جالكس

كان مستكشف تطور المجرات ( GALEX أو المستكشف 83 أو SMEX-7 ) تلسكوبًا فضائيًا مداريًا تابعًا لوكالة ناسا، مصممًا لرصد الكون بأطوال موجية فوق بنفسجية لقياس تاريخ تكوين النجوم فيه. إلى جانب تمهيد الطريق لمهام مستقبلية في مجال الأشعة فوق البنفسجية، مكّن هذا التلسكوب الفضائي علماء الفلك من كشف أسرار الكون المبكر وكيفية تطوره، فضلًا عن تحسين فهم ظواهر مثل الثقوب السوداء والمادة المظلمة . أُطلق GALEX في 28 أبريل 2003 في مهمة أساسية مدتها 29 شهرًا، مُدّدت ثلاث مرات قبل وضع المركبة الفضائية في وضع الاستعداد في 7 فبراير 2012، ثم أُخرجت من الخدمة في يونيو 2013. ^{[ 1 ]}

كانت المركبة الفضائية مُثبّتة على ثلاثة محاور ، وتستمد طاقتها من أربع خلايا شمسية ثابتة من زرنيخيد الغاليوم (GaAs) تُزوّد ​​المركبة بما يقارب 300 واط . ^{[ 5 ]} هيكل القمر الصناعي من شركة أوربيتال ساينسز، ويعتمد على برنامج OrbView 4. التلسكوب عبارة عن تلسكوب ريتشي-كريتيان مُعدّل بقطر 50 سم (20 بوصة) مزود بموشور دوّار . استخدم تلسكوب GALEX أول مُقسّم شعاع ثنائي اللون للأشعة فوق البنفسجية يُستخدم في الفضاء لتوجيه الفوتونات إلى كاشفات الألواح الميكروية للأشعة فوق البنفسجية القريبة (175-280 نانومتر) والبعيدة (135-174 نانومتر) . يبلغ قطر كل كاشف من الكاشفين 65 مم (2.6 بوصة) . كان المدار المستهدف دائريًا بقطر 670 كم (420 ميلًا) ومائلًا بزاوية 29.00 درجة عن خط الاستواء .      

أطلق صاروخ بيغاسوس جواً في 28 أبريل 2003 الساعة 11:59:57 بالتوقيت العالمي المنسق ، ووضع المركبة في مدار دائري تقريباً على ارتفاع 697 كم (433 ميل) وبميل مداري بالنسبة لخط استواء الأرض قدره 29.00 درجة. ^{[ 4 ]}  

استكشف مسبار تطور المجرات (GALEX) أصل المجرات وتطورها، وأصول النجوم والعناصر الثقيلة ضمن نطاق الانزياح الأحمر Z بين 0 و2. أجرى GALEX مسحًا تصويريًا شاملًا للسماء، ومسحًا تصويريًا عميقًا، ومسحًا لأقرب 200 مجرة ​​إلى مجرة ​​درب التبانة . كما أجرى GALEX ثلاثة مسوحات طيفية ضمن نطاق 135-300 نانومتر . كان من المقرر أن تستغرق مهمة GALEX 29 شهرًا، وهو جزء من برنامج المستكشف الصغير (SMEX).

أُجريت أول عملية رصد في 21 مايو 2003، في كوكبة هرقل ، وأُهديت إلى طاقم مكوك الفضاء كولومبيا . وقد اختيرت هذه المنطقة لأنها كانت فوق المكوك مباشرةً وقت آخر اتصال له بمركز التحكم في مهمات ناسا في هيوستن ، تكساس .

