مدار تلسکوپ فضایی جیمز وب JWST
درود به همه شما همراهان گرامی
پس از پرتاب موفقیت آمیز پیشرفته ترین تلسکوپ فضایی بشریت در تاریخ 4 دیماه 1400 خورشیدی جامعه علمی جهان منتظر قرارگیری این تلسکوپ در مدار خود در فاصله ای 1.5 میلیون کیلومتری از زمین و در نقطه لاگرانژی دوم میباشد.
مطالب زیادی پس از پرتاب JWST در صفحات اجتماعی منتشر و به اطلاع دوستداران نجوم و فضا رسیده است. هدف من از این پست در وبلاگ بیشتر توضیح یکسری سوالات در مورد مدار هاله -Halo Orbit- مربوط به تلسکوپ است، چراکه توضیحات کمی در مورد این نوع مدار در صفحات اجتماعی پیدا میشود. ضمنا مطالب این پست مرتبا بروز خواهد شد.
خب، اولین نکته ای که باید بدانید این است که تلسکوپ وب روی نقطه L2 (لاگرانژی 2) قرار نمیگیرد و اطراف L2 خواهد چرخید.
فاصله تلسکوپ از مرکز L2 متغیر است و این فاصله بین 250000 km تا 832000 km میباشد.
پریود چرخش حول مدار هاله 6 ماه است و سرعت مداری کم (تقریبا 1 km/s) میباشد.
با توجه به اینکه مدار چرخش تلسکوپ حول نقطه L2 عمود بر صفحه زمین-خورشید نمیباشد و زاویه دارد حداکثر فاصله از زمین 1.8 میلیون کیلومتر است و حداکثر زاویه از خط اتصال زمین-خورشید کوچکتر از 33 درجه است.
از منظر ریاضی نقطه L2 یک نقطه زینی شکل است و نقاط زینی شکل پایدار نیستند.
JWST معمولا نیاز دارد تا برای اینکه در مدار چرخش حول L2 باقی بماند سوخت مصرف کند(پیشرانه های داخلی تلسکوپ آتش را خارج کنند). این مانورهای حفظ مداری هر 21 روز یکبار انجام خواهد شد.
برای اینکه تلسکوپ از نیروی خورشیدی استفاده کند، مدار طوری طراحی شده است که JWST هیچگاه در سایه زمین یا ماه در طول مأموریت خود قرار نگیرد.
مدار اطراف L2 بزرگ طراحی شده است، چونکه مدار بزرگتر باعث میشود فضاپیما راحت تر در مدار خودش قرار بگیرد، بهرحال مدار بزرگتر باعث میشود نور بهتر به صفحات خورشیدی JWST برسد بعلاوه مدار بزرگتر باعث برقراری ارتباط 24/7 بازمین میشود و قطع ارتباط نخواهیم داشت.
همانطور که گفتیم شکل مدار حول L2 ثابت نیست (یعنی دایره ای یا بیضی نیست) و شکل مدار هاله یا مدارهای Lissajous میباشد که بستگی به زمان پرتاب و روز پرتاب فضاپیما دارد. این آزادی در طراحی مدار L2 امکان پرتاب مأموریت های متنوع در مدارهای مختلف حول نقطه L2 را میدهد.
با توجه به جهت نیروی خورشیدی و تکانه های انباشته شده که هر دو روی مدار چرخشی حول نقطه L2 اثر میگذارند، امکان پیش بینی دقیق مشخصات مداری از ماهها قبل ممکن نیست و بنابراین مانورهای نگهداری مدار برخلاف سایر مأموریت های مدار لاگرانژ (که معمولا 3 تا 4 بار درسال انجام میشود) مکرراً ضروری میباشد. تعیین دقیق مدار به اندازه گیری های روزانه در یک دوره 19 روزه نیاز دارد، بنابراین نگهداری ایستگاه (مدار) هر 21 روز انجام میشود.
