Misja Herschel
Misja Kosmicznego Teleskopu Herschela była przedsięwzięciem Europejskiej Agencji Kosmicznej, realizowanym z myślą o obserwacjach tzw. „zimnego kosmosu” – obiektów promieniujących w zakresie dalekiej i bardzo dalekiej podczerwieni (fale submilimetrowe). Teleskop funkcjonował w latach 2009-2013.
Teleskop Kosmiczny Herschel zbierał dane, które pomogły w lepszym zrozumieniu procesów powstawania i ewolucji galaktyk, narodzin gwiazd i forowania się układów planetarnych, oraz zjawisk zachodzących w ośrodku materii międzygwiazdowej. Teleskop obserwował również obiekty bliższe Ziemi – ciała Układu Słonecznego: planety, księżyce, komety – dostarczając informacji na temat składu chemicznego ich atmosfer.
Teleskop wyposażono w zwierciadło o średnicy 3,5 m, co czyni je największym zwierciadłem kiedykolwiek wysłanym w kosmos (stan na maj 2020). Lustro kierowało promieniowanie do trzech instrumentów naukowych misji. Były nimi:
- Heterodyne Instrument for the Far Infrared (HIFI) – spektrometr heterodynowy rejestrujący promieniowanie w dwóch zakresach częstotliwości: 480 GHz – 1250 GHz (długości fali: 625 µm – 240 µm) i 1410 GHz – 1910 GHz (długości fali: 212 µm – 157 μm),
- Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS) – fotometr i spektrometr obrazujący w zakresie fal o długości: 55 μm – 210 μm,
- Spectral and Photometric Imaging Receiver (SPIRE) – fotometr i spektrometr obrazujący w zakresie fal o długości: 194 μm – 672 μm.
Powodzenie obserwacji zależało od wyeliminowania wszystkich możliwych zakłóceń termicznych. Wpływ Ziemi i Księżyca wyeliminowano umieszczając teleskop na orbicie wokół punktu libracyjnego L2 układu Ziemia–Słońce (około 1,5 mln km od Ziemi). Wpływ elektroniki samego Herschela zminimalizowano umieszczając przyrządy naukowe w kriostacie. Dzięki zastosowaniu ciekłego helu temperatura wewnątrz kriostatu była utrzymywana na orbicie na poziomie zaledwie 1,7 kelwinów (-271,45 stopni Celsjusza).
Misja rozpoczęła się 14 maja 2009 roku, gdy teleskop umieszczony na pokładzie rakiety Ariane-5 został wystrzelony w kosmos z europejskiego kosmodromu w Gujanie Francuskiej. Obserwacje naukowe trwały cztery lata i zakończyły się zgodnie z planem, w kwietniu 2013 roku, z chwilą wyczerpania zapas helu dla kriostatu. Niecałe dwa miesiące później misję definitywnie zakończono. Wyzwania inżynieryjne, z jakimi musiała zmierzyć się ESA, czynią tę misję jedną z najbardziej zaawansowanych technologicznie w historii Agencji.
Zaangażowanie CBK PAN w misję Herschel
Centrum Badań Kosmicznych PAN zaangażowane było zarówno w część inżynieryjną, jak i naukową misji teleskopu Herschela. Zadania inżynieryjne powierzone zostały Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów FPGA, podczas gdy badania naukowe prowadzone w CBK PAN realizowali badacze z Zakładu Dynamiki Układu Słonecznego i Planetologii.
Inżynierowie z CBK PAN zbudowali blok sterowania lokalnego oscylatora dla heterodynowego instrumentu HIFI (HIFI Local Oscillator Control Unit; LOC), czyli kompletny system zasilania, sterowania i kontroli tego urządzenia. Podsystem opracowany w CBK PAN zapewnił zasilanie oscylatora poprzez dostarczenie mu około 100 W mocy w postaci 120 różnych źródeł napięcia lub prądu. W chwili wystrzelenia Herschela LOC był jednym z największych i najbardziej skomplikowanych bloków elektroniki satelitarnej, wykonanych w Polsce według wymagań ESA.
W misji Herschela inżynierowie CBK PAN ściśle współpracowali ze Space Research Organization of Netherlands (Holandia), instytucją która kierowała pracami międzynarodowego zespołu konstruującego HIFI. Tymczasem planetolodzy CBK PAN weszli w skład zespołu badawczego Herschel Solar System Observations (HssO), który opracował, przygotował i zrealizował wspólne programy obserwacyjne dotyczące atmosfer planet oraz komet znajdujących się w naszym Układzie Słonecznym. Całym zespołem kierował Max-Planck-Institut for Solar System Research (Niemcy).
Działania naukowców CBK PAN w ramach zespołu HssO stanowiły treść projektu badawczego „Misja Herschel/HIFI – badania wody w atmosferach planet i komet”. Prace skupiały się na obserwacjach atmosfer wybranych planet, księżyców oraz komet, głównie w celu bezpośredniego wyznaczenia zawartości wody w tych obiektach. Były to jedne z pierwszych badań tego rodzaju.
Strona www misji:
