اب تک کا سب سے طاقتور – ناسا کی جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ کی دریافت

JWST کے بنیادی سائنسی اہداف تقریباً 13 بلین سال پہلے، خلا میں گہرائی میں دیکھنا اور اس کے بچپن میں کائنات کی تحقیق کرنا ہیں۔

25 دسمبر سائنس کے لیے ایک دلچسپ دن ہے، اور ماہرین فلکیات کے لیے بہت کچھ۔ بنانے میں ایک چوتھائی صدی سے زیادہ، NASA آخر کار ہفتہ کو جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ (JWST) لانچ کرے گا – بشرطیکہ سب کچھ منصوبہ بندی کے مطابق ہو – بنی نوع انسان کو کائنات کی تاریخ کے ہر مرحلے کا مطالعہ کرنے کے لیے ایک قدم اور قریب لایا جائے۔

JWST، جس میں 14 ممالک اور 29 امریکی ریاستوں کے ہزاروں سائنسدانوں اور انجینئرز کی شراکتیں شامل ہیں، اب تک کی سب سے طاقتور خلائی دوربین بن جائے گی۔

جب کہ سائنسدان اس وقت تک منٹ گنتے ہیں جب تک کہ راکٹ خلا میں نہیں پھٹ جاتا، یہاں آپ کو یہ جاننے کی ضرورت ہے کہ دوربینیں کیوں لانچ کی جاتی ہیں اور JWST کو کیا خاص بناتا ہے:

خلائی دوربینیں کیوں لانچ کی جاتی ہیں؟

قدیم زمانے میں، ہمیں کائناتی روشنی کو جمع کرنے کے لیے اپنی آنکھوں پر انحصار کرنا پڑتا تھا، لیکن دوربینوں کی آمد کے ساتھ، ہمیں یہ کام کرنے کے لیے ایک بڑا اور زیادہ موثر ٹول مل گیا۔ مثال کے طور پر، ہوائی میں کیک آبزرویٹری، جو کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے زیر انتظام ہے، ہماری آنکھوں سے 600,000 گنا زیادہ فوٹان (وہ ذرات جو روشنی بناتے ہیں) جمع کر سکتی ہے۔ صرف تین کہکشاؤں اور چند ہزار ستاروں کے مقابلے جو انسانی آنکھ سے دیکھے جا سکتے ہیں، کیک اربوں ستاروں اور کہکشاؤں کا مشاہدہ کر سکتا ہے۔

تاہم، ہم زمین پر جو دوربینیں بناتے ہیں ان کی کچھ حدود ہیں جن پر قابو نہیں پایا جا سکتا۔ یہ حدود اس حقیقت سے پیدا ہوتی ہیں کہ ماحول کا ایک پردہ جو گیسوں کے مرکب پر مشتمل ہوتا ہے جو زمین کو ڈھانپتا ہے روشنی کے فوٹان کو منتشر اور جذب کرتا ہے۔ فضا صرف مرئی اور ریڈیو فریکوئنسیوں میں روشنی کی ترسیل کی اجازت دیتی ہے اور کائنات کو وسیع فریکوئنسی رینج میں تلاش کرنے کی اجازت دیتی ہے، جیسے کہ گاما شعاعیں، ایکس رے، الٹرا وائلٹ (UV)، انفراریڈ، اور مائیکرو ویوز، جو زمین کے ماحول سے اوپر ہیں۔ جانے کے لئے.

دوربینوں کو خلا میں بھیجنے کا مقصد زمین کے ماحول سے روشنی کو مسخ یا جذب کرنے سے پہلے جمع کرنا ہے۔ آج تک، برقی مقناطیسی سپیکٹرم کی پوری لمبائی میں کائنات کی تحقیقات کے لیے سو سے زیادہ خلائی رصد گاہیں شروع کی گئی ہیں۔ ان جدید آلات نے ہمیں “ٹوئنکل، ٹوئنکل لٹل سٹار، ہاو آئی ونڈر یو” سے “ہم بالکل جانتے ہیں کہ آپ کیا ہیں” کی طرف جانے میں ہماری مدد کی ہے۔

سب سے طاقتور خلائی دوربین

20 فٹ سے زیادہ کے آئینے کے قطر کے ساتھ، یہ اب تک کی سب سے طاقتور خلائی دوربین ہوگی۔ اس دوربین کا تصور ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ (HST) کے جانشین کے طور پر کیا گیا تھا جسے 1990 میں لانچ کیا گیا تھا۔ آلات کی کل لاگت اور اس کے لانچ کے بعد آپریشن کے پانچ سالوں کے بارے میں سوچا جاتا ہے کہ مجموعی طور پر $11 بلین ہے۔

