*التلسكوب*

المِقْرَاب[1] أو المِرْقَب[1] أو الرَاصِدَة[1] أو الرصّادة[2] آلة تجمع الضوء لرؤية الكواكب والأنجم البعيدة بوضوح، مكونة صورا مقربة للأجرام السماوية. عادة تكون المراقيب إما عاكسة أو كاسرة. ويستخدم لرؤية الأجسام البعيدة ومنه ما يستخدم لرؤية الأجسام على سطح الأرض مثل المسارح والسباقات وغيرها ويسمى التلسكوب الأرضي.

ويعتقد أن أول مقراب تمت صناعته في هولندا على يد أحد صناع عدسات النظارات يدعى لبرشى Lippershey وبعد ذلك ببضعة شهور قام العالم جاليليو عام 1609 بتصنيع أول مقراب فلكى بنفسه ومن المتفق عليه أن جاليليو هو أول من تمكن من رؤية جبال القمر بواسطة المقراب وقد درس بواسطته أربعة من أقمار المشتري.
وهناك العديد من أنواع المقاريب حسب نوع الأشعة التي تستقبلها مثل الضوء المرئي و تلسكوب الأشعة تحت الحمراء أو تلسكوب أشعة فوق البنفسجية . ونظرا للامتصاص الشديد الذي يحدث للأشعة السينية و اشعة جاما الآتيتين من أجرام سماوية في جو الأرض ، فلا تنجح تلسكوبات تلك الأشعة الموجودة على الأرض في رصد ودراسة تلك الأجرام . لذلك فلا بد من خروج تلك التلسكوبات المخصوصة خارج الأرض وتكون محمولة على أقمار صناعية فتقوم بمهمتها لمدة سنوات .
وجميع أنواع المقاريب تتفق في أساس عملها من وجهة تركيز الأشعة في بؤرة لتكوين صورة ، إلا أن بينها فروقا عملية كبيرة في التصميم وأكثرها استخداما المقراب الضوئي الذي يعمل في منطقة الضوء المنظور ، ويمكن بسبب بنائها على الأرض أن تكون كبيرة ، ومنها ما يحوي على مرايا بقطر 8 متر أو أكبر ، كما أن المرصد الأوروبي الجنوبي يتكون من 4 مراصد كبيرة كل منها يعمل بمرآة 8 متر ، كما يمكن توصيلهم ببعض للحصول على صور ضوئية من أعماق الكون.
يعمل المقراب الفلكى على جمع أكبر كمية من الأشعة من الجرم السماوى البعيد وتستخدم في ذلك أما عدسة كبيرة أو مرآة مقعرة كبيرة وتتجمع الأشعة في بؤرة العدسة أو المرآة مكونة صورة حقيقية مصغرة مقلوبة للجسم ، يتم تكبيرها ورؤيتها أو تسجيلها على فيلم حساس أو نقلها كهروضوئياً إلى شاشة تليفزيونية. وكثير من تلك المقاريب يحوي مطياف لتحليل الضوء يمكن من معرفة بعد النجم عنا ، وتصنيفه ومعرفة نوعة وعمره وغير ذلك . وكثيرا ما تتعاون طرق القياس الأرضية للضوء المرئي مع تلسكوبات الفضاء التي تسجل اشعة إكس و أشعة جاما القادمة من النجوم وغيرها لإجراء دراسات مستفيضة عن طبيعة الكون.

قد صنعت المقاريب في أول الأمر من العدسات وتسمى انكسارية Refractors (شكل 48) وأكبر ر مقراب من هذا النوع موجود في مرصد يركزYerkes في وسكونسن ويبلغ قطر عدسته 102سم وطول أنبوبته 18متراً وتفضل المرايا في صناعة المقاريب لعدة أسباب منها:
أن العدسة تثبت عند حافتها فقط ونظرا لثقل مثل هذه العدسة الضخمة يمكن أن يتغير شكلها تحت هذا الثقل ويحدث تشويها في الصورة أما المرآة المقعرة الكبيرة فيمكن تثبيتها بسهولة على كل مساحتها. بالإضافة إلي ذلك فالمرآة تحتاج إلى صقل جانب واحد بخلاف العدسة التي تحتاج لصقل جانبين. كذلك فإن تشوه الصورة الناتج عن الزيغ اللونى غير موجود في المرآة.
لذلك فإن جميع المقاريب الضخمة في العالم تستخدم المرآة المقعرة، حيث تسقط الأشعة الآتية من الجرم السماوى على المرآة المقعرة المثبتة في قاع أنبوبة المقراب فتجمع الأشعة المنعكسة. وتعمل مرآة مستوية صغيرة على توجيه الأشعة المنعكسة اتجاه عينية المقراب، وهي عبارة عن عدسة لامة تُضبط بحيث تكوّن صورة حقيقية عند بؤرتها.
أو على مسافة منها أقل من بعدها البؤرى فتكون صورة تخيلية مكبرة لهذه الصورة يمكن رؤيتها. ويرجع هذا التصميم إلي إسحق نيوتن ولذلك يقال أن له بؤرة نيوتن.


