Гершель (космическая обсерватория)

Косми́ческий телескóп «Гершель» (англ. Herschel Space Observatory), ранее FIRST[3] (англ. Far Infrared and Submillimetre Telescope) — астрономический спутник, созданный ЕКА. Первоначально предложен консорциумом европейских учёных в 1982 году. Запуск состоялся 14 мая 2009 года, в 13:12 по UTC с космодрома Куру с помощью ракеты-носителя «Ариан-5». Миссия названа в честь сэра Уильяма Гершеля, первого исследователя инфракрасного спектра. До запуска космического телескопа Джеймс Уэбб в декабре 2021 году, являлся самый крупным космическим инфракрасным телескопом, и космическим телескопом с самым большим зеркалом (у Джеймса Уэбба сегментированное зеркало общим диаметром 6,5 метра, но монолитное зеркало самое большое всё ещё у Гершеля 3,5 метра), из когда-либо запущенных человечеством в космос[4][5][6][7][8][9][10][11][12][13].

Herschel Space Observatory
Организация ЕКА и Thales Alenia Space как головной подрядчик
Другие названия Far Infrared and Submillimetre Telescope (FIRST)
Волновой диапазон от 60 до 670 мкм (инфракрасный)
COSPAR ID 2009-026A
NSSDCA ID 2009-026A
SCN 34937
Местонахождение точка Лагранжа L2
Тип орбиты орбита Лиссажу
Высота орбиты 1,5 млн км от Земли, около 800 тыс. км от L2
Период обращения 1 год
Орбитальная скорость 7500 м/с
Дата запуска 2009-05-14 13:12:02 UTC
Место запуска Куру
Средство вывода на орбиту «Ариан-5» ECA
Продолжительность По плану: 3 года
В действит.: 3 года, 11 мес. и 15 дн.[1]
Прекращение работы 17 июня 2013[2]
Масса 3300 кг
Тип телескопа рефлектор системы Ричи — Кретьена
Диаметр 3,5 м, f/0,5
Площадь собирающей
поверхности		 9,6 м²
Фокусное расстояние 28,5 м f/8,7
Научные инструменты
  • HIFI
 Гетеродинный датчик для дальнего инфракрасного излучения
  • PACS
 Фотокамера со спектрометром низкого разрешения
  • SPIRE
 Приёмник спектральных и фотометрических изображений
Логотип миссии
Сайт herschel.esac.esa.int
 Медиафайлы на Викискладе

Спутник размещён на гелиоцентрической орбите вблизи второй точки Лагранжа (L2) системы Земля — Солнце. Вместе с телескопом «Гершель» этой же ракетой-носителем был выведен на орбиту астрономический спутник «Планк». Стоимость проекта (со стоимостью объединённого запуска) составляет примерно 1,1 миллиарда евро[14].

Оборудование

Телескоп «Гершель» — первая космическая обсерватория для полномасштабного изучения инфракрасного излучения в космосе. Телескоп с зеркалом диаметром 3,5 метра — самый крупный космический телескоп, работающий в инфракрасном спектре, из когда-либо запущенных (на 2014 год). Зеркало отполировано в мастерской обсерватории Туорла в Финляндии фирмой Opteon[15]. Материалом для зеркала послужил карбид кремния — благодаря этому его вес составил лишь 300 кг при толщине 20 см (зеркало из традиционных материалов весило бы 1,5 тонны). Кроме того, физические свойства карбида кремния позволяют контролировать форму зеркала с точностью до 10 мкм. Зеркало «склеено» из 12 элементов[16]. Излучение фокусируется на три прибора с датчиками, имеющими температуру ниже 2 K. Датчики охлаждаются жидким гелием при низком давлении, что позволяет понизить его температуру кипения до 1,4 K (по сравнению с 4,2 K при атмосферном давлении). Время работы спутника на орбите ограничено количеством гелия на его борту (2300 литров).

Датчики телескопа:

