Косми́ческий телескóп «Гершель» ( англ. Herschel Space Observatory ), ранее FIRST ( 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 .

Спутник размещён на гелиоцентрической орбите вблизи второй точки Лагранжа (L ₂ ) 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 .

Оборудование

Телескоп «Гершель» — первая космическая обсерватория для полномасштабного изучения инфракрасного излучения в космосе. До запуска космического телескопа имени Джеймса Уэбба в 2021 году «Гершель» был самым крупным космическим телескопом, работающим в инфракрасном спектре с зеркалом в 3,5 м. Зеркало отполировано в мастерской обсерватории Туорла в Финляндии фирмой . 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 . 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 милли янских .
• 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 .
• 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=10 ⁷ . Имеет два рабочих диапазона: от 157 до 212 мкм и от 240 до 625 мкм .

Цели

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:

• формирование и развитие галактик в ранней вселенной;
• образование звёзд и их взаимодействие с межзвёздной средой;
• химический состав атмосфер и поверхности тел Солнечной системы , включая планеты , кометы и спутники планет.

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 .

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 .

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 .

Примечания

Ссылки

• (англ.) — официальный сайт Гершель
• от 13 марта 2013 на Wayback Machine