بعد انتهاء مهمتها الأساسية التي استمرت 29 شهرًا، تم تمديد عمليات الرصد. وفي عام 2009، توقف أحد أجهزة الكشف الخاصة بها، والذي كان يرصد الأشعة فوق البنفسجية البعيدة، عن العمل. ^{[ 6 ]} وفي أواخر المهمة، سُمح برصد مصادر الأشعة فوق البنفسجية الأكثر كثافة، بما في ذلك حقل كيبلر. ^{[ 6 ]}

امتدت عمليات الرصد لما يقارب تسع سنوات، حيث وضعت ناسا المركبة في وضع الاستعداد في 7 فبراير 2012. ^{[ 7 ]} وقد أوقفت ناسا الدعم المالي لعمليات جالكس في أوائل فبراير 2011، نظرًا لتصنيفها في مرتبة أدنى من مشاريع أخرى كانت تسعى للحصول على تمويل محدود. بلغت تكلفة دورة حياة المهمة بالنسبة لناسا 150.6 مليون دولار أمريكي. تفاوض معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) لنقل إدارة جالكس ومعدات التحكم الأرضية المرتبطة بها إلى المعهد، وذلك تماشيًا مع قانون ستيفنسون-وايدلر للابتكار التكنولوجي . وبموجب هذا القانون، يمكن نقل معدات البحث الفائضة المملوكة للحكومة الأمريكية إلى المؤسسات التعليمية والمنظمات غير الربحية . ^{[ 6 ]} وفي 17 مايو 2012، نُقلت عمليات جالكس إلى كالتك. ^{[ 8 ]}

في 28 يونيو 2013، أوقفت وكالة ناسا تشغيل مركبة جالكس الفضائية. ومن المتوقع أن تبقى المركبة في مدارها حتى عام 2068 على الأقل قبل أن تعود إلى الغلاف الجوي. ^{[ 3 ] [ 2 ]}

أجرى التلسكوب عمليات رصد في نطاق الأشعة فوق البنفسجية لقياس تاريخ تكوّن النجوم في الكون ، وصولاً إلى 80% من تاريخ الانفجار العظيم . وبما أن العلماء يملكون أدلة تشير إلى أن عمر الكون يبلغ حوالي 13.8 مليار سنة، فقد درست المهمة المجرات والنجوم عبر حوالي 10 مليارات سنة من التاريخ الكوني. ^{[ 9 ]}

كانت مهمة المركبة الفضائية رصد مئات الآلاف من المجرات، بهدف تحديد بُعد كل مجرة ​​عن الأرض ومعدل تكوّن النجوم فيها. ويمكن أن تشير انبعاثات الأشعة فوق البنفسجية القريبة (NUV) والأشعة فوق البنفسجية البعيدة (FUV) التي يقيسها مرصد GALEX إلى وجود نجوم فتية، ولكنها قد تنشأ أيضًا من تجمعات نجمية قديمة (مثل نجوم sdB ).

وقد شارك في هذه المهمة مع مختبر الدفع النفاث التابع لناسا كل من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وشركة أوربيتال ساينسز ، وجامعة كاليفورنيا، بيركلي ، وجامعة يونسي ، وجامعة جونز هوبكنز ، وجامعة كولومبيا ، ومختبر الفيزياء الفلكية في مرسيليا ، فرنسا .

شارك المرصد في مشروع GOALS مع تلسكوب سبيتزر الفضائي ، ومرصد تشاندرا للأشعة السينية ، وتلسكوب هابل الفضائي . ^{[ 10 ]} يرمز GOALS إلى مسح المراصد الكبرى الشامل للسماء للمجرات اللامعة بالأشعة تحت الحمراء ، وقد دُرست هذه المجرات بأطوال موجية متعددة تسمح بها التلسكوبات. ^{[ 10 ]}

كان الهدف الرئيسي لمشروع مستكشف تطور المجرات هو معرفة العوامل التي تحفز تكوين النجوم داخل المجرات؛ وسرعة تكوين النجوم وتطورها وموتها؛ وكيفية تكوّن العناصر الكيميائية الثقيلة في النجوم. وتشمل الأهداف الإضافية ما يلي: ^{[ 11 ]}

• تحديد مدى سرعة تشكل النجوم داخل كل مجرة
• تحديد متى وكيف تشكلت النجوم التي نراها اليوم
• إنشاء أول خريطة للكون فوق البنفسجي
• مساعدة العلماء في العثور على الكوازارات الساطعة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية وفهمها. يمكن أن تُستخدم هذه الأجسام كمصادر خلفية لتلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب FUSE أثناء استكشافهما للغازات التي تتشكل منها النجوم في المجرات.