JWST کو یورپی خلائی ایجنسی کے راکٹ Ariane 5 کا استعمال کرتے ہوئے لانچ کیا جائے گا، جس پر یورپیوں کی جانب سے اضافی €700 ملین لاگت آئے گی۔ HST کے برعکس، جو تقریباً 540 کلومیٹر کی بلندی پر زمین کے گرد چکر لگاتا ہے، JWST ہم سے تقریباً 10 لاکھ کلومیٹر کے فاصلے پر سورج کے گرد چکر لگائے گا۔ اس مقام پر، جسے L2 کہا جاتا ہے، JWST اپنے کامیاب آپریشن کے لیے درکار ٹھنڈے اور تاریک ماحول میں بہت مستحکم ہوگا۔

JWST کے ڈیزائن اور سائنسی مقاصد پر بات کرنے سے پہلے، یہ اس کے پیشرو، ہبل اسپیس ٹیلی سکوپ — موجودہ فلیگ شپ خلائی دوربین کی کامیابی کی کہانی کو دہرانے کے قابل ہے۔ صرف 30 سال سے زیادہ کی اپنی زندگی کے دوران، اس مشہور آلے نے کائنات کی مسحور کن تصاویر کھینچ لی ہیں۔ HST ڈیٹا پر مبنی سائنسی دریافتوں نے کائنات کے اجزاء، اس کے آغاز، ماضی اور مستقبل کے ارتقاء کے بارے میں علم کی بے مثال دولت حاصل کی ہے۔ دور دراز کہکشاؤں کا مشاہدہ کرکے، HST نے اس بات کا زبردست ثبوت فراہم کیا کہ کائنات تقریباً 13.8 بلین سال پہلے ایک بگ بینگ میں تخلیق ہوئی تھی اور اس کے بعد سے مسلسل بڑھتی ہوئی شرح سے پھیل رہی ہے۔

اپنی مشہور ہبل ڈیپ فائلڈ امیج کے ساتھ، ایچ ایس ٹی نے انکشاف کیا کہ کہکشائیں ریت کے ذروں کی طرح پھیلتی ہیں جب کائنات ایک ارب سال سے کم پرانی تھی۔ دیوہیکل کہکشاں M87 کے مرکز میں زوم کرتے ہوئے، اس نے انتہائی تیز رفتاری سے گیس گھومتے ہوئے دیکھا، جس کی واحد قابل فہم وضاحت ایک بڑے بڑے بڑے بلیک ہول کی موجودگی کی طرف اشارہ کرتی ہے – جو ہمارے سورج سے کچھ 10 بلین گنا زیادہ ہے۔ HST نے نہ صرف ہمارے نظام شمسی میں موجود سیاروں کی تفصیلی وضاحت فراہم کی بلکہ دوسرے ستاروں کے گرد چکر لگانے والے سیاروں کو بھی دریافت کیا۔

ناسا کے لیے مشکل ترین کام

HST بنیادی طور پر برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے دکھائی دینے والے حصے میں روشنی جمع کرتا ہے – روشنی کا ایک بہت ہی ملتا جلتا حصہ جس کے لیے ہماری آنکھیں حساس ہیں۔ تاہم، JWST مرئی سپیکٹرم کے فوراً بعد انفراریڈ طول موج میں کام کرے گا۔

اس کا 22 فٹ قطر کا آئینہ بیریلیم سے بنے 18 چھوٹے ہیکساگونل آئینے کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جائے گا اور اس پر سونے کی تہہ چڑھائی جائے گی، یہ تقریباً 1000 ایٹموں کی ایک بہت ہی پتلی تہہ ہے جو پورے آئینے کی کوٹنگ کے لیے 50 گرام ہے۔

JWST کو سورج کی ایک بڑی شیلڈ کے ذریعے -200 °C سے نیچے رکھا جائے گا جو سورج کی روشنی سے آئینے اور سائنسی آلات کی حفاظت کرتا ہے تاکہ تھرمل شور کو کم کیا جا سکے کیونکہ یہ انفراریڈ میں کام کرتا ہے، جو کم درجہ حرارت کی تابکاری ہیں۔

JWST امیجنگ اور سپیکٹروسکوپی کے ذریعے اپنے دیوہیکل آئینے سے حاصل کی گئی روشنی کا تجزیہ کرنے کے لیے چار آلات آن بورڈ لے جائے گا – روشنی کو اس کے اجزاء کے رنگوں یا طول موج میں تقسیم کرنا۔

ایک آپریشنل کنفیگریشن میں اپنے تمام آلات کے ساتھ مکمل طور پر جمع، JWST راکٹ ہاؤسنگ میں فٹ ہونے کے لیے بہت بڑا ہے۔ لہٰذا، اسے فولڈ اوریگامی کی طرح ترتیب میں لانچ کیا جائے گا اور یہ اپنے ساتھ آج تک کا سب سے مشکل کام لے کر آئے گا – ٹیلی سکوپ کے آئینے اور اس کی بڑی سولر شیلڈ مکمل طور پر خودکار طریقے سے، لاکھوں کلومیٹر تک بغیر کسی مرمت کے مشن کے۔ . ممکن.

