முகப்பு தொழில்நுட்பம் ஹபிள் தொலைநோக்கியும் விண்ணியல் வளர்ச்சியும் 1

ஹபிள் தொலைநோக்கியும் விண்ணியல் வளர்ச்சியும் 1

46
0

எழுதியது: சிறி சரவணா

விண்ணியல் என்று வந்தாலே வானை அண்ணார்ந்து பார்த்து அதில் இருக்கும் விண்மீன்களை முதலில் வியந்து, பின்னர் அவற்றின் இயக்கத்தைப் பற்றிப் படித்து, விண்மீன் தொகுதிகளை எமது மனதின் கற்பனைத் திறனுக்கு ஏற்றவாறு உருவாக்கி படிப்படியாக இந்தப் பூமியைத் தவிரவும் சுவாரசியமான விடயங்கள் விண்ணில் இருக்கின்றன என்று தெரிந்துகொண்டதன் மூலம் விண்ணியல் என்ற துறை அடுத்த கட்டத்திற்கு நகர்ந்தது என்று சொல்லலாம். தவறில்லை.

அதற்கு அடுத்தகட்டம் என்ன? விண்ணில் இருக்கும் எல்லாமே மிக மிகத் தொலைவில் இருப்பதால் ஆதிகால மனிதனால் விண்மீன்களோ, கோள்களோ அவற்றை புள்ளிகளாக மட்டுமே பார்க்க முடிந்தது. அவற்றைப் பற்றி அவன் அறிந்திருந்ததெல்லாம் அவற்றின் இயக்கங்களைப் பற்றி மட்டுமே.

பதினாறாம் நூற்றாண்டு வரை நாம் வான் பொருட்களை வெறும் புள்ளிகளாக பார்க்கவேண்டி இருந்தது, கலிலியோ கலிலி தனது முதலாவது தொலைநோக்கியை உருவாக்கும் வரை. அதன் பின்னரே எம்மால் சந்திரனில் இருந்த மலைகளையும், வியாழனின் துணைக்கோள்களையும், சனியின் வளையங்களையும் பார்க்க முடிந்தது. அதுவரை பூமியைச் சுற்றி சூரியன் உட்பட எல்லா வான் பொருட்களும் சுற்றிவருகின்றன என்ற கருத்தை தொலைநோக்கியின் மூலமான அவதானிப்பு மூலம் அதன் பின்னர் வந்த பல வானியலாளர்கள் உடைத்தெறிந்தனர்.

இதனால் தான் என்னவோ, தொலைநோக்கியை கண்டறிந்த கலிலியை நவீன விண்ணியலின் தந்தை என்று கூட அழைக்கின்றனர்.

அதன் பின்னர் தொலைநோக்கிகளின் அளவும் பெரிதாக பெரிதாக எம்மால் பல்வேறுபட்ட ஆழமான விண்வெளிப் பொருட்களை பார்க்க முடிந்தது. அதிலும் ஒரு மைல்கல்லாக அமைந்தது இந்த ஹபிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி.

சாதரணமாக தொலைநோக்கிகள் பூமியில் நிர்மாணிக்கப்படும். ஆனால் இந்த ஹபிள் தொலைநோக்கி பூமியின் நிலமட்டத்தில் இருந்து அண்ணளவாக 550 கிமீ உயரத்தில் பூமியை சுற்றிவந்துகொண்டே விண்வெளியில் உள்ள பல பொருட்களையும் ஆய்வுசெய்கிறது.

இந்தக் கட்டுரையில் நாம் ஹபிள் விண்வெளித் தொலைக்காட்டி பற்றியும் அது எப்படி விண்ணியல் வரலாற்றில் பல்வேறுபட்ட சாதனைகளைப் படைத்தது என்றும் பார்க்கப்போகிறோம்.

விண்வெளித்தொலைக்காட்டி என்றால் என்ன?

