید وجود دارد که باید بر آن غلبه کرد. ممکن است بتوانیم بر این مشکلات غلبه کنیم، اما در‌حال‌حاضر، تراسکوپ بیش از آنکه پروژه‌ای دست‌یافتنی باشد، ایده‌ای سرگرم‌کننده است.