Herschel (avaruusobservatorio)

Herschel Space Observatory , entinen FIRST [ 3] ( Far Infrared and Submillimeter Telescope ) on ESAn luoma tähtitieteellinen satelliitti .  Alun perin eurooppalaisten tutkijoiden konsortio ehdotti vuonna 1982. Laukaisu tapahtui 14. toukokuuta 2009 klo 13.12 UTC Kouroun laukaisupaikalta Ariane -5 kantoraketilla . Tehtävä on nimetty ensimmäisen infrapunaspektrin tutkijan Sir William Herschelin mukaan. Ennen James Webb -avaruusteleskoopin laukaisua joulukuussa 2021 se oli suurin avaruus-infrapunateleskooppi ja avaruusteleskooppi, jossa oli suurin peili (James Webbillä on segmentoitu peili , jonka kokonaishalkaisija on 6,5 metriä , mutta Herschelin suurin monoliittinen peili on edelleen 3,5 metriä ), ihmiskunnan koskaan avaruuteen laukaisemasta [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] .  

Satelliitti on sijoitettu heliosentriselle kiertoradalle lähellä Maa  - Aurinko -järjestelmän toista Lagrange-pistettä (L 2 ) . Yhdessä Herschel-teleskoopin kanssa Planck- astronominen satelliitti laukaistiin kiertoradalle samalla kantoraketilla . Hankkeen kustannukset (mukaan lukien yhdistetyn laukaisun kustannukset) ovat noin 1,1 miljardia euroa [14] .

Varusteet

Herschel-teleskooppi on ensimmäinen avaruudessa sijaitseva observatorio, joka tutkii täysimittaista infrapunasäteilyä avaruudessa. James Webb -avaruusteleskoopin laukaisuun asti vuonna 2021 Herschel oli suurin infrapunaspektrissä toiminut avaruusteleskooppi 3,5 m peilillä. Peilin kiillotti Opteon [15] Tuorlan observatorion työpajassa Suomessa . Peilin materiaali oli piikarbidi  - tämän ansiosta sen paino oli vain 300  kg ja paksuus 20 cm (perinteisistä materiaaleista valmistettu peili painaisi 1,5  tonnia ). Lisäksi piikarbidin fysikaaliset ominaisuudet mahdollistavat peilin muodon säätämisen 10  µm :n tarkkuudella . Peili on "liimattu" 12 elementistä [16] . Säteily kohdistuu kolmeen laitteeseen, joiden anturit ovat alle 2  K lämpötilassa. Anturit jäähdytetään nestemäisellä heliumilla matalassa paineessa, mikä laskee sen kiehumispisteen 1,4 K : iin (verrattuna 4,2 K :iin ilmakehän paineessa). Satelliitin toiminta-aikaa kiertoradalla rajoittaa aluksella olevan heliumin määrä ( 2300 litraa ).

Teleskooppianturit:

• Kamera, jossa on matalaresoluutioinen spektrometri ( englanniksi  Photodetecting Array Camera and Spectrometer , PACS ). Spektrometrin aallonpituusalue on 55 - 210 mikrometriä ; spektriresoluutio R - 1000 - 5000 ; herkkyys - tasolla -63  dB . Kamera pystyy tuottamaan samanaikaisesti kuvia kahdella alueella: 60-85/85-130 µm ja 130-210 µm , joiden spektrisäteilyvuon tiheys on useita millijaneja .
• Spektri - ja fotometrinen kuvantamisvastaanotin , SPIRE .  Matalaresoluutioinen spektrometri aallonpituusalueelle 194-672 µm . Spektriresoluutio R - 40 - 1000 (aallonpituudella 250 mikronia ). Spektrometri pystyy havaitsemaan kohteita, joiden spektrivuon tiheys on 100 mJy pistelähteillä ja 500 mJy  laajennetuilla lähteillä. Kamerassa on kolme elementtiä aallonpituuksille 250 , 350 ja 500 mikronia , ja pisteiden (pikseleiden) määrä on 139 , 88 ja 43 . Se pystyy havaitsemaan pistekohteita, joiden vuotiheys on 2 mJy , ja laajennettuja kohteita, joiden vuotiheys on 4–9 mJy . Tämän laitteen prototyyppiä testattiin korkealla sijaitsevalla stratosfääripallolla "BLAST" .
• Heterodyne Instrument for the Far Infrared ( HIFI ) .  Tällä spektrografilla on erittäin korkea spektriresoluutio - tasolla R= 107 . Siinä on kaksi toiminta-aluetta: 157 - 212 mikronia ja 240 - 625 mikronia .

Tavoitteet

Teleskooppi on suunniteltu tutkimaan aurinkokunnan Linnunradan esineiden sekä miljardeja valovuosia maasta sijaitsevien galaksien ulkopuolisten kohteiden säteilyn infrapunaosaa (esimerkiksi vastasyntyneet galaksit) . Tutkimuksia suunniteltiin myös seuraavista aiheista:

• galaksien muodostuminen ja kehitys varhaisessa universumissa;
• tähtien muodostuminen ja niiden vuorovaikutus tähtienvälisen väliaineen kanssa;
• ilmakehän ja aurinkokunnan kappaleiden pintojen kemiallinen koostumus , mukaan lukien planeetat , komeetat ja planeettasatelliitit.