நாமெல்லாம் சிறுவயதில் ‘கண்ணடிக்கும்’ விண்மீன்கள் என்று படித்திருப்போம். விண்மீன்கள் எப்போதுமே பார்ப்பதற்கு துடிப்பது போல தெரியுமல்லவா? அதற்கான காரணம் என்ன என்று  நீங்கள் சிலவேளைகளில் சிந்தித்திருக்கக்கூடும். உண்மையிலேயே அந்த விண்மீன்கள் ஒன்றும் துடிக்கவில்லை, அதிலிருந்துவரும் ஒளியும் அப்படி விட்டு விட்டு வரவில்லை… மாறாக நமது வளிமண்டலத்தில் உள்ள வாயுக்கள் இந்த விளையாட்டைக் காட்டுகின்றன.

Hubble_01_cr

நமது வளிமண்டலத்தினுள் நுழையும் இந்த விண்மீன்களின் ஒளியானது வளிமண்டல வாயுக்களின் மூலக்கூறுகளில் பட்டு சிதறுகின்றன. எவ்வளவுதான் புதிய மெருகேறிய தொழில்நுட்பத்தை பயன்படுத்தும் தொலைக்காட்டிகள் என்றாலும், இந்த வளிமண்டல ஒளி விலகலை (atmospheric light distortion) அவற்றால் தடுக்கமுடியாது.

அதேபோல இன்னுமொரு பிரச்சினை, நமது வளிமண்டலம், மின்காந்த அலைகளில் உள்ள சில நிறமாலைகளை உருஞ்சிக்கொள்கிறது. எக்ஸ்கதிர், காமா கதிர் மற்றும் புறவூதாக்கதிர்கள் போன்றவற்றை வளிமண்டலம் உருஞ்சிக்கொள்வதால் இந்த நிறமாலையில் இருக்கும் தகவல்கள் பூமியில் உள்ள தொலைநோக்கிகளுக்கு வந்து சேர்வதே இல்லை.

ஒரு விண்மீன், மின்காந்த அலைகளில் உள்ள எல்லா நிறமாலைகளிலும் சக்தியை வெளிவிடும், ஆகவே எல்லா நிறமாலைகளிலும் எம்மால் குறித்த விண்மீனை பார்க்கக் கூடியதாக இருந்ததால் தான், பூரணமாக அதனைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய முடியும். நமது வளிமண்டலம் இதற்கும் தடைவிதிக்கிறது.

புதிதாக நிர்மாணிக்கப்பட்ட தொலைநோக்கிகள், வளிமண்டல விலகலை சற்றே சரி செய்வதற்கு “ஏற்பு ஒளியியல்” (adaptive optics) என்ற முறையைப் பயன்படுத்தினாலும், வளிமண்டலத்தினால் உருஞ்சப்படும் மின்காந்த அலைநீளங்களை அவற்றால் பார்க்க எதுவும் செய்ய முடியாது!

இதற்குத் தீர்வாக அமைந்ததுதான் விண்வெளித் தொலைக்காட்டிகள்.

விண்வெளித் தொலைநோக்கிகள் நமது வளிமண்டலத்திற்கு மேலே இருப்பதனால் இவற்றால், வளிமண்டல ஒளி விலகல் மற்றும் வளிமண்டல உருஞ்சல் ஆகிய இரண்டிலும் இருந்து தப்பித்து தெளிவான மற்றும் முழு நிறமாலையிலும் வான் பொருட்களை அவதானிக்கமுடியும்.

ஹபிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி பூமியின் கடல்மட்டத்தில் இருந்து 552 கிமீ உயரத்தில் பூமியை சுற்றிவருகிறது!

விண்ணியல் வரலாறில் ஒரு புதிய சகாப்த்தம்

கபிள் தொலைநோக்கியின் வேலைத்திட்டம் 1970 களின் இறுதியிலேயே ஆரம்பிக்கப்பட்டுவிட்டது. 1979 ல் விண்வெளி வீரர்கள் பாரிய தண்ணீர்த் தொட்டியில், ஹபிள் தொலைநோக்கியின் மாதிரியை நகர்த்தி பயிற்சி செய்தனர். (நீரினுள் செய்வதனால், விண்வெளியில் நிறையில்லாத நிலையை செயற்கையாக உருவாக்கிப்பார்க்கலாம்)

1981 அளவில் விண்வெளித் தொலைநோக்கி நிறுவனம் என்ற ஒன்று அமைக்கப்பட்டு, தொலைநோக்கி பயன்படுத்தும் முறை மற்றும் அறிவியல் ஆய்வுக்கான திட்டம் என்பவற்றை உருவாக்கத்தொடங்கியது. அதுமட்டுமல்லாது அமெரிக்க விண்ணியலாளரான ‘எட்வின் ஹபிளின் பெயரை இந்த தொலைநோக்கிக்கு வைத்தனர்.

