در باز است

ستاره شناسان ایرانی به دنبال همکاری برای تلسکوپ جدید خود هستند، تلسکوپی در کلاس جهانی

تلسکوپ کلاس ۴ متری رصدخانه ملی ایرانیان، به صورتی غیر منتظره، امروز اولین تصاویر خود را منتشر کرد.

۲۷ مهر ۱۴۰۱

۴:۲۰ بعد از ظهر

نوشتۀ ریچارد استون

دانشمندان و مهندسان ایرانی در ساخت رصدخانه ملی ایرانیان با موانع بزرگی مواجه شدند، از جمله تحریم‌هایی که دسترسی به فناوری‌های پیشرفته و محدودیت‌های ویزا که سفر آنها به خارج از کشور را محدود می‌کند.رصدخانه ملی ایران

دانشمندان و مهندسان ایرانی در ساخت رصدخانه ملی ایرانیان با موانع بزرگی مواجه شدند، از جمله تحریم‌هایی که دسترسی به فناوری‌های پیشرفته و محدودیت‌های ویزا که سفر آنها به خارج از کشور را محدود می‌کند.رصدخانه ملی ایران

در یک نقطه عطف مهم برای جامعه علمی ایران، اخترشناسان امروز در تهران اعلام کردند که تلسکوپ رصدخانه ملی ایران (INO) «اولین نور» را گرفته است: تلسکوپ نوری ۳.۴ متری کلاس جهانی، که آینده آن در سال گذشته مبهم تصور می‌شد، عملیاتی شده است و اولین تصاویر خود را به ثبت کرده است.

حبیب خسروشاهی، مدیر پروژه INO، ستاره شناس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM) در تهران می‌گوید: «ما مدت ها منتظر این لحظه بودیم.»

خسروشاهی در باره اولین نور رصدخانه ۲۵ میلیون دلاری گفت: «در زمان متلاطمی آمد».

ایران از ماه گذشته (زمان مرگ یک زن جوان در بازداشت پلیس که به دلیل عدم رعایت حجاب مناسب دستگیر شده بود) مواجه با تظاهرات اعتراضی است. خسروشاهی می گوید: «ما نگران چگونگی تفسیر اعلامیه خود هستیم. اما  می‌خواهیم تاکید کنیم که INO برای همه مردم ایران است. دیگر نمی‌توانستیم این خبر را پیش خودمان نگه داریم.»

اودیسه علمی INO  دو دهه پیش و با احتمال کمی برای موفقیت آغاز شد.

جری گیلمور، اخترشناس دانشگاه کمبریج و رئیس هیئت مشاوران بین‌المللی INO، می‌گوید: « زمانی که آنها این پروژه را شروع کردند، این فقط یک رویا بود. هیچ‌کس در ایران قبلاً کاری در این مقیاس انجام نداده بود.»

سال گذشته، برخی از پرسنل سابق INO در مورد اینکه آیا تغییرات در طراحی INO ممکن است عملکرد آن را به خطر بیندازد ابراز نگرانی کردند. مهندس اپتیک لورنزو زاگو، مشاور و عضو گروه مشاوران طرح می‌گوید: «این تردیدها رنگ باخته‌اند.»

INO گنبد خود را رو به آسمان برای تنظیمات نهایی در ۲۷ سپتامبر باز کرد و شب بعد از آن تصویر یک کهکشان دوقلو به نام  “ARP 282”  را در فاصله ۳۱۹ میلیون سال نوری از زمین ثبت کرد.

میزان تفکیک (وضوح) این تصویر ۰.۸ ثانیه قوسی و  تصویر دومی که چند روز پیش گرفته شد ۰.۶۵ ثانیه قوسی است. این میزان وضوح تصویر نزدیک به حدی است که شرایط جوّی در قله ۳۶۰۰ متری گرگش تعیین می کند.

گیلمور می‌گوید: «نتیجه دیدنی است. بسیار بهتر از حد انتظار.»

رضا منصوری، اخترفیزیکدان نظری در دانشگاه صنعتی شریف که هدایت این پروژه را تا سال ۲۰۱۶ بر عهده وی بود در سال گذشته در مورد آینده تلسکوپ ابراز نگرانی کرد و گفت: «با آغاز فعالیت علمی که امیدواریم تابستان آینده آغاز شود، کیفیت طراحی و ساخت معلوم خواهد شد.»