NASA کے جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ پر استعمال ہونے والے سنشیلڈ ٹیسٹ یونٹ کو ریڈونڈو بیچ، کیلیفورنیا میں نارتھروپ گرومن سہولت کے کلین روم میں اسٹیک اور پھیلایا گیا ہے۔ – رائٹرز/فائل

لانچ سے لے کر فائنل اسمبلی تک 344 سنگل پوائنٹ آف فیلور آپریشنز کیے جائیں گے اور ان میں سے کوئی بھی ایک دوربین کو اس کی ڈیزائن کردہ صلاحیت کے لیے ناقابل تلافی نقصان پہنچا سکتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ JWST کو کئی سالوں کی تاخیر کا سامنا کرنا پڑا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ ان کاموں کو خلا میں بے عیب درستگی کے ساتھ انجام دیا جائے۔

JWST کے بنیادی سائنسی اہداف تقریباً 13 بلین سال پہلے، خلا میں گہرائی میں دیکھنا اور اس کے بچپن میں کائنات کی تحقیق کرنا ہیں۔ اپنی تشکیل کے بعد سے، کائنات مسلسل توسیع کی حالت میں ہے، جس کی وجہ سے روشنی نظر آنے والی حد سے باہر اور نیچے کے انفراریڈ میں پھیلتی ہے۔ اس وجہ سے، پہلے ستاروں اور کہکشاؤں کو دیکھنے کے لیے، ہمیں ایک طاقتور اورکت دوربین کی ضرورت ہے، جو دراصل JWST ہے!

JWST کا دوسرا بڑا ہدف exoplanets – نظام شمسی سے باہر کے سیاروں کی تلاش ہے۔ یہ ان جہانوں کے ماحول کا مطالعہ کرکے ان میں زندگی کے امکانات کی بھی چھان بین کرے گا۔ اس مشن کی کم از کم آپریشنل مدت پانچ سال ہے، تاہم، توقع ہے کہ اس سے بہت زیادہ کام ہو گا۔ تمام بنی نوع انسان کو اس موقع کی قدر کرنی چاہیے کیونکہ جیسا کہ پروفیسر عبدالسلام نے کہا، “سائنسی فکر بنی نوع انسان کی مشترکہ اور مشترکہ میراث ہے۔”

بدقسمتی سے یہاں پاکستان میں خلائی تحقیق میں ہمارا تعاون نہ ہونے کے برابر رہا ہے۔

مستقبل قریب میں، اس شعبے میں کچھ قابل ذکر پیش رفت کرنے کے امکانات بہت کم ہیں۔ ایک تحقیقی درجے کی دوربین (چند میٹر کے آئینے کے قطر کے ساتھ) کسی مناسب جگہ پر بنائی جانی چاہیے اس سے پہلے کہ ہم کچھ خلائی ریسرچ مشنوں کو شروع کرنے یا ان میں مشغول ہونے کے بارے میں سوچ سکیں۔

پاکستان بھر کی سرکاری اور نجی یونیورسٹیوں کے تعلیمی اور تحقیقی برادری کو اس سہولت کو استعمال کرنے کے لیے رسائی حاصل ہونی چاہیے۔ اس طرح کی سہولت محققین کو فلکیات اور فلکی طبیعیات میں سب سے آگے دلچسپ تحقیق کرنے کا ایک بہترین موقع فراہم کرے گی جیسے کہ ماورائے شمس سیاروں کی تلاش، زمین کے قریب سیارچوں کی نگرانی، غیر ملکی بائنری ستاروں اور سپر ماسیو بلیک ہولز۔

اس شعبے میں ضروری مہارتوں سے لیس پاکستانی محققین پھر بین الاقوامی سائنسی برادری کے ساتھ روابط قائم کر سکتے ہیں۔ پاکستانی طلباء کو یورپ، امریکہ اور چین میں جدید سہولیات میں کام کرنے کا موقع ملے گا۔ جب وہ بعد میں واپس آئیں گے تو وہ نظم و ضبط میں بہت زیادہ حصہ ڈال سکتے ہیں۔


مصنف وینڈربلٹ یونیورسٹی، یو ایس اے میں ریسرچ فیلو اور اسپیس سائنس انسٹی ٹیوٹ آف اسپیس ٹیکنالوجی، اسلام آباد میں ایسوسی ایٹ پروفیسر ہیں۔

ہیڈر تصویر: گرین بیلٹ، میری لینڈ، امریکہ میں ناسا کے گوڈارڈ اسپیس فلائٹ سینٹر میں میڈیا ڈسپلے کے دوران NASA کے کارکنوں کو جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ کے آئینے کے ساتھ اٹھایا گیا ہے۔ – رائٹرز/فائل