ساختمان محفظه در همه رصدخانه های جهان، کاملا مبتنی بر نیازمندیهای ابعادی و عملکردی تلسکوپ آن رصدخانه طراحی و ساخته می شود. از جمله مهمترین وظایف ساختمان محفظه، محافظت از تلسکوپ در طول روز و کمک به افزایش هرچه بیشتر کیفیت تصویر تلسکوپ در طول شب های رصدی است. این اهداف کلان هنگامی که در طراحی های پایین دستی گنبد جاری شوند، حجم زیادی از جزئیات طراحی را رقم خواهند زد.
شاید ساده ترین نشانگان اثبات این ادعا، زیرسیستم های متنوعی هستند که گنبد یک رصدخانه حرفه ای باید به آنها مجهز باشد تا بتواند به خوبی از عهده وظایفش در قبال تلسکوپ برآید: شاترهای رصدی، پنجره های هواشویی، سپر باد، سپر ماه، سامانه گردگیر، اسلیپ رینگ های انتقال توان، جرثقیل سقفی گنبد، بوژی های محرک و هرزگرد و… هر کدام از این زیرمجموعه ها، به نحوی در عملکرد گنبد موثرند.
البته فراتر از این المان های بزرگ، حجم بالایی از جزئیات وجود دارد که تنها با توضیحات دقیق مهندسی می توان اهمیت وجود آنها در رسیدن تلسکوپ به بهترین کیفیت تصویر را توضیح داد. برخی از این جزئیات آنقدر ریز و به ظاهر کم اهمیت اند که حتی از نگاه برخی مهندسان و منجمان هم پنهان می مانند. مثلا نوع پروفیل های استفاده شده در سازه گنبد، جزئیات هندسه و ابعاد پنجره های هواشویی، نوع طراحی سیستم تعلیق و چرخ های گنبد، نسبت میان گشودگی شاترهای رصدی و میدان دید تلسکوپ و… در انتخاب ها و طراحی جزئیات همه این موارد، دلایلی ریز -اما مهم- وجود دارند که هر کدام به نوعی باعث افزایش کیفیت تصویر تلسکوپ خواهند شد.
مهمترین ملاحظات در طراحی رصدخانه ها
قلب هر رصدخانه، تلسکوپ و قلب هر تلسکوپ، سیستم اپتیکی و آینه های آن هستند. هر آنچه در طراحی کلیات و جزئیات یک رصدخانه -از جمله طراحی گنبد- وجود دارد، به نحوی برای کمک به این قلب مرکزی رصدخانه (سامانه اپتیکی تلسکوپ) و به منظور رسیدن به بهترین کیفیت و عملکرد آن است.
تصویر ثبت شده توسط تلسکوپ، محصول نهایی رصدخانه محسوب می شود که کیفیت عملکرد این کارخانه اپتیکی را تنها با سنجش کیفیت این محصول نهایی می توان قضاوت کرد. به همین خاطر، علاوه بر الزامات عمومی مهندسی مثل رعایت شدن استانداردهای سازه ای، مکانیکی، الکتریکی و الکترونیکی و… رصدخانه ها سه نوع ملاحظات مهم کلان نیز دارند:
- ملاحظات نوری
- ملاحظات ارتعاشی
- ملاحظات دمایی
هر سه گروه از این ملاحظات بواسطه تأثیری که بر روی کیفیت تصویر تلسکوپ می گذارند، در طراحی جزئی کل رصدخانه از جمله گنبد، مهم و کلیدی قلمداد می شوند.
- ملاحظات نوری
تصویر ثبت شده از یک کهکشان کم نور در فاصله چند میلیارد سال نوری آن طرف تر، تنها در نبود نورهای مزاحم امکانپذیر خواهد بود. برای این منظور گنبد رصدخانه ملی دارای اجزاء و زیرسامانه هایی است که مانع از نفوذ نورهای مزاحم به داخل میدان دید تلسکوپ شود. به عنوان مثال یکی از این زیرسیستم ها “سپر ماه” است که خصوصا در طول شب های مهتابی، شکاف رصدی در سقف گنبد را برای جلوگیری از ورود نور مهتاب به داخل گنبد مسدود می کند.
- ملاحظات ارتعاشی
رسیدن هر موج ارتعاشی ناشی از هر عامل دلخواه بیرونی به پایه تلسکوپ باعث افت کیفیت تصویر خواهد شد. اهمیت این مسئله خصوصا در نوردهی های طولانی مدت برای ثبت تصاویری از اعماق تاریک کیهان بیشتر است. برای این منظور، پایه تلسکوپ تا سه متر زیر سطح سایت، به کلی از ساختمان محفظه ایزوله شده و هیچ اتصال سازه ای یا مکانیکی میان این دو وجود ندارد. به این ترتیب هر موج ارتعاشی ناشی از برخورد باد به ساختمان محفظه یا ناشی از دوران گنبد، برای رسیدن به تلسکوپ مجبور خواهد بود تا سه متر پایین تر از بستر صخره ای قله پایین برود و طبیعتا در طی این مسیر تا حد ممکن میرا و بی اثر خواهد شد.
علاوه بر این، حرکت دورانی گنبد برای دنبال کردن تلسکوپ، یک حرکت گسسته -و نه پیوسته- است تا به این ترتیب در عمده زمان مربوط به رصد یک جرم اعماق آسمان، گنبد در حالت ایستا و بدون حرکت باقی بماند. این طراحی از خلق بسیاری از ارتعاشات ریز ناشی از دوران گنبد یا چرخش الکتروموتورها و چرخ ها جلوگیری خواهد کرد.
- ملاحظات دمایی
حرارت و دما از آنجایی که باعث ایجاد تلاطمات هوایی و کاهش دید نجومی می شوند، در کیفیت دید تلسکوپ بسیار اثرگذارند. گنبد رصدخانه اگرچه باید برای محافظت از تلسکوپ محکم و استوار و قوی ساخته شود، اما در عین حال باید چابکی زیادی در همدما شدن با محیط داشته باشد. هرچقدر گنبد در همدما شدن با محیط کُندتر عمل کند، اختلاف دمای سازه و محیط ساختگاه بیشتر شده و این مسئله باعث ایجاد جریانات همرفتی در اطراف تلسکوپ خواهد شد. برای این منظور و به علاوه برای زدودن حرارت های تولید شده در سامانه های مکانیکی و الکترونیکی مربوط به حرکت تلسکوپ، گنبد رصدخانه ملی ایران مجهز به پنجره های هواشویی غول پیکری است که از 5 جهت، دهانه هایی به بزرگی 2.5 در 6 متر را برای ورود جریان باد طبیعی قله به داخل گنبد مهیا می کنند. گشودن هر یک از این پنجره ها به میزان دلخواه باعث خواهد شد تا جریان طبیعی باد قله به شکلی کنترل شده، حرارت های تولید شده در اطراف تلسکوپ را زدوده و همدما شدن سازه گنبد با محیط اطراف را نیز تسریع نماید.
سیدمحمد مهاجر