مهندسان هنوز باید کارهایی مانند یکپارچه سازی نرم افزار، تنظیم دقیق اپتیک فعال و نصب اولین ابزار علمی یعنی یک دوربین تصویربرداری با کیفیت بالا را انجام دهند. اهداف علمی اولیه شامل کاوش در تکامل تشکیل کهکشان ها و تکامل ستاره‌ها و شکار سیارات فراخورشیدی است. رصدخانه ایران و دو تلسکوپ دیگر در منطقه، یک تلسکوپ مادون قرمز ۴ متری در حال تکمیل شدن در ترکیه و یک تلسکوپ نوری ۳.۶ متری در هند، شکاف جغرافیایی را در یک شبکه جهانی پر می‌کنند که به درک پدیده های زودگذری مانند انفجار اشعه گاما کمک می‌کند. با این کار سعی خواهد شد که مکان انفجارها تعیین شود و مختصات فیزیکی شان آشکار گردد. گیلمور می گوید: «شما به زنجیره ای از تلسکوپ ها در سراسر جهان برای دنبال کردن این پدیده‌ها نیاز دارید.»

در ساخت INO، اخترشناسان در ایران باید بر موانعی غلبه می‌کردند که تعداد کمی از همکاران آنها در سایر نقاط جهان با آن مواجه هستند. تحریم‌هایی که دستیابی به فناوری پیشرفته و مشکلات صدور ویزا که سفرهای علمی آنان به خارج را محدود می‌کند.

تیم ایرانی شیشه تراشیده سرامیکی آینه را از یک شرکت آلمانی خریداری کرد. سپس مهندسان INO مجبور شدند بفهمند که چگونه تقریباً هر چیز دیگری را به تنهایی بسازند. زاگو می‌گوید: «آنچه من را شگفت‌زده می‌کند این است که این دانش به سرعت به دست آمد.» «آنها سخت و پرشتاب کار کردند!»

گیلمور می‌گوید: «در هر مرحله جاه‌طلبی و پیچیدگی پروژه را افزایش دادند.» به عنوان مثال، او می‌گوید، سامانۀ موسوم به کنترل فعال مرکب از حسگرها، عملگرها و نرم‌افزارهایی که وضعیت یک آینه اولیه را کنترل می‌کند اولین بار حدود یک دهه پیش برای تلسکوپ‌های بزرگ‌تر عرضه شد. مهندسان INO این سامانه را در طراحی گنجانیدند. زاگو می‌گوید: «آنچه واقعاً شگفت‌انگیز است، یک سامانه لایه نشانی در خلاء بالا است که مهندسان INO و یک شرکت ایرانی برای پوشاندن شیشه صیقل داده شده با آلومینیوم خالص ساختند و به این ترتیب شیشه‌های صیقل داده شده را به آینه‌های تلسکوپ تبدیل کردند. گیلمور می‌گوید: «وقتی بریتانیا در دهه ۲۰۰۰ تصمیم به ساخت یک سیستم لایه نشانی برای تلسکوپ مرئی و فروسرخ نجومی گرفت، به نظر میرسید که برای رسیدن به عملکرد صحیح آن باید تا بی‌نهایت منتظر بمانیم.»

خسروشاهی امیدوار است با مشارکت گروه‌های بین المللی بتوان ابزارگان پیشرفته رصدی را در چهار جایگاه پیش بینی شده INO نصب کنند. او می‌گوید: «درها از طرف ما باز است، اگرچه تحریم‌ها و سیاست می‌تواند برخی از همکاری‌های بالقوه را متوقف کند.»

خسروشاهی می‌گوید: « در آغاز پروژه، جامعه نجوم در حال رشد ایران متشکل از تنها چند ده نفر نیروی انسانی توانا بود، اما امروز صدها دانشمند و دانشجو، منتظرند تا به رصد واقعی کیهان بپردازند.

مریم ترکی از IPM می گوید: «ما با ناامیدی، تاریکی و همچنین با کلماتی که می توانست ما را دلسرد کند جنگیدیم. اما در نهایت شاهد این تولد باشکوه بودیم.»

تلسکوپ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران چشم بر عالم گشود.

با ثبت اولین نور تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران،  آخرین گام در مرحلۀ تجمیعِ زیر مجموعه‌های تلسکوپ و تکمیل بزرگترین طرح علمی ایران برداشته شد.

طرح رصدخانه ملی ایران نخستین طرح کلان علمی کشور در حوزه علوم پایه است که پژوهشگاه دانشهای بنیادی با تکیه بر دانش و فناوری بومی شده و با حمایت وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و سازمان برنامه و بودجه به اجرا در آورده است. این طرح ،گام مهمی در توسعه نجوم و کیهان‌شناسی رصدی و ایجاد و توسعه فناوری‌های مرتبط به آن در بخش اپتیک، مکانیک و کنترل محسوب می شود.

«اولین نور» آغاز مجموعه ای از فعالیت­‌هاست که هدف از آنها شناخت رفتار اپتیکی، کنترلی و مکانیکی تلسکوپ و سنجش ویژگی‌های اصلی تلسکوپ نظیر ابعاد لکه نوری در کانون و قابلیت کنترلیِ آن مانند هدف گیری و رهگیری تلسکوپ و همچنین عملکرد اپتیک فعال است. این فرآیند با انجام تنظیمات نهایی تلسکوپ و تجمیع نرم افزارها به بهره‌برداری علمی از تلسکوپ منتهی می‌شود.

