Herschel (observatorio espacial) para niños
Datos para niños Herschel |
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| Operador | Agencia Espacial Europea | |
| ID COSPAR | 2009-026A | |
| no. SATCAT | 34937 | |
| ID NSSDCA | 2009-026A | |
| Página web | https://sci.esa.int/herschel y https://cosmos.esa.int/herschel enlace | |
| Duración de la misión | 5895 días y 11 horas | |
| Propiedades de la nave | ||
| Fabricante | Alcatel Space EADS Astrium y Alenia Spazio |
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| Masa de lanzamiento | 3400 kilogramos | |
| Comienzo de la misión | ||
| Lanzamiento | 14 de mayo de 2009 | |
| Vehículo | Ariane 5 ECA (V188) | |
| Lugar | ELA-3 | |
El Observatorio Espacial Herschel fue una importante misión de la Agencia Espacial Europea (ESA). Fue lanzado al espacio el 14 de mayo de 2009, junto con otro observatorio llamado Planck. Su objetivo era llegar a una órbita especial a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en un lugar conocido como el segundo puntos de Lagrange del sistema Tierra-Sol.
Este observatorio fue el primero en estudiar completamente la luz en el infrarrojo lejano y las ondas submilimétricas. Su telescopio tenía el espejo más grande que se había enviado al espacio hasta ese momento, con 3,5 metros de ancho. Herschel se dedicó a observar objetos muy lejanos y poco conocidos en el universo. Para que sus instrumentos funcionaran bien, necesitaban estar muy fríos, a temperaturas cercanas a los -271 °C.
El observatorio medía unos 7 metros de largo y pesaba alrededor de 3,25 toneladas. Gran parte de su peso se debía a los tanques de helio líquido, que eran esenciales para mantener los detectores de infrarrojos a temperaturas extremadamente bajas.
La misión recibió su nombre en honor a William Herschel, un astrónomo que descubrió la luz infrarrojo. El observatorio funcionó perfectamente hasta el 29 de abril de 2013, cuando se quedó sin el helio líquido necesario para mantenerse frío.
Contenido
- ¿Qué fue el Observatorio Espacial Herschel?
- Véase también
¿Qué fue el Observatorio Espacial Herschel?
El Observatorio Espacial Herschel fue un telescopio espacial diseñado para estudiar el universo en longitudes de onda que no podemos ver con nuestros ojos. Estas ondas son parte del espectro infrarrojo lejano y submilimétrico. Al observar en estas longitudes de onda, Herschel podía ver objetos fríos y polvorientos en el espacio que otros telescopios no podían detectar.
¿Cómo se desarrolló la misión Herschel?
La idea de este observatorio, llamado inicialmente Far Infrared and Sub-millimetre Telescope (FIRST), se propuso a la ESA en 1982. En 1984, la ESA decidió que una misión de este tipo sería muy importante. Fue seleccionada para su construcción en 1993.
El diseño de la misión cambió en el año 2000, pasando de una órbita alrededor de la Tierra a la órbita especial en el punto L2. En ese mismo año, FIRST fue renombrado como Herschel. La construcción comenzó en 2001 y el observatorio fue lanzado en 2009. El costo total de la misión Herschel fue de 1100 millones de euros, incluyendo la nave, el lanzamiento y las operaciones científicas.
¿Qué objetivos tenía Herschel?
Herschel se especializó en recoger luz de objetos en nuestro Sistema Solar, en nuestra galaxia la Vía Láctea, y también de galaxias muy lejanas, a miles de millones de años luz de distancia. Tenía cuatro objetivos principales de investigación:
- Estudiar cómo se formaron las galaxias en el universo temprano y cómo han cambiado con el tiempo.
- Investigar cómo nacen las estrellas y cómo interactúan con el gas y el polvo en el espacio.
- Observar la composición química de la atmósfera y la superficie de cometas, planetas y satélites.
- Examinar la química de las moléculas en el universo.
Durante su misión, Herschel realizó más de 35.000 observaciones científicas y acumuló más de 25.000 horas de datos.
¿Qué instrumentos llevaba Herschel?
Herschel fue el primer observatorio espacial en cubrir completamente las bandas de onda del infrarrojo lejano y submilimétrica. Su telescopio óptico de 3,5 metros era el más grande enviado al espacio. No estaba hecho de vidrio, sino de un material especial llamado carburo de silicio sinterizado.
