Dodaj tę stronę do książki
Pokaż książkę (0 stron)
Proponowane strony| Herschel Space Observatory | |
|---|---|
 |
|
| Inne nazwy | Herschel, Far Infrared and Sub-millimetre Telescope, FIRST |
| Zaangażowani | ESA |
| Indeks COSPAR | 2009-026A |
| Rakieta nośna | Ariane 5 ECA |
| Miejsce startu | Gujańskie Centrum Kosmiczne, Gujana Francuska |
| Cel misji | teleskop kosmiczny |
| Orbita (docelowa, początkowa) | |
| Czas trwania | |
| Początek misji | 14 maja 2009 (13:12:02 UTC) |
| Wymiary | |
| Wymiary | 7,5 m wys., 4,5 m śred. |
| Masa całkowita | 3402 kg |
Kosmiczne Obserwatorium Herschela (ang. Herschel Space Observatory), w skrócie nazywane Herschel – misja teleskopu Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), przeznaczonego do prowadzenia obserwacji astronomicznych w zakresie dalekiej podczerwieni i fal submilimetrowych. Obserwatorium zostało wyniesione 14 maja 2009, wspólnie z satelitą Planck, na orbitę wokół punktu L2 układu Ziemia – Słońce, znajdującego się w odległości około 1,5 mln km od Ziemi.
Nazwa obserwatorium została nadana na cześć słynnego astronoma i odkrywcy promieniowania podczerwonego, Williama Herschela oraz jego siostry, odkrywczyni wielu komet, Caroline Herschel.
Spis treści |
Obserwatorium Herschela składa się z dwóch elementów – modułu ładunku (ang. Extended Payload Module) i modułu serwisowego (ang. Service Module).
Głównym elementem modułu ładunku jest teleskop Cassegraina zbudowany ze spiekanego węglika krzemu ze zwierciadłem głównym o średnicy 3,5 m i zwierciadłem wtórnym o średnicy 308 mm.[1] Jest to największy z dotychczas skonstruowanych teleskopów kosmicznych. Zwierciadła ogniskują światło w zakresie podczerwieni w znajdującej się poniżej, wewnątrz kriostatu, płaszczyźnie ogniskowej. Wewnątrz kriostatu znajdują się, wymagające niskiej temperatury do pracy, elementy trzech instrumentów naukowych. W zbiorniku kriostatu zmagazynowane jest 2300 litrów nadciekłego helu utrzymywanego w temperaturze wrzenia 1,65 K (-271,5 °C). Wrzący hel tworzy gaz zaopatrujący układy chłodzenia i stopniowo opróżnia zbiornik kriostatu. Bolometry instrumentów SPIRE i PACS są dodatkowo schładzane do temperatury 0,3 K. Osłona słoneczna chroni teleskop i kriostat przed promieniowaniem słonecznym i rozproszonym światłem Ziemi. Zewnętrzna powierzchnia osłony jest częściowo pokryta przez dostarczające energii elektrycznej ogniwa słoneczne.
Poniżej kriostatu znajduje się moduł serwisowy. Umieszczono w nim systemy niezbędne do funkcjonowania statku. Systemy zasilania magazynują i dystrybuują energię elektryczną. Obserwatorium jest stabilizowane trójosiowo. Do kontroli położenia i orbity wykorzystywane są czujniki Słońca, gwiazd i żyroskopy oraz koła reakcyjne i silniki rakietowe. 256 kg hydrazyny stanowi paliwo dla 12 silników rakietowych (6 głównych i 6 rezerwowych). W module serwisowym znajdują się też systemy sterowania, łączności, układy przetwarzania danych obserwacyjnych z instrumentów naukowych oraz te części instrumentów, które nie wymagają chłodzenia.
Głównym wykonawcą obserwatorium Herschela jest Thales Alenia Space w Cannes. Głównym wykonawcą modułu ładunku jest EADS Astrium w Friedrichshafen, modułu serwisowego Thales Alenia Space w Turynie, a teleskopu EADS Astrium w Tuluzie.