داده‌های تصاویر اولین نور نشان می­دهد که تلسکوپ در ابتدای فرآیند، کیفیت تصویر ۰.۸ ثانیه قوسی منطبق بر دید نجومیِ متوسط سایت رصدی گرگش را در کانون اصلی و در گستره میدان دید ۲ دقیقه قوسی فراهم می کند. تصویر سیستم جفت‌کهکشان برخوردی Arp 282 در فاصله ۳۲۰ میلیون سال نوری برای ثبت اولین نور جسم فراکهکشانی نشان دهنده قابلیت­های فنی این تلسکوپ در نخستین شب رصد فنی است. تصاویر اولین نور این تلسکوپ انسجام مجموعه‌های اپتیک، مکانیک، سخت افزار و نرم افزار کنترل در یک پیکربندی متشکل از ده‌ها هزار قطعه مکانیکی و الکترونیکی را نشان می‌دهد. در حال حاضر تلسکوپ اجرام آسمانی را با دقت بهتر از یک ثانیه قوسی (در زمان نوردهی۱۰ دقیقه) رهگیری می کند که به مراتب بهتر از میزان تعیین شده در اسناد طراحی است. همچنین سامانه اپتیک فعال بطور مطلوب قابلیت حذف ابیراهی های اپتیکی از طریق تغییر شکل آینه اولیه و جابجایی آینه ثانویه را به نمایش گذاشته‌اند.

طرح رصدخانه ملی ایران از سال ۱۳۸۱ با آغاز مطالعات مکان یابی آغاز شد و از سال ۱۳۸۸ در مسیر طراحی قرار گرفت. این طرح با پشت سر گذاشتن موفق طراحی تفصیلی در سال ۱۳۹۶ وارد مرحله ساخت شد و با وجود دشواری‌های اقتصادی، مسیر اجرای آن ادامه یافت و با وجود همه‌گیری ویروس کووید ۱۹ ساخت و نصب محفظه تلسکوپ در سال ۱۳۹۹ و نصب و راه اندازی سازۀ تلسکوپ در خرداد ماه سال ۱۴۰۰ به انجام رسید.

ساخت و راه اندازی سامانۀ پیچیده لایه نشانی در سال ۱۴۰۱ به اتمام رسید تا شیشه‌های صیقل داده شده به آینه تبدیل شوند. این سامانه بزرگترین سامانه لایه نشانی در شرایط خلا بالاست. با انتقال و نصب آینه اولیه و ثانویۀ تلسکوپ، مهمترین و حساس‌ترین مرحلۀ اجراییِ این طرح به انجام رسید تا در مهرماه ۱۴۰۱ بر اساس برنامه تعیین شده قبلی نورگیری این تلسکوپ محقق شود.

تلسکوپِ اصلی رصدخانه ملی ایران، تلسکوپ اپتیکی با قطر آینۀ اصلی ۳۴۰ سانتی‌متر (وزن ۴۰۰۰ کیلوگرم) و آینۀ ثانویه ۶۰ سانتی متر از ترکیب اپتیکی کاسگرین و سازه مکانیکی از نوع سمتی-ارتفاعی بهره‌مند است. این ترکیب‌ برای اغلب تلسکوپ­های با ابعاد متوسط تا بسیار بزرگ در سال‌های اخیر بکار گرفته شده است. این تلسکوپ از آخرین فناوری‌‌ها در کنترل حرکت محورها و همچنین کنترل آینه‌ اولیه و ثانویه استفاده می­کند. وزن سازه تلسکوپ حدود ۹۰ تن است.

در سال ۱۴۰۱ تکمیل روکش آسفالت جاده اختصاصی رصدخانه ملی ایران به طول ۱۱.۵ کیلومتر و همچنین خط انتقال برق و فیبرنوری به قله ۳۶۰۰ متری گرگش انجام شد.

پژوهشگاه دانشهای بنیادی بر ضرورت «اهتمام و حوصله» در برنامه­ریزی و اجرای طرح‌های بزرگ علمیِ مشابهِ رصدخانه ملی ایران تاکید می کند. طرح‌هایی که به دلیل ناشناخته‌های فنی و اجرایی و همچنین به لحاظ وسعت عملیات فنی و مهندسی، به پیگیری طولانی نیاز دارند. چنین طرح‌هایی منشاء تحولات مهم در علم و فناوری و صنایع در کشور هستند.

پژوهشگاه دانش‌های بنیادی از همه دستگاه‎های اجراییِ حامی، سازمان‌ها، شرکت‌های خصوصی و دولتی و همچنین از مدیران و اشخاص حقیقی که در اجرای این طرح مشارکت کردند، قدردانی می‌کند.

