استفاده از چشم خرچنگ برای توسعه یک تلسکوپ

دانشمندانی که به جهان دور دست نگاه می‌کنند، گاهی از موجودات مختلف روی زمین برای کاوش جهان الهام می‌گیرند. تلسکوپ چشم خرچنگ (lobster-eye telescope) که توسط دانشمندان چینی ساخته و پرتاب شده است، آخرین نمونه از این دست است.

رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین (NAOC) اخیرا اولین گروه از نقشه‌های میدان بزرگ پرتو ایکس از آسمان را که توسط "تلسکوپ چشم خرچنگ" یا "تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم" (LEIA) گرفته شده را نشان داده است.

به گفته رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین، تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم که در اواخر ماه ژوئیه به فضا پرتاب شد، یک تلسکوپ تصویربرداری پرتو ایکس با میدان بزرگ است که اولین در نوع خود در جهان است. انتظار می‌رود که با "چشم خرچنگ" مردم بتوانند به طور مؤثر پدیده‌های گذرای مرموز در جهان را مشاهده کنند.

خاص‌ترین ویژگی "تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم"، عینک خرچنگی ۳۶ میکرو منافذ و چهار سنسور CMOS با آرایه بزرگ است که همگی توسط چین ساخته شده‌اند.

زیست شناسان در اوایل دریافتند که چشم خرچنگ با سایر حیوانات متفاوت است. چشمان خرچنگ از لوله‌های مربعی بسیار ریز تشکیل شده است که به همان مرکز کروی اشاره دارد. این ساختار اجازه می‌دهد تا نور از همه جهات در لوله‌ها منعکس شود و روی شبکیه همگرا شود که به خرچنگ میدان دید بزرگی می‌دهد.

در سال ۱۹۷۹، یک دانشمند آمریکایی پیشنهاد کرد که چشم خرچنگ شبیه‌سازی شود تا تلسکوپی برای تشخیص اشعه ایکس در فضا ایجاد شود. اما این ایده برای مدت طولانی محقق نشد تا اینکه فناوری ریزپردازش به اندازه کافی برای امکان‌پذیر کردن آن بهبود یافت. سپس دانشمندان عینک‌های خرچنگی را ساختند که با سوراخ‌های مربعی کوچکی به ضخامت یک مو پوشیده شده است.

آزمایشگاه تصویربرداری اشعه ایکس رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین، کار تحقیق و توسعه بر روی فناوری تصویربرداری اشعه ایکس از چشم خرچنگ را در سال ۲۰۱۰ آغاز کرد و در نهایت به پیشرفتی عظیم دست یافت.

"تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم تازه پرتاب شده" نه تنها دارای عینک‌های موردانتظار خرچنگی است، بلکه در داشتن حسگر‌های CMOS که می‌توانند با وضوح‌های طیفی بالا پردازش کنند، پیشگام است.

"لینگ ژیکسینگ"، دانشمند رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین گفت: ما برای اولین بار به کاربرد حسگر‌های CMOS در رصد‌های نجومی پرتو ایکس در فضا پی بردیم. این یک نوآوری مهم در فناوری تشخیص نجوم پرتو ایکس است.

"لینگ" که مسئول پروژه این تلسکوپ است، می‌گوید: بزرگترین مزیت تلسکوپ چشم خرچنگ، دید زاویه باز آن است.

به گفته "لینگ"، تلسکوپ‌های اشعه ایکس قبلی فقط میدان دیدی تقریباً به اندازه ماه داشتند، در حالی که این تلسکوپ چشم خرچنگ قادر است منطقه‌ای آسمانی به اندازه هزار ماه/قمر را پوشش دهد.

وی افزود: ۱۲ تلسکوپ از این دست بر روی ماهواره کاوشگر انیشتین که در آینده پرتاب خواهد شد، نصب خواهند شد و میدان دید آن‌ها می‌تواند به بزرگی حدود ۱۰۰۰۰ قمر باشد.

لینگ ادامه داد: بنابراین، تلسکوپ چشم خرچنگ، نظارت کارآمدتری بر تغییرات پرتو ایکس در اجرام کیهانی را امکان‌پذیر می‌کند.

همانطور که لینگ اشاره کرده است، این تلسکوپ تازه پرتاب شده یک ماژول آزمایشی برای ماهواره کاوشگر انیشتین است که انتظار می‌رود در پایان سال ۲۰۲۳ پرتاب شود. سپس در مجموع ۱۲ ماژول بر روی ماهواره جدید نصب خواهد شد.

این برنامه با مشارکت آژانس فضایی اروپا و مؤسسه ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی در آلمان انجام شده و توجه گسترده‌ای را در سراسر جهان به خود جلب کرده است.

به گفته یکی دیگر از محققان، کاوشگر انیشتین برای نظارت بر اجرام گذرا با انرژی بالا در کیهان، بررسی‌های سیستماتیک آسمان را انجام خواهد داد.

انتظار می‌رود این ماموریت سیاهچاله‌های پوشیده شده را کشف کند و توزیع سیاهچاله‌ها را در جهان نقشه‌برداری کند و به ما در مطالعه شکل‌گیری و تکامل آن‌ها کمک کند.