எட்வின் ஹபிள்
எட்வின் ஹபிள்

எட்வின் ஹபிள், முதன் முதலில் மிகத் தொலைவில் விண்வெளியில் தெரியும் புள்ளிகள் வெறும் விண்மீன்கள் அல்ல மாறாக அவை பல பில்லியன் விண்மீன்களை உள்ளடக்கிய முழு விண்மீன் பேரடைகள் என்பதற்கான சான்றை முன்வைத்தவர். அதுமட்டுமல்லாது இவரது ஆய்வின் மூலம் இந்தப் பிரபஞ்சம் மிக வேகமாக விரிவடைந்துகொண்டு செல்கிறது என்றும் தெரியவந்தது. ஆகவே இவரது பெயரை இந்தப் பிரபஞ்சத்தை அளக்கவிருக்கும் கருவிக்கு வைப்பது பொருத்தமானது தானே!ஹபிள் தொலைநோக்கி முழுதாக உருவாக்கப்பட்ட பின்னர், அக்டோபர் 1986 இல் இதனை விண்வெளிக்கு அனுப்ப முடிவெடுக்கப்பட்டது, அனால் துரதிஷ்டவசமாக ஜனவரி 28, 1986 இல் சேலஞ்சர் என்ற விண்வெளி ஓடம் வானில் வைத்து வெடித்துச்சிதறியதில் மிகப்பெரிய இழப்பு ஏற்பட்டு அடுத்த இரண்டு வருடங்களுக்கு நாசாவின் விண்வெளித்திட்டங்கள் முடக்கப்பட்டன.

இந்தக் காலகட்டத்தில், ஹபிள் தொலைநோக்கியை ஸ்டோர்ரூமில் போட்டு பூட்டி வைத்தாலும், ஆய்வாளர்கள் ஹபிள் தொலைநோக்கியின் சூரியக்கலங்கள் மற்றும் அதன் மற்றைய பாகங்களின் திறனை அதிகரிக்கும் வண்ணம் மேம்பாடுகளை செய்தனர்.

இறுதியாக ஏப்ரல் 24, 1990 இல் டிஸ்கவரி என்ற விண்வெளி ஓடத்தில் ஹபிள் விண்வெளித் தொலைநோக்கி விண்ணுக்கு அனுப்பப்பட்டது. விண்ணியல் ஆய்வில் ஒரு புதிய சகாப்தம் தொடங்கியது!

ஆரம்பத்திலேயே ஒரு தடங்கல்

ஹபிள் தொலைநோக்கி விண்ணில் செலுத்தப்பட்டு அது இயங்கத் தொடங்கியதுமே, அது எடுத்து அனுப்பிய புகைப்படங்கள், அவ்வளவு தெளிவாக இருக்கவில்லை. நிலத்தில் உள்ள தொலைநோக்கிகளின் மூலம் எடுக்கப்பட்ட புகைப்படங்களை விட ஹபிள் அனுப்பிய புகைப்படங்கள் தெளிவாகவும் துல்லியமாகவும் இருந்தபோதும், நாசா ஆய்வாளர்கள் கருதியலவிற்கு அவை இருக்கவில்லை.

இந்தப் படங்களை ஆய்வு செய்து பார்த்தபோது, ஹபிள் தொலைநோக்கியில் இருக்கும் பிரச்சினை என்னவென்று ஆய்வாளர்கள் கண்டறிந்தனர். ஹபிள் தொலைநோக்கியின் மத்திய கண்ணாடியில் ஏற்பட்ட ஒரு சிறிய மாற்றத்தினால் கண்ணாடியின் நடுவில் பிம்பத்தின் குவிவு மையம் அமையாமல், சற்றே விலகி அமைந்துவிட்டது.