  •  

تصویر سیستم جفت کهکشان Arp 282 (کهکشان بزرگتر با نام NGC 169 و همدم آن با نام IC 1559) در صورت فلکی آندرومدا (امراه مسلسله) در فاصله ۳۲۰ میلیون سال یکی از نخستین تصاویر ثبت شده توسط تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران است. این تصویر یکی از تصاویر ثبت شده با هدف مهندسی در فرآیند سنجش قابلیت‌های فنی تلسکوپ است. پردازش های متعارف نجومی بر روی این تصویر انجام نگرفته است. 

بهره برداری از سامانه لایه نشانی رصدخانه ملی ایران

بهره برداری از سامانه لایه نشانی رصدخانه ملی ایران

با لایه نشانی شیشه‌های مربوط به آینه اولیه و ثانویه تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران بزرگترین سامانه لایه ‌نشانی تحت خلا بالا در کشور به عنوان یکی از زیر فعالیت‌های مهم طرح رصدخانه ملی ایران به بهره برداری رسید. این سامانه به منظور ایجاد پوشش آلومینیوم بر روی شیشه‌ها طراحی و ساخته شده است.

امروزه شیشه‌های آینه‌های بکار رفته در تلسکوپ‌ها با قطر ۸ متر بصورت یک تکه ساخته، تراشیده و به دقت صیقلی می شوند و با استفاده از فناوری خلاء بالا و روش مناسب لایه نشانی به آینه‌هایی با کیفیت تبدیل می‌شوند. همچنین از آنجا که کیفیت آینه به مرور زمان اُفت می‌کند در دوره‌های زمانی حدود ۲ سال این آینه ها مجدد لایه زدایی و لایه نشانی می شوند. از اینرو ساخت سامانه لایه نشانی و کارگاه شستشو و لایه نشانی آینه ها بخش مهمی از زیرساخت فنی رصدخانه‌هاست.

برای لایه نشانی آینه تلسکوپ‌های بزرگ از دو روش عمده “تبخیری” و “کند و پاش” بهره گرفته می‌شود، که در چند دهه اخیر لایه نشانی آینه‌های تلسکوپ به روش “کند و پاش” عمومیت بیشتری یافته است.

سامانه لایه نشانی از زیرسامانه‌های محفظه و پمپ های خلاء، لایه نشانی، کنترل، منبع تغذیه، تخلیه الکتریکی و سیستم سرمایش تشکیل شده است. سامانه لایه نشانی رصدخانه ملی ایران در اولین آزمون خود خلاء یک میلیونیوم میلی بار  را تامین کرد تا با زدودن ناخالصی‌ها آینه‌های این تلسکوپ از نظر کیفی نیاز این تلسکوپ را برآورده کنند. قطر این سامانه تمام استیل ۴.۲۰ متر و ارتفاع آن ۳ متر است و تمام فرآیند طراحی، ساخت و آزمون آن توسط شرکت‌های خصوصی و صنتعگران کشور و تیم مهندسی رصدخانه ملی ایران در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی انجام شده است.

پیش از انجام فرآیند لایه نشانی، شستشوی آینه‌ها مطابق الگوی فنی انجام شد و پس از استقرار آینه‌ها فرآیند لایه نشانی برای ایجاد پوشش آلومینیوم با خلوص بالا به ضخامت ۸۰ نانومتر و یکنواختی ۵ درصد انجام گرفت. تلسکوپ رصدخانه ملی ایران دارای آینه اولیه‌ای به قطر ۳ متر و ۴۰ سانتی‌متر با ضخامت ۱۸ سانتی‌متر است که از شیشه‌ سرامیکی با نام تجاری Zerodur ساخته شده است. شیشه مربوط به آینه اولیه و ثانویه هریک به مدت حدود ۲ سال فرآیند صیقل و سپس آزمون های اپتیکی را سپری کردند تا به زبری سطح کمتر از ۲ نانومتر برسند. صافی سطح بالا در آینه‌ها انجام رصدهای نجومی در گستره طیفی بزرگی از جمله ناحیه طول موجی نزدیک فرابنفش را تضمین می کند.

به این ترتیب شیشه های آینه اصلی و ثانویه که به ترتیب در أواخر سال ۱۳۹۳ و ۱۳۹۹ تحویل رصدخانه ملی ایران شده بودند به آینه تبدیل شدند.

مجری طرح رصدخانه ملی ایران، شرکت پیمانکار مجری طرح و مهندس مسئول این طرح در رصد خانه ملی ایران در جریان بازدید رئیس پژوهشگاه دانش‌های بنیادی توضیحات فنی در خصوص طراحی و ساخت این سامانه ارائه کردند.

رصدخانه ملی ایران بر روی قله ۳۶۰۰ متری “گرگش” و در جنوب غربی کاشان احداث شده است.

