Infračervená observatoř Herschel

Václav Andrš, 20. října 2005

Evropská kosmická agentura ESAESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 15 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1973 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. ve spolupráci s americkou NASA připravuje pro rok 2007 vypuštění zatím největší infračervené observatoře v dějinách. Observatoř je pojmenována podle britského astronoma Williama Herschela, který v roce 1800 objevil infračervenou část spektra.

O observatoři

Infračervená observatoř Herschel bude vůbec největší observatoří vypuštěnou v roce 2007. Bude vybavená 3,5 metrovým zrcadlovým dalekohledem a přístroji chlazenými na teplotu blízkou k absolutní nule. Herschel bude pozorovat oblohu ve vlnových délkách, které nebyly nikdy před tím prozkoumané. Po čtyřměsíční cestě ze Země bude observatoř umístěna do Lagrangeova boduLagrangeovy body – pět bodů v sousedství dvou obíhajících hmotných těles, ve kterých je gravitační a odstředivá síla vyrovnána. Polohu těchto bodů poprvé vypočítal italsko-francouzský matematik Joseph-Louse Lagrange. L2 soustavy Země-Slunce, kde je plánována tříletá mise.

Lagrangeovy body soustavy Země-Slunce

Observatoř Herschel je čtvrtou velkou misí Evropské kosmické agentury. Její původní název byl FIRST (Far Infrared and Sub-millimetre Telescope), později byla mise přejmenována na Herschel Space Observatory. Bude vykonávat zobrazovací fotometrii a spektroskopii v oboru vlnových délek 60÷670 μm.

Observatoř Herschel bude vypuštěna společně se sondou Planck nosnou raketou Ariane 5Ariane – nosná raketa využívaná Evropskou kosmickou agenturou. Její název pochází z francouszkého přepisu jména mytologické postavy Ariadne. Nosič byl vyvíjen od 70. let dvacátého století. První úspěšný start Ariane 1 proběhl v roce 1979. Dnes je k dispozici nosič Ariane 5 s výškou 52 metrů, průměrem 5,4 metru, celkovou hmotností 745 tun a užitečným nákladem 6 tun. Rakety startují ze základny Kourou ve Francouzské Guajaně.. Po umístění do Lagrangeova boduLagrangeovy body – pět bodů v sousedství dvou obíhajících hmotných těles, ve kterých je gravitační a odstředivá síla vyrovnána. Polohu těchto bodů poprvé vypočítal italsko-francouzský matematik Joseph-Louse Lagrange. L2 soustavy Země-Slunce převezme řízení Evropské vesmírné středisko pro řízení provozu (ESOC) v Darmstadtu, které bude komunikovat s kosmickým plavidlem přes pozemní stanici umístěnou v blízkosti Perthu v Austrálii.

Vybavení sondy

Observatoř Herschel je přibližně 7,5 metrů vysoká a má 4×4 metry v celkovém příčném řezu. Hmotnost při startu je 3,3 tuny. Kosmická loď se skládá z obslužného modulu se systémy pro úpravu výkonu, řízení polohy, zpracování dat a komunikace a z modulu s užitečným nákladem, který obsahuje dalekohled, citlivé detekční jednotky a chladicí zařízení. Modul s užitečným nákladem je vybavený také slunečním štítem, který chrání dalekohled a kryostat před slunečním zářením a  náhodným světlem. Sluneční štít nese sluneční články pro výrobu elektrické energie.

Sonda Herschel na propagačním plakátku Evropské kosmické agentury.

Dalekohled a přístroje

Dalekohled observatoře Herschel je systému CassegrainCassegrainův dalekohled – zrcadlový dalekohled s vrtaným primárním zrcadlem a s konvexním sekundárním zrcadlem před primárním ohniskem. Světelný svazek se odráží od sekundárního zrcadla a vrací se pak v ose dalekohledu otvorem v primárním zrcadle do okuláru. Výhoda tohoto typu spočívá v tom, že má podstatně delší ohniskovou vzdálenost a umožňuje tak větší rozlišení. Systém navrhl téměř neznámý francouzský sochař a vědec Sieur Cassegrain navrhl v roce 1672. s primárním zrcadlem o průměru 3,5 metru. Sonda má tři základní detekční přístroje vyrobené v NASA, které budou umístěny uvnitř nádoby s kapalným héliem: HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) – záznějový spektrometr s velmi velkým rozlišením pro vzdálený infračervený obor, PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) – zobrazovací pole fotometrů a mřížkovitý spektrometr se středním rozlišením a SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) – zobrazovací fotometr a frekvenční analyzátor.

Spektrometr HIFI.

Pole fotometrů s mřížkovým spektrometrem PACS.

Zobrazovací spektrometr a frekvenční analyzátor SPIRE.

Epilog

Observatoř Herschel bude určena zejména pro pozorování chladného vesmíru. Vědci předpokládají, že Herschel přispěje k pochopení nejrannějších vývojových fází galaxií, tzv. protogalaxií, bude pozorovat rodící se hvězdy a planetární systémy spolu se zárodečnými mlhovinami a detailně studovat nechladnější zákoutí našeho vesmíru. Jedním z cílů je také pozorování infračerveného záření látky v těsném sousedství černých děr.

Velká galaxie v Andromedě v optickém (nalevo) a v infračerveném oboru (napravo).

Bonus: Klip „Ariane 5“

Ariane 5. Ariane je nosná raketa využívaná Evropskou kosmickou agenturou. Její název pochází z francouzského přepisu jména mytologické postavy Ariadne. Nosič byl vyvíjen od 70. let dvacátého století. První úspěšný start Ariane 1 proběhl v roce 1979. Dnes je k dispozici nosič Ariane 5G+ s výškou 52 metrů, průměrem 5,4 metru, celkovou hmotností 745 tun a užitečným nákladem 6 tun. Rakety startují ze základny Kourou ve Francouzské Guajaně. Na klipu vidíte start rakety, odhození boosterů a vyložení užitečného nákladu.

Odkazy