لتحقيق أهدافها، أجرت مستكشفة تطور المجرات ثماني دراسات استقصائية، مصنفة ضمن فئتين رئيسيتين: دراسة الكون المحلي ودراسة تاريخ تكوين النجوم. وتشمل دراسة الكون المحلي الدراسات الاستقصائية الأربع التالية: ^{[ 11 ]}

• مسح تصويري شامل للسماء - سينظر إلى السماء بأكملها ويطور فهرسًا شاملاً لصور المجرات فوق البنفسجية، وهو أمر مفيد لرسم خريطة لتوزيع تكوين النجوم داخل الكون المحلي
• مسح المجرات القريبة - سيدرس حوالي 150 مجرة ​​قريبة مألوفة للعلماء لفهم كيفية تشكل النجوم في المجرات الفردية.
• المسح الطيفي واسع المجال - سيقوم بتحليل أطوال موجات الضوء للمجرات في مساحة واسعة من السماء
• المسح الطيفي المتوسط ​​- سيدرس خصائص الضوء للمجرات ضمن جزء أضيق من السماء

ستستفيد دراسة تاريخ تكوين النجوم من المعلومات التي جُمعت من دراسة الكون المحلي، وستطبقها على مجرات أبعد من خلال النظر إلى الماضي البعيد. وتشمل هذه الدراسة المسوحات الأربعة التالية: ^{[ 11 ]}

• مسح التصوير العميق - سينظر إلى جزء من السماء لدراسة توزيع تكوين النجوم في الكون السحيق
• مسح طيفي عميق - سيبحث عن أبعد المجرات
• المسح التصويري فائق العمق - سيبحث بأعمق ما يمكن في جزء صغير جدًا من السماء
• المسح التصويري المتوسط ​​- سيدرس تكوين النجوم في المجرات الواقعة خارج جوارنا الكوني المحلي، ولكن ليس بعمق المسح التصويري العميق

يحمل تلسكوب GALEX تلسكوبًا واحدًا من نوع ريتشي-كريتيان بفتحة عدسة f/6.0 ، بمرآة رئيسية قطرها 50 سم (20 بوصة) ومرآة ثانوية قطرها 22 سم (8.7 بوصة) . يستطيع هذا التلسكوب رصد أطوال موجية للضوء تتراوح بين 135 نانومترًا و280 نانومترًا. تقوم مقسمات الحزمة بتوجيه مكونات الأشعة فوق البنفسجية القريبة (NUV) والأشعة فوق البنفسجية البعيدة (FUV) إلى كاشفين كهروضوئيين منفصلين قطر كل منهما 6.5 سم (2.6 بوصة) . في كل كاشف، تُضاعف الإلكترونات الضوئية بواسطة لوحة قنوات دقيقة، ثم تُكشف بواسطة شبكة الأنود. تُمكّن هذه الشبكة من تحديد الموضع الدقيق لاصطدام الإلكترونات ، وذلك من خلال قياس التأخير الزمني لكل نبضة عند طرفي الكاشف. يتمتع التلسكوب بمجال رؤية (FoV) يبلغ 1.2 درجة، ودقة تبلغ خمس ثوانٍ قوسية ، ويتيح تصوير أو تحليل التركيب الطيفي لنجم/مجرة واحدة، وذلك بواسطة عجلة دوارة تحتوي على نافذة شفافة ومنشور محزز (مزيج بين محزز حيود ومنشور عادي). ^{[ 12 ]}      

• برنامج المستكشف – برنامج ناسا المستمر لاستكشاف الفضاء. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المُعاد توجيهها. 
• علم الفلك فوق البنفسجي
• مسح GALEX Arecibo SDSS
• مرصد أريسيبو
• مسح المجرات والتجميع الكتلي ، بمشاركة GALEX

• موقع GALEX الإلكتروني التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
• موقع GALEX الإلكتروني التابع لمختبر الدفع النفاث
• أرشيف بيانات GALEX من إعداد معهد علوم تلسكوب الفضاء / معهد علوم تلسكوب الفضاء 
• أداة البحث GALEXView من معهد علوم تلسكوب الفضاء / معهد علوم تلسكوب الفضاء 
• مسح GALEX للسماء بالأشعة فوق البنفسجية على موقع Wikisky.org