پاسخ قاطع و فنی هیات مشاوران بین المللی طرح رصدخانه ملی ایران به مقاله خبری مجله ساینس

پاسخ قاطع و فنی هیات مشاوران بین المللی طرح رصدخانه ملی ایران به مقاله خبری مجله ساینس

مجله «ساینس» اخیراً  یک مقاله خبری در مورد رصدخانه ملی ایران، منتشر کرده است.

در پاسخ به این مقاله که بر اساس اظهارات غیر فنی ابهاماتی در مورد طرح رصدخانه ملی ایران مطرح کرده بود، هیات مشاوران بین المللی طرح جوابیه در نشریه ساینس منتشر کرد که در ذیل آمده است:

ما از زحماتی که برای طراحی ، ساخت ، ایجاد و راه اندازی این پروژه بلند پروازانه در ایران کشیده شده است برای چندین سال به عنوان هیئت مشاوره بین المللی پشتیبانی کرده‌ایم.

افراد زیادی، از جمله افرادی که در مقاله مورد نظر با انها مصاحبه شده است، در این پروژه مشارکت داشتند تا آن را از رویا به واقعیت تبدیل کنند. ما برای نقشی که ایفا کرده اند ارزش قائل هستیم. ما در مورد دیدگاه های سیاسی طرح شده در مقاله نظری نداریم.

تأکید می کنیم که این مقاله تلاش تحسین برانگیز، متعهدانه و خلاقانه تیم رصدخانه ملی ایران را که ساختمان های‌ آن را عمدتا تکمیل کرده و آغاز راه اندازی برای رساندن به اولین نور آنچه را که مرکزی پیشرفته خواهد بود، دست کم گرفته است. این فرآیند هم اکنون با هدایت حبیب خسروشاهی در جریان است. بررسان خارجی و مستقل تایید می کنند که تیم رصدخانه ملی ایران، تلسکوپ، گنبد، زیرساخت و رصدخانه عالی را، ایجاد کرده اند.

این تلسکوپ توسط مهندسان رصدخانه ملی ایران و زیر نظر تیمی از متخصصان سوئدی در مراحل ابتدایی طراحی شده است. تیم رصدخانه ملی ایران تسلط لازم در طراحی تفصیلی را کسب و نظارت بر ساخت و ساز توسط صنایع داخلی را بر عهده داشته است. در سال ۲۰۱۷ ، بررسی جامعی توسط تیمی متشکل از دوازده دانشمند ، متخصص ، مدیر رصدخانه و مهندسان رصدخانه جنوب اروپا (ESO) به طور مستقل انجام شد. این طراحی‌ها بدون تغییر برای ساخت بکار گرفته شده اند.

ایجاد اولین نمونه از یک مرکز تحقیقاتی با کیفیت بین المللی، در شرایط ایده آل نیز جاه‌طلبانه است، چالش‌های کنترل زمانبندی و هزینه ها برای اطمینان از حفظ کیفیت، امری عادی هستند. تیم پروژه رصدخانه ملی ایران در شرایط سخت اقتصادی بخصوص در سال های اخیر و البته کووید به انجام رسانده است. آنها احترام و اعتبار قابل توجهی کسب کرده اند.

ما اطمینان داریم که رصدخانه  ملی ایران به موقع،  ظرفیت پژوهشی را فراهم می کند که از پیشرفت پژوهشی دانشمندان ایرانی و همکاران بین المللی علاقه مند به آن پشتیبانی می کند.

نصب و راه اندازی تلسکوپ ۳.۴ متری در رصدخانه ملی ایران

نصب و راه اندازی تلسکوپ ۳.۴ متری در رصدخانه ملی ایران
تلسکوپ
تلسکوپ رصدخانه ملی ایران

با انتقال و نصب تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران در سایت گرگش گام مهم دیگری در این پروژه بزرگ علمی برداشته شد. 

تلسکوپ رصدخانه ملی ایران در دیماه ۱۳۹۹ در محل ساخت آن در کارخانه رونمایی شد. اکنون تلسکوپ در درون گنبد در قله ۳۶۰۰ متری گرگش جای گرفته است و به این ترتیب در ابتدای تابستان ۱۴۰۰ در آغاز مرحله راه اندازی قرار دارد. 

آغاز فرآیند آزمون های تلسکوپ در کارخانه

آغاز فرآیند آزمون های تلسکوپ در کارخانه

با اتمام ساخت سازه عظم تلسکوپ و انجام آزمون های حرکتی پایه،‌ تلسکوپ ۳.۴ متری برای آزمون های تکمیلی در اختیار رصدخانه ملی ایران قرار می گیرد.

تلسکوپ رصدخانه ملی ایران، با قطر آینه اصل ۳۴۰ سانتی متر از نوع کاسگرین و پایه سمتی- ارتفاعی با سازه‌ای به وزن ۹۰ تن و به ارتفاع ۱۱ متر و قطر ۶.۵ متر است که با دقت ۰.۲ ثانیه قوسی (۰.۰۰۰۰۵ درجه قوسی(  اجرام آسمانی را در حضور جریان باد رهگیری می کند. این سازه با سرعت ۳ درجه بر ثانیه برای نشانه گیری اجرام نجومی تغییر زاویه ‌دهد.