تلسكوب فضائي أو مرصد فضائي في علم الفلك (بالإنجليزية :space observatory) هو تلسكوب يحمله قمر صناعي يستخدم لرصد الكواكب والمجرات والنجوم وأجرام السماوية البعيدة. وهي تختلف عن المراصد الفضائية الأخرى التي تقيس الأرض وتوجه إليها لأغراض التجسس أو دراسات وجه الأرض المختلفة.

خصائصها وأهميتها

اطلقت مراصد كثيرة تدور حول الأرض في الفضاء وتقدم لنا معلومات فلكية لا نستطيع الحصول عليها من مراصد أرضية.
عند القيام بالرصد الفلكي من على سطح الأرض فإن كثير من الأشعة الكهرومغناطيسية تمتص في الجو ولا تصل إلى سطح الأرض. بالنسبة إلى أشعة الضوء التي هي جزء من طيف الأشعة الكهرومغناطيسية فإنها لا تمتص في الجو ويستطيع الجزء الأكبر منها الوصول إلى سطح الأرض فنراه ويعم نور النهار. ولهذا فمعظم التلسكوبات الأرضية تصور الضوء المرئي. ولكن كثير من الأجرام والظواهر السماوية يصدر ضوءا مرئيا إلى جانب أشعة مثل أشعة إكس وأشعة جاما وهذه تتميز بقصر طول الموجة ولا نستطيع العين البشرية رؤيتها مثلما لا تستطيع العين البشرية رؤية الأشعة فوق البنفسجية (من تلك الظواهر الفلكية التي تصدر أشعة قصيرة الموجة انفجارات أشعة جاما والمستعرات العظمى). لذلك نرسل تلسكوبات خاصة بتسجيل الأشعة فوق البنفسجية وأخرى تقيس الأشعة السينية وأشعة جاما نرسلها كأقمار صناعية تدور حول الأرض في أفلاك في الفضاء فوق الغلاف الجوي، فتسجل تلك الأنواع من الأشعة التي لا تصل إلى سطح الأرض.
يبين الشكل 2 على المحور الأفقي تغير طول الموجة بين الموجات الطويلة (أشعة راديوية) إلى الموجات القصيرة جدا (أشعة جاما). ويبين المحور الرأسي درجة العتامة (باللون البني) التي قد تصل إلى 100%، أي أن تلك الأشعة لا تصل إلى سطح الأرض وتـُمتص في الجو. وتتبين نافذتان يمكن للأشعة أن تمر خلال جو الأرض من دون أن تمتص ولهذ فيمكن رؤية تلك الأشعة ومنها الضوء المرئي في حيز طول موجة بين 850 نانومتر إلى 370 نانومتر. والنافذة الثانية للأشعة التي يمكن أن تصل إلى سطح الأرض نجدها للاشعة الراديوية بين طول موجة 20 متر إلى نحو 3 مليمتر.
وعلى سبيل المثال لا يمكن رصد أجرام سماوية تصدر أشعة إكس أو أشعة جاما من على سطح الأرض وتتم تلك الدراسات بواسطة مراصد خصيصة لتلك الأشعة تحوم حول الأرض عاليا خارج الغلاف الجوي، ومنها مقراب سبيتزر الفضائي وتلسكوب كي الفضائي وتلسكوب شاندرا الفضائي للأشعة السينية وبيبوساكس ومرصد سويفت الفضائي.
كذلك تستخدم تلسكوبات فضائية أيضا لقياس الأشعة تحت الحمراء (طول موجة نحو 1000 نانومتر) والأشعة فوق البنفسجية (طول موجة بين 370 - 100 نانومتر).
ويوجد نوعان للرصد الفلكي بالأقمار الصناعية بحسب تصميم التلسكوب المبني عليها، نوع واسع زاوية الرؤية يقوم بالمسح الفلكي، أي يصور مساحة واسعة من السماء، ونوع آخر ضيق زاوية الرؤية ويقوم بالتركيز على جرم سماوي واحد ويدرسه بالتفصيل.
تقوم ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) ووكالة الفضاء اليابانية، وكذلك البرنامج السوفييتي للفضاء، بإطلاق تلك المراصد الفضائية، وتتعاون عادة تلك الجهات فيما بينها أيضا. وأحيانا ينضم إليهم فئات من علماء إيطاليا وهولندا والمملكة المتحدة.