அண்ணளவாக ஒரு வருடகாலமாக மெல்ல மெல்ல பார்த்துப் பார்த்துப் பளபளப்பாக உருவாக்கப்பட்ட கண்ணாடியில் ஏற்பட்ட பிழை அண்ணளவாக நமது வெள்ளைக்கடதாசியின் தடிப்பில் வெறும் 50 இல் 1 பங்கு மாத்திரமே! ஆனாலும் இந்த அளவே ஹபிள் தொலைநோக்கியில் விழும் பிம்பங்களை சிதைத்து விடக்கூடியதாக இருந்தது.

எப்படியிருப்பினும் இப்படியான பிரச்சினைகள் ஏற்கனவே ஒளியியல் பொறியியலாளர்களுக்கு தெரிந்திருந்ததால் அதனை எப்படித் திருத்தவேண்டும் என்றும் அவர்களுக்கு தெரிந்திருந்தது. பல சிறிய கண்ணாடிகளைப் கொண்டு மத்திய கண்ணாடியில் விழும் ஒளியை சீர் செய்யமுடியும். இதற்காக COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) என்ற கருவியை உருவாக்கினர்.

அந்தக் கருவியையும் இன்னும் சில புதிய கருவிகளையும் பொருத்துவதற்காக இதுவரை விண்வெளி வரலாற்றில் ஒருவரும் செய்யாத ஒரு சாதனையை நாசா செய்யத் திட்டமிட்டது. ஆம்! விண்வெளியில் வைத்து ஹபிள் விண்வெளி தொலைநோக்கியை திருத்துவது!

இதற்காக நாசா தனது விண்வெளி வீரர்களை 11 மாதகால பயிற்சிக்கு உட்படுத்தி தயார்நிலைக்கு கொண்டுசென்றது.

முதலாவது திருத்தப்பணியும் தெளிவான பிரபஞ்சமும்

டிசம்பர் 2, 1993 இல் எண்டோவர் என்ற விண்வெளி ஓடத்தில் மாற்றுக் கருவிகளும் மற்றும் புதிய சில கருவிகளையும் கொண்டு ஹபிள் தொலைநோக்கியை திருத்தும் குழு பயணித்தது. இவர்கள் COSTAR உட்பட வேறு சில புதிய கருவிகளையும் ஹபிள் தொலைநோக்கியில் பொருத்திவிட்டு திரும்பினர்.

ஜனவரி 1994 இல் நாசா ஒரு ஒப்பீட்டுப் படத்தை வெளியிட்டது. M 100 என்ற ஒரு விண்மீன் பேரடையை திருத்தவேலைகள் இடம்பெற முன்னர் எடுத்த புகைப்படமும், திருத்தவேலைகள் முடிவடைந்த பின்னர் எடுத்த புகைப்படமும் அடங்கும். அந்தப் படத்தை நீங்களே பார்த்து எந்தளவுக்கு ஹபிள் தொலைநோக்கியின் துல்லியத்தன்மை அதிகரித்துள்ளது என அறிந்துகொள்ளலாம்.

hs-1994-01-a-large_web_cr
M100 என்ற விண்மீன் பேரடையின் புகைப்படம், இடப்பக்கம்: திருத்தவேலைகளுக்கு முன்னர், வலப்பக்கம்: திருத்தவேலைகளுக்குப் பின்னர்.

அதன் பின்னர் பலதடவைகள் ஹபிள் தொலைநோக்கி திருத்தப் பணிகளுக்கு உட்பட்டுள்ளது. தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியில் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட காமெராக்கள் அவ்வப்போது பொருத்தப்பட்டு, ஹபிள் புலத்தின் துல்லியத்தன்மை அதிகரிப்பப்பட்டுள்ளது.

தொடரும்…

பகுதி 2 ஐ படிக்க: ஹபிள் தொலைநோக்கியும் விண்ணியல் வளர்ச்சியும் 2

படங்கள்: நாசா, விக்கிபீடியா