تمام مراحل طراحی این تلسکوپ و دیگر اجزاء آن شامل طراحی مفهومی و تفصیلی توسط تیم فنی و علمی رصدخانه ملی ایران انجام گرفته و برای ساخت به شرکت ماشین سازی خاورپرس واگذار شده است. تلسکوپ پس از گذراندن آزمون های حرکتی پایه برای نصب و راه اندازی سامانه نرم افزاری و کنترل جامع در محل این کارخانه در اختیار تیم فنی رصدخانه ملی ایران خواهد بود. پس از اتمام این فرآیند تلسکوپ در قله گرگش نصب و راه اندازی خواهد شد. پیش از این یاتاقان هیدرواستاتیک در فرآیند تحقیق و توسعه طراحی و ساخته شده بود. همچنین آینه های تلسکوپ، سامانه اپتیک فعال نگهدارنده آینه اصلی، نگهدارنده آینه ثانویه و واحد فوقانی و اداپتور ابزارگان بطور جداگانه توسط رصدخانه ملی ایران توسعه یافته اند.

راهبرد اجرایی مدیریت طرح رصدخانه ملی ایران اجرای طراحی، ساخت و مدیریت تمام بخش های اصلی این طرح در ایران بوده و توانسته است این راهبرد را با موفقبت به اجرا در آورد. کلیه طراحی ها بطور کامل و منحصرا در رصدخانه ملی ایران با بهره مندی از مشاوران بین المللی طرح انجام گرفته و با گذراندن مراحل مختلف بازبینی ساخت تلسکوپ نیز به صنایع داخلی واگذار شده است.

وزن آینه اصلی تلسکوپ  چهار تن و ضخامت آن ۱۸ سانتی متر است و با توجه به قابلیت انعطاف آن با بهره‌گیری از یک سامانه اپتیک فعال کنترل می شود. شیشه آینه‌های تلسکوپ آینه اصلی بر روی ۶۰ عملگر محوری معلق و توسط ۳۰ عملگر جانبی حمایت می‌شود و با یک آینه دیگر به همان دقت سطح و در فاصله چهار متری در بالای آن – آینه ثانویه – که به واسطه یک عملگر شش محوره مهار شده است با دقت یک میکرون هم محور شود.

شیشه آینه های تلسکوپ رصدخانه ملی از جنس سرامیکی ویژه ساخته شده اند که در مقایسه با شیشه‌های متعارف، ۱۰۰ برابر نسبت به تغییر دما یعنی انبساط و انقباض گرمایی مقاوم تر است و تولید آنها در فرآیند حرارتی با طی زمان بیش از یک سال انجام می شود. شیشه آینه های تلسکوپ رصدخانه ملی تولید شرکت شوت آلمان است. شیشه ها برای تبدیل به آینه‌ با آلومینیوم خالص و در خلاء لایه نشانی می شوند.

با توجه به اهداف علمی این تلسکوپ و تلاش برای پوشش طول موج های کوتاه برای داشتن تصویری مطلوب از اجرام آسمانی آینه ه‌ای تلسکوپ بازبری سطح ۲ نانومتر یا کمتر صیقل داده شده اند.  دستیابی به این زبری سطح در مقیاس ۳.۴ متر از نظر فنی چالش برانگیز و زمان بر است. آزمون های اپتیکی برای صحت سنجی صیقل و شکل سطح آینه نیز از نظر فنی چالش برانگیز بوده و توسط متخصصان اپتیک کشورمان،‌ متخصصان رصدخانه ملی و با مشارکت متخصصان خارجی انجام گرفته است.

مجموعه آینه ها و عملگرها بر روی یک سازه مکانیکی ۹۰ تنی مستقر شده اند. سازه مکانیکی باید در حضور جریان باد ۱۲ متر بر ثانیه بیرون از گنبد با دقت ۰.۲ ثانیه قوسی حرکت کند و سیستم بازخورد آن باید بتواند به تمام اختلال های ناشی از باد، تغییر دما، جهت گیری تلسکوپ و انحراف آینه ها از محور اپتیکی غلبه کند. فرآیند کنترل تلسکوپ با این دقت توسط تیم کنترل رصدخانه ملی ایران به اجرا در می‌آید.

تلسکوپ در داخل گنبد قرار گیرد که نه تنها از آن محافظت می‌کند بلکه با هدایت جریان باد به آینه های تلسکوپ به عملکرد آن نیز کمک کند. سازه و پوسته این گنبد در سال ۱۳۹۹ بر روی سازه بتنی محفظه که در سال ۱۳۹۸ احداث شده مستقر شده است.