مقراب هابل (رمز له اختصاراً بالرمز H.S.T) هو أول مقراب يدور حول الأرض وقد أمد الفلكيين بأوضح وأفضل ردية للكون على الإطلاق بعد طول معاناتهم من المقاريب الأرضية التي يقف في طريق وضوح رؤيتها الكثير من العوائق سواءً جو الأرض المليء بالأتربة والغبار أم المؤثرات البصرية الخادعة لجو الأرض والتي تؤثر في دقة النتائج بدأ مشروع بناء المقراب عام 1977، وأطلق إلى الفضاء في أبريل من عام 1990، وسمي على اسم الفلكي ادوين هابل Edwin Hubble.
يقع خارج الغلاف الجوي للأرض على بعد 593 كيلومترا فوق مستوى سطح البحر، يكمل مداره الدائري بين 96 و 97 دقيقة.

صُمم هابل لتتم صيانته في الفضاء، عندما إحتاج هابل إلى التصليح، في ديسمبر عام 1993 قام رواد الفضاء بمهمة تبديل لوحات المنظار التي تستهلك الطاقة الشمسية فقد أدت إلى تمايله، قرر إعادة إحدى اللوحتين إلى الأرض، بينما تم إصلاح الأخرى. تلتها رحلات أخرى للصيانة وإبدال معدات قديمة في المقراب الفضائي، في أعوام 1997 و1999.[1]
واحدة من كاميرا هابل المتطورة، تعطلت عن العمل، بعد أن تخطى مؤشر الطاقة الحد الأقصى، لذلك حددت وكالة الفضاء والطيران الأمريكية ناسا موعدا لزيارة المقراب الفضائي هابل من أجل صيانته وإصلاحه، وذلك في 8 أكتوبر 2008.[2] في 19 أكتوبر 2008 تم الإعلان عن وجود خلل جديد في المرصد وتم تأجيل رحلة الإصلاح إلي فبراير 2009.[3] ولكن لم تتم إرسال بعثة الصيانة إلا في يوم الإثنين 11/مايو/2009 كما أن المكوك الذي أرسل لهذه المهمة والذي يدعى بمكوك أتلانتس أصابته قطعة من الحطام ضربت جزءا من الدرع الحراري للمكوك، أدى ذلك إلى إحداث خدش طوله 53 سم ولكن الضرر بسيط جدا.


أحدث كاميرا بهابل إلتقطت صورة فسيفساء من قطعة كبيرة من السماء، تشمل على الاقل 10،000 مجرة.
هابل لاحظ ما يقرب من مليون جسم. بالمقارنة، فان العين البشرية لا يمكن ان تشاهد أكثر من 6.000 نجم بالعين المجردة.
علماء فلك من أكثر من 45 بلدا نشروا اكتشافات هابل في 4800 مقال علمي.

المقراب العظيم أو المقراب الكبير جدًا (بالإنجليزية: Very Large Telescope VLT) هو مجموعة من المقاريب الضوئية تسمى مقراب أنتو ، ومقراب كوين ، ومقراب ميليبال ، ومقراب يوبون مشكلة على هيئة مصفوف ، بنته وتقوم بتشغيله المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO). وقد أنشئت الأربعة تلسكوبات في مرصد بارانال على أرتفاع 2635 متر على جبل الأتاكاما في جنوب تشيلي، أمريكا الجنوبية. ويحتوي كل مقراب على مرآة مستديرة مقعرة باتساع 8.2 متر، ويكملها أربعة مقاريب مساعدة متحركة، كل منها يحتوي على مرآة مستدير مقعرة بقطر 8.1 متر.
وعندما تعمل تلك المقاريب سويا لقياس التداخل الضوئي (أي تعمل كمضواء - Photometer) فيمكن للمجموعة التوصل إلى دقة في قياس المسافات البعيدة قدرها 1 مللي ثانية ، وهذا معناه أن المجموعة يمكنها رؤية لمبتي سيارة موجودة على القمر.[1]



