books basic principles of telescope design
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
مباديء أساسية لتصميم التلسكوبات (Info)
يمتص الغلاف الجوي للأرض وعلى الأخص بخار الماء في الهواء الأشعة تحت الحمراء ذات اطوال موجة أطول من 2 ميكرومتر بشدة تجعل القياس في تلك النطاقات أقل وضوحا. لهذا تصمم التلسكوبات الأرضية لقياس نطاقات الأشعة تحت الحمراء الأقصر من 2 ميكرومتر. الحل الأمثل هو إرسال التلسكوب كقمر صناعي في الفضاء حيث لا يوجد جو في الطبقات العليا، وهناك يمكن تسجيل الأشعة تحت الحمراء في جميع نطاقاتها كاملة.
أماكن المراصد
يمتص الغلاف الجوي للأرض الأشعة تحت الحمراء وعلى الأخص بخار الماء في الهواء. ولكن توجد "نوافذ" لا يمتص بخار الماء من الأشعة تحت الحمراء وهي لأطوال الموجة أقصر من 2 ميكرومتر وعدة نوافذ حتى 40 ميكرومتر وتستغلها التلسكوبات الأرضية - وتصمم الأجهزة مصممة خصيصا لها - في الرصد. لهذا تبنى مراصد الأشعة تحت الحمراء في مناطق عالية وأن تكون تلك المناطق جافة في نفس الوقت. من ضمن تلك المناطق نجد مرصد مونا كيا أو المرصد الأوروبي الجنوبي ايسو في شيلي. كذلك مرتفعات القارة المتجمدة الجنوبية مناسبة لبرودتها وجفافها. وعادة تنشأ في تلك المناطق تلسكوبات تقيس كالمعتاد الأشعة الضوئية والأخرى تقيس الأشعة تحت الحمراء القادمة إلينا من الأجرام السماوية وسحب الغاز والغبار الكونية.
ونظرا لاناخفاض امتصاص جو الأرض للأشعة تحت الحمراء بالارتفاع فتستغل أيضا منذ الستينيات من القرن الماضي تلسكوبات تحملها بالونات وأحيانا تحملها صواريخ بالستية. فيصعد الصاروخ وعلى متنه التلسكوب ويتخذ مساره منحنى معينا في الطبقات العليا من الجو ثم يسقط في البحر. أثناء ذلك يقوم التسلسكوب الذي يحمله بتسجيل الأشعة تحت الحمراء القادمة من مناطق معينة في الكون.
كذلك منذ الستينيات من القرن الماضي فقد جهزت بعض الطائرات التي تطير عاليا بحيث تحمل تلسكوبات للأشعة تحت الحمراء، مثل "مرصد ليار جيت" Lear Jet Observatory و "مرصد طيران كويبر" و "مرصد الستراتوسفير للأشعة تحت الحمراء" SOFIA .
بالنسبة إلى تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء التي تحملها أقمار صناعية يسفاد أولا من انعدام امتصاص الجول للأشعة وكذلك من البرودة، فيمكن تصنيع تلسكوبات صغيرة نسبيا وتعمل في درجات حرارة منخفضة جدا من دون أجهزة تبريد اصطناعي. لهذا فقد شهد علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء نشاطا كبيرا منذ الثمانينيات من القرن الماضي بإرسال تلسكوبات للاشعة تحت الحمراء إلى الفضاء. من ضمنها تلسكوب القمر الصناعي للأشعة تحت الحمراء IRAS ومرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي. في الوقت الحالي ومنذ عام 2009 يعمل مقراب سبيتزر الفضائي والمرصد الفضائي ASTRO-F و التلسكوب الفضائي هيرشل ، كما سوف يرسل قريبا مقراب جيمس ويب الفضائي. وكل هذه التلسكوبات متخصصة لقياس الاشعة تحت الحمراء القادمة إلينا من أجرام سماوية وسحب غازات وغبار في أنحاء متفرقة في الكون.
المكشاف
المكشاف هو العضو الحساس الذي يقوم بالقياس. وتستخدم لقياس الأشعة تحت الحمراء في نطاقاتها الواسعة عدة أنواع من المجسات (مكشاف) . تستخدم مجسات سي سي دي لقياس الاشعة تحت الحمراء حتى طول موجة 1 ميكرومتر ، وهي تصلح عادة أيضا لقياس الضوء المرئي . أما بالنسبة لأطوال موجة أطول من ذلك فتستخدم أنواع أخرى من المكشافات.
بعد الحرب العالمية الثاية بدأ صنع مكشافات من سولفيد الرصاص (PbS) مما ساعد على وجود علم الفلك للاشعة تحت الحمراء. وفي الوقت الحال نشط فياس الأشعة تحت الحمراء القريبة بمكشافات تعمل بطريقة دايود ضوئي وهي تستخدم مواد شبه موصل مثل "أنتمونيد الإنديوم " InSb و كذلك مكشافات من مواد "توليريد الكادميوم والزئبق" Hg,Cd)Te ). كما وسع استخدام المجسات الحرارية (بولومتر) لقياس الأشعة تحت الحمراء الطويلة الموجة. ومنذ اكتشاف شبه الموصلات تصنع مصفوفات مكشافات بمساحة 2048*2048 بكسل وأكثر من ذلك تستخدم لقياس الاشعة الطويلة الموجة.