تمام این مجموعه پیچیده در محفظه‌‌ای به ارتفاع نصف برج آزادی بر فراز قله ۳۶۰۰ متری گرگش قرار می‌گیرند. مجموعه تلسکوپ در داخل گنبد در طول روز در دمایی سردتر از محیط قرار می گیرند.

 

اتمام فعالیت های عمرانی رصدخانه ملی ایران

 

فعالیت های عمرانی رصدخان ملی ایران که پیش نیاز اولین نور است به اتمام رسید و ساختمان های رصدخانه و محوطه برای نصب گنبد و تلسکوپ آماده شد. 

ساختمان های رصدخانه در قله ۳۶۰۰ متری گرگش شامل ۱۰۰۰ متر مربع ساختمان برای مدیریت عملیات رصد و مهندسی، اتاق کنترل و رصد و سالن لایه نشانی، مرکز داده و کارگاه برق و مکانیک است. همچنین ساختمان محفظه به مساحت ۸۰۰ متر مربع در ۴ طبقه شامل طبقه سرد، تجهیزات و کنترل آماده بهره برداری و نصب تجهیزات است.

اتمام نصب سازه گنبد تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران

سازه اصلی و پنجره های هواشویی و دریچه رصد گنبد تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران در قله گرگش به اتمام رسید. سازه به وزن تقریبی ۲۰۰ تن استوانه ای به قطر ۱۶ متر و ارتفاع ۱۵ متر است که بر روی ۸ ستون و از طریق بوژی ها بر روی ریل مستقر روی سازه بتنی متصل می شود.

 

 

آغاز نصب تدریجی گنبد تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران

فرآیند نصب گنبد تلسکوپ ۳.۴ متری رصدخانه ملی ایران از خردادماه ۱۳۹۹ با نصب صفحات هم سطح کنند ریل گنبد آغاز شد. گنبد این تلسکوپ استوانه ای به وزن تقریبی ۲۰۰ تن و  قطر ۱۶ متر است که بر روی بصورت بر روی ریل مستقر شده و می چرخد و به این ترتیب امکان رصد را برای تلسکوپ در زوایای مختلف فراهم می کند. 

هم سطحی محل استقرار ریل به عنوان میانای اتصال ساختمان بتنی محفظه با سازه مکانیکی از اهمیت بالایی برخوردار است و از این رو یکی از دقیق ترین فرآیند های نصب در قله به شمار می آید.

 

 

نخستین نقشه سه بعدی از حباب محلی انباشته از مواد ارگانیک

گروهی از منجمان ایرانی و انگلیسی نخستین نقشه سه بعدی از حباب محلی را با رصد باندهای پخشی میان ستاره ای که منشاء ناشناخته ای داشته و تنها اثراتی بر روی طیف ستاره ها دارند را با استفاده از تلسکوپ هایی در دو نیمکره شمالی و جنوبی منتشر کردند. این مشاهدات سوالات جدیدی را پیش پای منجمان می گذارد و می تواند آنها را به سوی درک بهتری از منشاء حیات در منظومه شمسی هدایت کند.

خورشید در حال حرکت به دورِ مرکز کهکشان راه شیری، در درون بخشی خاص از بازوی کهکشانی است که به طرز عجیبی خالی از ماده است. بازوهای کهکشانِ راه شیری به دلیل فعالیت‌های ستارگان، دارای ابرهای گازی و مولکولی ضخیمی هستند که در درونِ غبارِ غلیظِ بازوها شناورند؛ اما اکنون ما خود را درون بخشی از بازوی کهکشان می‌بینیم که بسیار داغ و رقیق‌تر از سایر مکان‌های بازو است.

منجمان این مکان‌های داغ و خالی را “حباب” و حبابی که خورشید در درون آن قرار گرفته است را “حباب محلی” می‌نامند. این حباب دمایی معادل یک میلیون درجه سلسیوس دارد. برای درک میزان داغی آن می‌توان با دمای ۵۶۰۰ درجه سلسیوسِ‌سطح خورشید مقایسه کرد.

احتمال داده می‌شود که این حباب بر اثر انفجارهای متوالی ۱۲ تا ۱۵ ابر نواختر شکل گرفته باشد که فضایی به ابعاد ۲۵۰ سال نوری را از ماده خالی کرده است

تیمی از محققان رصدی پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانشهای بنیادی و دانشگاه کییل انگلستان با رصدهایی که ۳ سال به طول انجامید به دنبال پاسخ این سوال بودند که آیا موادی وجود دارند که بتوانند دمای داخل حباب محلی را تحمل کنند؟ اگر چنین ماده ای وجود داشته باشد می تواند امکان ثبت نقشه حباب محلی را فراهم کند.

این تیم به یک پدیده رصدی که هنوز یکی از اسرار نجوم به حساب می آید، روی آوردند. رصد باندهای پخشی میان ستاره ای!