دانشمندانی که به جهان دور دست نگاه می‌کنند، گاهی از موجودات مختلف روی زمین برای کاوش جهان الهام می‌گیرند. تلسکوپ چشم خرچنگ (lobster-eye telescope) که توسط دانشمندان چینی ساخته و پرتاب شده است، آخرین نمونه از این دست است.

رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین (NAOC) اخیرا اولین گروه از نقشه‌های میدان بزرگ پرتو ایکس از آسمان را که توسط "تلسکوپ چشم خرچنگ" یا "تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم" (LEIA) گرفته شده را نشان داده است.

به گفته رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین، تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم که در اواخر ماه ژوئیه به فضا پرتاب شد، یک تلسکوپ تصویربرداری پرتو ایکس با میدان بزرگ است که اولین در نوع خود در جهان است. انتظار می‌رود که با "چشم خرچنگ" مردم بتوانند به طور مؤثر پدیده‌های گذرای مرموز در جهان را مشاهده کنند.

خاص‌ترین ویژگی "تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم"، عینک خرچنگی ۳۶ میکرو منافذ و چهار سنسور CMOS با آرایه بزرگ است که همگی توسط چین ساخته شده‌اند.

زیست شناسان در اوایل دریافتند که چشم خرچنگ با سایر حیوانات متفاوت است. چشمان خرچنگ از لوله‌های مربعی بسیار ریز تشکیل شده است که به همان مرکز کروی اشاره دارد. این ساختار اجازه می‌دهد تا نور از همه جهات در لوله‌ها منعکس شود و روی شبکیه همگرا شود که به خرچنگ میدان دید بزرگی می‌دهد.

در سال ۱۹۷۹، یک دانشمند آمریکایی پیشنهاد کرد که چشم خرچنگ شبیه‌سازی شود تا تلسکوپی برای تشخیص اشعه ایکس در فضا ایجاد شود. اما این ایده برای مدت طولانی محقق نشد تا اینکه فناوری ریزپردازش به اندازه کافی برای امکان‌پذیر کردن آن بهبود یافت. سپس دانشمندان عینک‌های خرچنگی را ساختند که با سوراخ‌های مربعی کوچکی به ضخامت یک مو پوشیده شده است.

آزمایشگاه تصویربرداری اشعه ایکس رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین، کار تحقیق و توسعه بر روی فناوری تصویربرداری اشعه ایکس از چشم خرچنگ را در سال ۲۰۱۰ آغاز کرد و در نهایت به پیشرفتی عظیم دست یافت.

"تصویرگر چشم خرچنگ برای نجوم تازه پرتاب شده" نه تنها دارای عینک‌های موردانتظار خرچنگی است، بلکه در داشتن حسگر‌های CMOS که می‌توانند با وضوح‌های طیفی بالا پردازش کنند، پیشگام است.

"لینگ ژیکسینگ"، دانشمند رصدخانه ملی نجوم آکادمی علوم چین گفت: ما برای اولین بار به کاربرد حسگر‌های CMOS در رصد‌های نجومی پرتو ایکس در فضا پی بردیم. این یک نوآوری مهم در فناوری تشخیص نجوم پرتو ایکس است.

"لینگ" که مسئول پروژه این تلسکوپ است، می‌گوید: بزرگترین مزیت تلسکوپ چشم خرچنگ، دید زاویه باز آن است.

به گفته "لینگ"، تلسکوپ‌های اشعه ایکس قبلی فقط میدان دیدی تقریباً به اندازه ماه داشتند، در حالی که این تلسکوپ چشم خرچنگ قادر است منطقه‌ای آسمانی به اندازه هزار ماه/قمر را پوشش دهد.

وی افزود: ۱۲ تلسکوپ از این دست بر روی ماهواره کاوشگر انیشتین که در آینده پرتاب خواهد شد، نصب خواهند شد و میدان دید آن‌ها می‌تواند به بزرگی حدود ۱۰۰۰۰ قمر باشد.

لینگ ادامه داد: بنابراین، تلسکوپ چشم خرچنگ، نظارت کارآمدتری بر تغییرات پرتو ایکس در اجرام کیهانی را امکان‌پذیر می‌کند.

همانطور که لینگ اشاره کرده است، این تلسکوپ تازه پرتاب شده یک ماژول آزمایشی برای ماهواره کاوشگر انیشتین است که انتظار می‌رود در پایان سال ۲۰۲۳ پرتاب شود. سپس در مجموع ۱۲ ماژول بر روی ماهواره جدید نصب خواهد شد.

این برنامه با مشارکت آژانس فضایی اروپا و مؤسسه ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی در آلمان انجام شده و توجه گسترده‌ای را در سراسر جهان به خود جلب کرده است.

به گفته یکی دیگر از محققان، کاوشگر انیشتین برای نظارت بر اجرام گذرا با انرژی بالا در کیهان، بررسی‌های سیستماتیک آسمان را انجام خواهد داد.

انتظار می‌رود این ماموریت سیاهچاله‌های پوشیده شده را کشف کند و توزیع سیاهچاله‌ها را در جهان نقشه‌برداری کند و به ما در مطالعه شکل‌گیری و تکامل آن‌ها کمک کند.