Obserwatorium Herschela przeznaczone jest do prowadzenia obserwacji fotometrycznych i spektroskopowych w zakresie fal o długości 55 – 672 μm. Na jego pokładzie znajdują się trzy instrumenty naukowe:
14 maja 2009 rakieta nośna Ariane 5 ECA, startująca z Gujańskiego Centrum Kosmicznego, wyniosła Obserwatorium Herschela i satelitę Planck na trajektorię transferową prowadzącą do punktu L2 układu Ziemia – Słońce. Odłączenie Obserwatorium Herschela od górnego stopnia rakiety nośnej nastąpiło po 25 min i 53 s od startu, na wysokości 1142 km nad wschodnim wybrzeżem Afryki. Odłączenie satelity Planck miało miejsce na wysokości 1723 km, po 28 min i 29 s od startu. Od tej pory misje obydwu satelitów są kontynuowane niezależnie[4].
Podróż Obserwatorium Herschela w okolice punktu L2 trwała około 60 dni. Rakieta nośna wprowadziła satelitę na wstępną orbitę o perygeum 270 km, apogeum 1 197 080 km i nachyleniu 5,99°.[5] 15 maja został wykonany pierwszy manewr korekcyjny trajektorii (Δv = 8,7 m/s). Drugi manewr korekcyjny (Δv = 0,99 m/s) został wykonany 18 maja. Rozpoczęła się trwająca do połowy lipca faza oddawania obserwatorium do użytku. W tym czasie następowało ochładzanie i odgazowanie elementów obserwatorium. Następnie rozpoczęła się faza weryfikacji i demonstracji możliwości aparatury[6].
14 czerwca otwarta została pokrywa kriostatu, która dotychczas chroniła znajdujące się w nim instrumenty przed zanieczyszczeniem. Tego samego dnia wykonano pierwsze zdjęcia próbne przy użyciu instrumentu PACS, potwierdzające jego dobry stan. Przykładowe fotografie zostały opublikowane przez ESA.[7]
W lipcu obserwatorium weszło, bez konieczności wykonywania dodatkowego manewru, na orbitę wokół punktu L2 układu Ziemia – Słońce, znajdującą się w średniej odległości około 800 tysięcy km od tego punktu[8]. Odległość obserwatorium od Ziemi będzie się przez to zmieniała od 1,2 do 1,8 mln km. Pozycja ta zapewnia optymalne warunki obserwacyjne, ze względu na brak zakłóceń ze strony promieniowania podczerwonego emitowanego przez Ziemię i Księżyc oraz łatwość zasłonięcia teleskopu przed światłem pochodzącym od Słońca, Ziemi i Księżyca. Ponieważ orbita ta jest dynamicznie niestabilna, raz w miesiącu będą wykonywane manewry jej korekcji.
2 sierpnia 2009 r. doszło do awarii w układzie kontrolnym lokalnego oscylatora instrumentu HIFI, co spowodowało wyłączenie instrumentu. Instrument posiadał system zapasowy, jednak inżynierowie zdecydowali nie uruchamiać go dopóki nie zrozumieją przyczyny awarii[5]. Dochodzenie wykazało, że z nieznanego powodu, prawdopodobnie uderzenia przez cząstkę promieniowania kosmicznego w jeden z procesorów, doszło do skoku napięcia, który zniszczył diodę urządzenia. Po wprowadzeniu zmian, które zabezpieczają przed powtórzeniem się tego rodzaju awarii, w dniach 10 – 14 stycznia 2010 r. instrument HIFI został ponownie uruchomiony[9].
Faza prowadzenia rutynowych obserwacji naukowych zaplanowana jest na trzy lata, z możliwością przedłużenia o kolejny rok. Czynnikiem ograniczającym długość jej trwania jest zapas nadciekłego helu w kriostacie. Po jego zużyciu instrumenty naukowe ulegną ociepleniu, co uniemożliwi wykonywanie dalszych obserwacji i misja obserwatorium zostanie zakończona.
Całkowity koszt misji Obserwatorium Herschela ma wynieść około 1 miliarda euro. Wchodzi w to koszt budowy satelity, jego instrumentów naukowych, koszty startu i operacyjne[10].
|
||||||||