ويسمى أحيانا المنظمة الأوروبية للأبحاث الفلكية في نصف الكرة السماوية الجنوبية، هيئة شكلتها 14 دولة من الدول الأوروبية عام 1962 بغرض البحث الفلكي. وأخذت تلك الهيئة على عاتقها بناء أحدث أنواع المراصد وفتح المجال أمام الباحثين الأوروبيون لاكتشاف غوامض السماء في نصف الكرة الجنوبي.
يشتهر المرصد ببناء وتشغيل عدد من أكبر تلسكوبات العالم وأكثرها تقدما مثل تلسكوب التقنية الجديدة NTT ، وهو المقراب الذي تصدّر تقنية البصريات النشيطة، والتلسكوب العظيم VLT، والذي يتكون من 4 مقرابات كل واحد منها يعمل بمرآة باتساع 8 متر و 4 تلسكوبات مساعدة، كل منها يعمل بمرآة باتساع 8و1 متر.
وقد أدت تلك المنشآت إلى اكتشافات عظيمة في علم الفلك، كما أصدرت عدة كتالوجات فلكية. ومن تلك الاكتشافات الحديثة اكتشاف أبعد انفجار لأشعة جاما و إثبات وجود ثقب أسود في مركز مجرتنا، درب التبانة. وفي عام 2004 أتاح التلسكوب العظيم VLT للفلكيين فرصة تسجيل أول صورة لكوكب خارج المجموعة الشمسية 2M1207b، وهو يدور في فلك حول أحد الأقزام البنية يبعد عن الأرض بنحو 173 سنة ضوئية.
كما توصل المطياف HARPS إلى اكتشاف عدة كواكب خارج المجموعة الشمسية، من ضمنها كوكب تبلغ كتلته 5 أضعاف كتلة الأرض وهو يدور حول القزم الأحمر Gliese 581c. كما ساعد التلسكوب العظيم VLT في العثور على أبعد مجرة رأيناها حتى الآن، وقد سميت Abell 1835 IR1916.


المنشآت

توجد المراصد في شيلي بصحراء الأتاكاما المفضلة للمشاهدة الفلكية لنصف الكرة السماوي الجنوبي. وأنشيئ المرصد في منطقة شديدة الجفاف على جبل باراناي الذي يعلو عن سطح البحر 2635 متر ويتمتع بسماء صافية طول العام، بعيدا عن العمران وأضوائه.
مرصد لاسيلا وينتمي إليه تلسكوب التقنية الجديدة
التلسكوب العظيم VLT
مرصد لانو دي شاجنانتور الذي يحوي تجربة أتكاما باثفيندار وتلسكوب تحت الملينتر ، وكذلك مصفوف أتماكاما التحت مليمتري ALMA، والتي هي الآن في مرحلة التشييد بالاشتراك مع عدد من المراصد الأخرى العالمية موجودة في اليابان والولايات المتحدة الأمريكية وكندا وتايوان وشيلي.
وقد قام المرصد بنشر عدد 650 بحثا علمي خلال عام 2009 وحدها في علم الفلك. كما تذكر نتائج أبحاث المرصد بنسبة الضعف في البحوث العلمية بالنسبة للمراجع العلمية الأخرى.
ويجمع منشآت المرصد الأوروبي الجنوبي بيانات علمية بالغة من اكتشافاته وهي تسجل وتخزن بمعدل عال جدا. ويحتوي أرشيفه على نحو 5و1 مليوم من الصور الفلكية والأطياف مخزنة في نحو 65 تيرابايت (65,000,000,000,000 بايت).
كما يتعامل المرصد مع تلسكوب هابل الفضائي وينتسب إليه المركز الأوروبي لتنسيق عمل التلسكوب في تعاون مشترك مع ناسا. ويجري تلسكوب الفضاء هابل قياساته في نطاق الضوء المرئي ,و الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
مشروعات المستقبل

وفي مجال التخطيط يعد المرصد الأوروبي لمشروع التلسكوب الأوروبي الفائق وهو يتكون من مقراب بمراة 42 متر تعتمد على تصميم حديث لخمسة مرايا تقوم مقام تلسكوب عظيم خارج المعتاد. وإذا بني هذا الخارج عن المعتاد ويسمى E-ELT ، فسوف يكون أكبر مرصد ضوئي في العالم يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة. وقد بدأت ESO عام 2006 تصميم المرصد على أمل أن يبدأ بناؤه عام 2010 ليكون جاهزا للعمل عام 2017.





تلسكوب العدسات أو مقراب العدسات (بالإنجليزية: Refracting telescope‏) هو منظار مقرب يعمل بالعدسات ويستخدم عادة في الفلك ومراقبة النجوم. وقد ابتكر مقراب العدسات للأغراض العسكرية التي تستخدم النظارات المقربة ولأغراض الدراسات الفلكية.