  • Фотокамера со спектрометром низкого разрешения (англ. Photodetecting Array Camera and Spectrometer, PACS). Диапазон спектрометра по длине волны — от 55 до 210 микрометров; спектральное разрешение R — от 1000 до 5000; чувствительность — на уровне −63 дБ. Фотокамера способна давать одновременно изображения в двух диапазонах: 60—85/85—130 мкм и 130—210 мкм при спектральной плотности потока излучения в несколько миллиянских.
  • Приёмник спектральных и фотометрических изображений (англ. Spectral and Photometric Imaging Receiver, SPIRE). Спектрометр низкого разрешения на диапазон длин волн 194—672 мкм. Спектральное разрешение R — от 40 до 1000 (на длине волны 250 мкм). Спектрометр способен фиксировать объекты со спектральной плотностью потока 100 мЯн для точечных источников и 500 мЯн — для протяжённых. Фотокамера имеет три элемента на длины волн 250, 350 и 500 мкм, с числом точек (пикселей) 139, 88 и 43, соответственно. Она способна фиксировать точечные объекты с плотностью потока 2 мЯн и протяжённые объекты с плотностью потока 4—9 мЯн. Прототип этого устройства прошёл проверку на высотном стратостате «BLAST».
  • Гетеродинный датчик для излучения в дальнем инфракрасном диапазоне (англ. Heterodyne Instrument for the Far Infrared, HIFI). Этот спектрограф имеет очень высокое спектральное разрешение — на уровне R=107. Имеет два рабочих диапазона: от 157 до 212 мкм и от 240 до 625 мкм.

Цели
Изображение галактики Андромеды, полученное космической обсерваторией «Гершель».

Телескоп предназначен для изучения инфракрасной части излучения от объектов в Солнечной системе, в Млечном пути, а также от внегалактических объектов, находящихся в миллиардах световых лет от Земли (например, новорождённых галактик). Также предполагались исследования по следующим темам:

Завершение миссии

29 апреля 2013 года, во время сеанса связи с «Гершелем» с помощью станции дальней космической связи в западной Австралии, учёные получили данные о том, что запас жидкого гелия, необходимого для охлаждения инфракрасной ПЗС-матрицы (2300 литров), который четыре года медленно испарялся, удерживая температуру камер на уровне 271 градус Цельсия ниже нуля, закончился[17][18].

Специалисты ЕКА рассматривали две возможности: отправить «Гершель» на гелиоцентрическую орбиту, где он не встретится с Землёй ещё несколько сотен лет, или разбить его о лунную поверхность. Последний вариант был бы повторением эксперимента, проведённого с аппаратом LCROSS и разгонным блоком «Центавр», которые специально разбили о лунную поверхность в районе южного полюса. В результате падения поднялся бы шлейф газа и обломков, который позволил бы получить новые данные о составе поверхности Луны в области вечной тени, и в частности, определить наличие там воды и других летучих веществ. Этот проект прорабатывался группой из 30 учёных, работу которых координировал Нил Боулз (Neil Bowles) из Оксфордского университета. В ноябре 2012 года планировалось начать выбирать возможные места для удара, но в итоге было выбрано первое решение (перевод на гелиоцентрическую орбиту), как более дешёвое[19].

17 июня 2013 года «Гершель» официально завершил свою научную миссию. Инженеры получили информацию о том, что обсерватория исчерпала большую часть своего топлива, и в 16:25 по московскому времени «Гершель» получил свою последнюю команду, после которой был выведен на орбиту вокруг Солнца, на которой он останется навсегда[20].

Примечания
  1. Amos, Jonathan Herschel space telescope finishes mission (англ.). BBC News (29 апреля 2013). Дата обращения: 29 апреля 2013.
  2. https://www.bbc.com/news/science-environment-22914076
  3. ESA: FIRST Space Telescope to be Re-named 'Herschel Space Observatory'
  4. Jet Propulsion Laboratory Herschel Mission Home Page
  5. The Herschel Satellite – Herschel Space Observatory
  6. Mirror of the Herschel satellite - Herschel spacecraft's mirror - Inspection of the mirror of the European Herschel satellite. The Herschel Space Observatory, scheduled to...
  7. https://secretmag.ru/news/teleskop-dzheims-uebb-prigotovilsya-nablyudat-za-vselennoi-09-01-2022.htm
  8. Самый мощный и большой космический телескоп ''Джеймс Вебб'' развернули в космосе | Украинская правда
  9. ESA - The largest telescope mirror ever put into space
  10. James Webb Space Telescope - an overview | ScienceDirect Topics
  11. A Mirror of the Past – Herschel and the James Webb Space Telescope – Bath Royal Literary and Scientific Institution
  12. Comparison: Webb vs Hubble Telescope - Webb/NASA
  13. The James Webb Space Telescope and Herschel | ESA/Hubble
  14. http://esamultimedia.esa.int/docs/herschel/Herschel-Factsheet.pdf
  15. Новости финского канала YLE
  16. ESA: Herschel Primary Mirror Fabrication
  17. Телескоп «Гершель» закрыл «глаза», РИА Новости.
  18. Космическая обсерватория «Гершель» завершила свою работу на Элементы.ру
  19. Atkinson, Nancy. Herschel Spacecraft Won’t 'Bomb' the Moon, But GRAIL Will, Universe Today (11 декабря 2012). Дата обращения 4 мая 2013.
  20. Космический телескоп «Гершель» официально завершил свою миссию.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.