تقریبا یک قرن پیش اثار ناشناخته بر روی طیف ستارگان دور دست رصد شده بود که از فضای میان ستاره ای نشات گرفته بود. این اثار طیفی با آنچه از اتم ها و مولکول ها انتظار می رفت تفاوت داشت و هیچ نشانه ای از این مواد بر روی زمین وجود نداشت و قابل تولید در آزمایشگاهها نبود. تحقیقات بعدی نشان داد که این مواد ناشناخته احتمالا مولکول های ارگانیکی هستند که بسیار بزرگ و مقاوم اند و تقریبا درهمه جا حضور دارند، منجمان نام این مولکول های ناشناخته را باندهای پخشی میان ستاره ای گذاشتند و تا به امروز حدود ۵۰۰ گونه متفاوت از آنها کشف شده است ولی فقط ساختار ۲ مورد از آنها کشف شده و بقیه همچنان ناشناخته مانده اند.

دکتر امین فرهنگ نویسنده اول مقاله که امروز در مجله نیچر نجوم ( Nature Astronomy) منتشر شد می گوید:‌ سوال این بود که آیا می‌توانیم این باندها را در فضای نزدیک به خودمان هم ببینیم؟ چون این مولکول‌ها سنگین و بزرگ هستند آیا می‌توانند با مکانیزم خاصی در محیط‌های داغی مثل حباب محلی هم زنده بمانند یا خیر؟ آنچه برای ما اهمیت داشت بدست آوردن نقشه حباب محلی با استفاده از باندهای پخشی میان ستاره ای بود.

دکتر عاطفه جوادی یکی دیگر از محققان این تیم می گوید: روش ما برای تولید نقشه این حباب رصد ستاره های اطراف در جهت های مختلف بود تا بتوانیم با رصد آثار طیفی مواد ناشناخته که بین این ستاره ها و زمین قرار دارند چگالی موادی که منشاء این آثار هستند را تعیین کنیم.

به منظور یافتن پاسخ این سوالات تیمی از منجمان ایرانی و انگلیسی به ترتیب با استفاده از تلسکوپ‌های INT در جزیره “لاپالما” اسپانیا و NTT در شیلی به طور همزمان اقدام به پیمایش آسمان نیمکره شمالی و جنوبی با استفاده از رصد صدها ستاره داغ و جوان کردند.

در این رصدهای که ۳ سال به طول انجامید، با ترکیب هر دو پیمایش آسمان نیمکره‌های شمالی و جنوبی و با استفاده از یک تکنیک ریاضی بسیار پیچیده، این رصدهای دو بعدی به نقشه‌ای سه بعدی تبدیل شد. این اولین بار است که درونِ فضایِ حباب محلی نقشه برداری می‌شود. این منجمان نشان دادند که مولکول‌های ارگانیک با یک مکانیزم خاصی در درون حباب محلی داغ وجود دارند.

این کشف نشان داد که باندهای پخشی میان ستاره‌ای می‌توانند در محیط‌های بسیار داغ با استفاده از مکانیزم خاصی، تا زمانی محدود، زنده بمانند و یا اینکه در درونِ حباب محلی مکان‌های بسیار کوچکِ سردی وجود دارد که این مولکول‌ها می‌توانند در درون آن زنده باقی بمانند.

از طرف دیگر، زمانی که خورشید و به تبع آن زمین از درون این محیط عبور می‌کنند، این مواد می‌توانند بر روی زمین فرو آیند. حال این سوال پیش می‌آید که آیا این مولکول‌های ارگانیک می‌توانند عامل تشکیل حیات در ۳ و نیم میلیارد سال پیش بر روی زمین بوده باشند؟

عکس ۱: این تصویر نقشه مولکول های ارگانیک را با رنگ سبز در درون حباب محلی نشان می دهد.  ابرهای خنثی سدیم با رنگ قرمز و غبار با رنگ آبی در اطراف حباب محلی نشان داده شده است. خورشید در مرکز تصویر وجود دارد و فاصله ها بر حسب پارسک که معادل ۳.۲ سال نوری است می باشند.

دکتر حبیب خسروشاهی، مجری طرح رصدخانه ملی ایران می گوید: این پروژه با حمایت رصدی طرح رصدخانه ملی ایران و با هدف آموزش منجمان حرفه ای بر أساس توافق بین رصدخانه ملی ایران و رصدخانه آیزاک نیوتن شکل گرفت، طرحی که با انتشار این دست آورد مهم علمی می توان موفقیت آنرا جشن گرفت.

تیم تحقیقاتی ایرانی این مطالعات دکتر امین فرهنگ (نویسنده اصلی)، دکتر حبیب خسروشاهی و عاطفه جوادی بوده است و نتایج این تحقیق، در مجله نیچر نجوم (Nature Astronomy)  به چاپ رسیده است.