تصميم مقراب العدسات

تشترك تلسكوبات العدسات في تصميم واحد ، فهي تتكون من عدسة روئية أمامية 1 وعدسة عينية 2 ينظر منها المشاهد3. يعمل هذا النظام على تجميع الضوء القادم من الشيئ المرئي 4 أكثر مما تستطيع العين على تجميعه ، وبعد تجميع الضوء تعمل العدسة العينية على تركيزه 5 وتقدم للمشاهد صورة خيالية ناصعة وواضحة ومكبرة 6. تقوم اسطوانة معدنية 7 بإحكام تركيب نظام العدسات .
تعمل العدسة الأمامية على تجميع الضوء الذي يأتي كأشعة متوازية في بؤرة العدسة 5 . ويعتمد مقدار التجميع على مساحة العدسة الأمامية وعلى معامل الانكسار لمادة العدسة. يمكن للمشاهد التحكم في المسافة f2 ، من أجل الحصول على أحسن صورة ،ويلاحظ أن الصورة المكبرة تكون مقلوبة 6.

المِجْهَر الإلكتروني (بالإنجليزية: Electron microscope‏) فحص الأشياء الدقيقة الحجم بواسطة المجهر الضوئي تتقيد بقوة التمييز لدى المجاهر الضوئية. فإذا تجاوزت قدرة التكبير 2000× تصبح صورة العينة غير واضحة أو ضبابية. ولفحص عينات أصغر من الخلايا، كمكونات الخلايا أو الفيروسات ، قد يختار العلماء واحداً من بضعة أنواع من المجاهر الإلكترونية. في المجهر الإلكتروني Electron microscope تقوم حزمة من الإلكترونات ، بدلا من شعاع الضوء، بإعطاء صورة مكبرة للعينة. المجاهر الإلكترونية أقوى بكثير من المجاهر الضوئية.ويرجع ذلك إلى أن طول الموجة المقترنة بالإلكترون أقصر كثيرا عن طول موجة الضوء المرئي. ويمكن لبعض المجاهر الإلكترونية أن تظهر حتى محيط ذرّات منفصلة في إحدى العينات، يقوم المجهر الإلكتروني النافذ Transmission electron microscope (م.أ.ن) بإرسال حزمة من الإلكترونات عبر شريحة عينة رقيقة جداً، فيما تقوم عدسات مغناطيسية بتكبير الصورة وضبطها ورؤيتها على شاشة أو تسجيلها على لوح فوتوغرافي . و تنتج من هذه العملية صورة كتلك التي تراها في الصورة أ. يكبر المجهر الإلكتروني النافذ الأشياء حتى 200.000 مرة، لكن من سلبياته أنه لا يمكن استخدامه لمشاهدة العينات وهي حية.
أما المجهر الإلكتروني الماسح Scanning electron microscope (م.أ.م) فيزودنا بصور مجسمة مدهشة كالتي تراها في الصورة ب. لا ضرورة لتقطيع العينة إلى شرائح من أجل رؤيتها، إنما يكفي رشها بطلاء معدني رقيق. تـُرسل حزمة من الإلكترونات لتسقط على سطح العينة، مما يدفع الطلاء المعدني إلى إطلاق وابل من الإلكترونات نحو شاشة فلورية أو لوحة تصوير فوتوغرافي، فتعطي صورة مكبرة لسطح الشيء. تستطيع المجاهر الإلكترونية الماسحة تكبير الأشياء حتى 100.000 مرة. ولا يمكن استخدامها لمشاهدة العينات وهي حية، كما هي الحال بالنسبة للمجهر الإلكتروني النافذ.



التكبير

يتميز المجهر الإلكتروني بتكبير أكبر بكثير عن التكبير الذي تصل إليه المجاهر الضوئية. وترجع تلك الكفاءة إلى أن المجهر الإلكتروني يستخدم شعاعا من الإلكترونات، ويستفيد من ازدواجية الإلكترون كجسيم وموجة في نفس الوقت (ازدواجية موجة-جسيم. ويقوم المجهر بمعالجة شعاع الغلكترونات كما لو كان شعاعا ضوئيا مع الفارق أن المجهر الإلكتروني يستعمل عدسات مغناطيسية لتحزيم وضبط شعاع الإلكترونات بدلا من العدسات الضوئية التي يستعملها المجهر الضوئي المعتاد. ونطرا لأن الغلكترونات لها طول موجة أقصر نحو 100.000 مرة من طول موجة الضوء العادي ففي استطاعتها رؤية أشياء أصغر بكثير عما "يراه" المجهر العادي. وتبلغ تكبير المجهر الإلكتروني نحو 2.000.000 مرة بينما يبلغ أقصى تكبير للمجهر الضوئي نحو 2000 مرة فقط.