Tehtävän suorittaminen

29. huhtikuuta 2013 Herschelin kanssa käydyssä viestintäistunnossa Länsi-Australiassa syväavaruuden viestintäasemaa käyttäen tutkijat saivat tietoja siitä, että nestemäisen heliumin syöttö tarvitsi infrapuna-CCD-järjestelmän ( 2300 litraa ) jäähdyttämiseen, joka on hitaasti haihtunut. kammioiden lämpötila 271 celsiusastetta alle nollan, päättyi [17] [18] .

ESAn asiantuntijat harkitsivat kahta mahdollisuutta: lähettää Herschel heliosentriselle kiertoradalle, jossa se ei kohtaa Maata useisiin satoihin vuosiin, tai syöksyä se Kuun pintaan. Jälkimmäinen vaihtoehto olisi toisto LCROSS -avaruusaluksella ja Centauruksen yläasteella tehdystä kokeesta, jotka putosivat tarkoituksella kuun pinnalle lähellä etelänavaa. Putoamisen seurauksena kaasu- ja roskapilvi olisi noussut, mikä olisi mahdollistanut uuden tiedon saamisen kuun pinnan koostumuksesta ikuisen varjon alueella ja erityisesti veden ja muiden haihtuvien aineiden esiintymisen määrittämiseksi siellä. Tämän projektin kehitti 30 tutkijan ryhmä, jota koordinoi Neil Bowles Oxfordin yliopistosta. Marraskuussa 2012 suunniteltiin aloittaa mahdollisten törmäyskohtien valinta, mutta lopulta ensimmäinen ratkaisu (siirtyminen heliosentriselle kiertoradalle) valittiin halvemmaksi [19] .

17. kesäkuuta 2013 Herschel sai virallisesti päätökseen tiedetehtävänsä. Insinöörit saivat tiedon, että observatorion polttoaineesta oli loppunut suurin osa, ja kello 16.25 Moskovan aikaa Herschel sai viimeisen käskynsä, jonka jälkeen se laukaistiin Auringon ympäri kiertoradalle, jolla se pysyy ikuisesti [20 ] .

Muistiinpanot

1. ↑ Amos , Jonathan Herschel avaruusteleskooppi päättää tehtävänsä  . BBC News (29. huhtikuuta 2013). Haettu 29. huhtikuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2020.
2. ↑ https://www.bbc.com/news/science-environment-22914076
3. ↑ ESA: ENSIMMÄINEN avaruusteleskooppi nimetään uudelleen "Herschelin avaruusobservatorioksi"
4. ↑ Jet Propulsion Laboratory Herschel Mission kotisivu . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 24. tammikuuta 2022. (määrätön)
5. ↑ Herschel-satelliitti - Herschelin avaruusobservatorio . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
6. ↑ Herschel-satelliitin peili - Herschel-avaruusaluksen peili - Euroopan Herschel-satelliitin peilin tarkastus. Herschelin avaruusobservatorio, joka on tarkoitus... . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
7. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
8. ↑ Tehokkain ja suurin avaruusteleskooppi James Webb avaruudessa | Ukrainan totuus . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
9. ↑ ESA – Suurin koskaan avaruuteen sijoitettu teleskooppipeili . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
10. ↑ James Webb -avaruusteleskooppi - yleiskatsaus | ScienceDirect-aiheet . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
11. ↑ Menneisyyden peili - Herschel ja James Webb -avaruusteleskooppi - Bathin kuninkaallinen kirjallinen ja tieteellinen instituutio . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
12. ↑ Vertailu: Webb vs Hubble Telescope - Webb/NASA . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 21. tammikuuta 2022. (määrätön)
13. ↑ James Webb -avaruusteleskooppi ja Herschel | ESA/Hubble . Haettu 11. tammikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2022. (määrätön)
14. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 30. marraskuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 13. lokakuuta 2012. (määrätön)
15. ↑ Suomalaisen YLEn uutisia
16. ↑ ESA: Herschel Primary Mirror Fabrication
17. ↑ Herschel-teleskooppi sulki "silmänsä" Arkistokopio , joka on päivätty 3. toukokuuta 2013 Wayback Machinessa , RIA Novosti.
18. ↑ Herschelin avaruusobservatorio sai päätökseen työnsä Arkistokopio 20. kesäkuuta 2013 Wayback Machinessa osoitteessa Elements.ru
19. ↑ Atkinson, Nancy . Herschel-avaruusalus ei "pommittele" Kuuta, mutta GRAIL , Universe Today  (11. joulukuuta 2012). Arkistoitu alkuperäisestä 18. joulukuuta 2012. Haettu 4.5.2013.
20. ↑ Herschel-avaruusteleskooppi on virallisesti suorittanut tehtävänsä. . Haettu 7. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 7. huhtikuuta 2016. (määrätön)

Linkit

• esa.int/herschel ​(  englanniksi) - Herschelin virallinen verkkosivusto
• Herschel-infrapuna-avaruusteleskooppi on aloittanut tehtävänsä
• Ensimmäinen tieteellinen tulos Herschel-teleskoopista
• Herschel-teleskooppi paljastaa tähtien syntymän piilopuolen. Arkistoitu 13. maaliskuuta 2013 Wayback Machinessa

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Suuri katalaani Hienoa norjalaista Britannica (verkossa) Universalis
Bibliografisissa luetteloissa	BIBSYS : 1512647518024 GND : 1135746702 LCCN : no2009067219 VIAF : 156338256 WorldCat VIAF : 156338256