La luz que recogía el espejo se dirigía a tres instrumentos. Estos detectores debían mantenerse a temperaturas extremadamente bajas, por debajo de los 2 K (-271 °C). Para lograr esto, los instrumentos se enfriaban con más de 2300 litros de helio líquido, que se evaporaba en el vacío a una temperatura de aproximadamente 1,4 K (-272 °C). La cantidad de helio a bordo limitó la vida útil del observatorio, que se esperaba que durara al menos tres años.
Herschel llevaba tres detectores principales:
- Photodetector Array Camera and Spectrometer (PACS)
- Spectral and Photometric Imaging REceiver (SPIRE)
- Instrumental heterodino para el infrarrojo lejano (HIFI)
PACS y SPIRE permitían a Herschel observar en seis "colores" diferentes dentro del infrarrojo lejano. Ambos podían funcionar también como espectrómetros de baja resolución. HIFI era un detector especial que funcionaba como espectrómetro de muy alta resolución.
Algunas partes de PACS y SPIRE se enfriaban aún más, hasta 0,3 K, usando helio-3. Cada instrumento se enfriaba solo cuando se usaba, para ahorrar el valioso refrigerante.
PACS: La cámara y espectrómetro
PACS era en realidad dos instrumentos en uno: una cámara y un espectrómetro. Ambos funcionaban en la banda de 55 a 210 micrómetros. Solo se podía usar uno a la vez.
La cámara tenía dos sensores que podían observar en dos frecuencias al mismo tiempo. El espectrómetro podía ver un área pequeña del cielo y analizar la luz con gran detalle.
SPIRE: Para ver en tres colores
SPIRE tenía una cámara que podía observar en tres frecuencias al mismo tiempo: 250, 350 y 500 micrómetros. También incluía un espectrómetro de transformada de Fourier. Todos sus sensores eran bolómetros enfriados a 0,3 K.
La cámara de SPIRE podía observar en las tres bandas simultáneamente. El espectrómetro podía observar en dos bandas diferentes con una resolución espectral ajustable.
HIFI: El espectrómetro de alta precisión
HIFI era un espectrómetro de muy alta resolución que observaba un solo punto en el espacio. Tenía 7 mezcladores que cubrían diferentes rangos de frecuencia. HIFI era muy bueno para observar líneas espectrales, que son como las "huellas dactilares" de las moléculas en el espacio.
¿Cómo funcionaba el módulo de servicio?
Herschel y el observatorio Planck compartían un diseño similar para su módulo de servicio (SVM), construido por Thales Alenia Space. Este módulo tenía forma octogonal y cada panel estaba diseñado para albergar diferentes equipos, teniendo en cuenta cómo disipaban el calor.
Ambas naves espaciales también compartían un diseño común para sus sistemas de control, gestión de datos, energía y comunicación. Todos los componentes importantes en el SVM eran redundantes, lo que significa que tenían una copia de seguridad en caso de fallo.
El sistema de energía
El sistema de energía de cada nave espacial incluía paneles solares que usaban células solares especiales, una batería y una unidad de control de energía. Este sistema estaba diseñado para recoger energía del sol, regularla a 28 voltios y distribuirla a todos los sistemas de la nave.
En Herschel, los paneles solares estaban en la parte inferior de un escudo que protegía el criostato (la parte fría) del sol. Este escudo siempre apuntaba al sol. La parte superior del escudo estaba cubierta con espejos que reflejaban el 98% de la energía solar, evitando que el criostato se calentara.
El control de la nave lo realizaba un ordenador especial. Este sistema aseguraba que Herschel pudiera apuntar con mucha precisión a los objetos que quería observar. Herschel estaba estabilizada en tres ejes, lo que significa que podía mantenerse muy quieta y orientada en el espacio. Su error de puntería era muy pequeño, menos de 3,7 segundos de arco.
El sensor principal para la orientación en ambas naves espaciales era un rastreador de estrellas, que usaba las estrellas para saber dónde estaba apuntando.
Lanzamiento y viaje al espacio
La nave espacial Herschel fue construida en el Centro espacial de Cannes Mandelieu. Fue lanzada con éxito desde el Centro espacial de Guayana en la Guayana Francesa el 14 de mayo de 2009, a bordo de un cohete Ariane 5. Se colocó en una órbita muy alargada en su camino hacia el segundo punto lagrangiano (L2).
El 14 de junio de 2009, la ESA envió la orden para abrir la cubierta que protegía los instrumentos de Herschel. Esto permitió que el sistema PACS comenzara a ver el cielo y enviara imágenes. La cubierta debía permanecer cerrada hasta que el telescopio estuviera en el espacio para evitar que se contaminara.
Cinco días después, la ESA publicó las primeras fotos de prueba, que mostraban al Grupo M51. A mediados de julio de 2009, unos sesenta días después del lanzamiento, Herschel entró en su órbita de halo alrededor del punto L2, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.
Descubrimientos importantes de Herschel
El 21 de julio de 2009, Herschel fue declarado listo para operar. A partir de ese momento, comenzó su fase de trabajo científico.
Herschel fue clave en el descubrimiento de un paso inesperado en la formación de estrellas. Confirmó la existencia de un gran espacio vacío, que antes se creía que era una nebulosa oscura, en el área de NGC 1999. Esto ayudó a entender cómo las regiones donde nacen estrellas nuevas expulsan el material que las rodea.
En julio de 2010, se publicó una edición especial de la revista Astronomy and Astrophysics con 152 artículos sobre los primeros resultados de Herschel. En octubre de 2010, se publicó otra edición especial sobre el instrumento HIFI, que había estado fuera de servicio durante seis meses debido a un problema técnico.
El 1 de agosto de 2011, se confirmó que el oxígeno molecular había sido detectado en el espacio por el telescopio Herschel. Esta fue la segunda vez que los científicos encontraban esta molécula en el espacio.
Un informe de octubre de 2011 en la revista "Nature" indicó que las mediciones de Herschel sobre los niveles de deuterio en el cometa Hartley 2 sugerían que gran parte del agua de la Tierra podría haber llegado inicialmente por impactos de cometas. El 20 de octubre de 2011, se informó del descubrimiento de vapor de agua fría en el disco de una estrella joven. A diferencia del vapor de agua caliente, este vapor frío podría formar cometas que luego llevarían agua a los planetas interiores, como se cree que ocurrió con el origen del agua en la Tierra.
El 18 de abril de 2013, el equipo de Herschel anunció que había encontrado una galaxia estelar excepcional que producía más de 2000 masas solares de estrellas al año. Esta galaxia, llamada HFLS3, se originó solo 880 millones de años después del Big Bang.
Pocos días antes del final de su misión, la ESA anunció que las observaciones de Herschel habían demostrado que el cometa Shoemaker–Levy 9 había enviado agua a Júpiter cuando chocó con el planeta en 1994.
El 22 de enero de 2014, científicos de la ESA, usando datos de Herschel, informaron de la detección definitiva de vapor de agua en el planeta enano, Ceres, el objeto más grande del cinturón de asteroides. Este hallazgo fue sorprendente, ya que los cometas, y no los asteroides, son los que suelen tener chorros de agua.
¿Por qué terminó la misión Herschel?
Observatorio espacial Herschel· Tierra
El 29 de abril de 2013, la ESA anunció que el suministro de helio líquido de Herschel se había agotado. Este helio era crucial para enfriar los instrumentos y detectores, por lo que su fin marcó el final de la misión. En ese momento, Herschel estaba a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.
Dado que la órbita de Herschel en el punto L2 es inestable, la ESA decidió guiar la nave a una trayectoria segura. Se consideraron dos opciones:
- Poner a Herschel en una órbita heliocéntrica (alrededor del Sol) donde no se encontraría con la Tierra en cientos de años.
- Dirigir a Herschel hacia la Luna para una colisión controlada.
Los encargados de la misión eligieron la primera opción porque era menos costosa.
El 17 de junio de 2013, Herschel fue desactivado por completo. Sus tanques de combustible se vaciaron y el ordenador a bordo se programó para dejar de comunicarse con la Tierra. El último comando se envió desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) a las 12:25 UTC.
La fase posterior a las operaciones de la misión continuó hasta 2017. Durante este tiempo, se mejoró la calidad de los datos y se procesaron para crear un conjunto de información científica validada.
¿Qué viene después de Herschel?
Después de Herschel, algunos astrónomos europeos han apoyado el proyecto conjunto europeo-japonés SPICA, otro observatorio de infrarrojo lejano. También se ha mantenido la colaboración de la ESA en el Telescopio Espacial James Webb.
El Telescopio Espacial James Webb observa en el espectro del infrarrojo cercano (de 0,6 a 28,5 micrómetros). SPICA, si se construye, cubriría el rango del infrarrojo medio a lejano (entre 12 y 230 micrómetros). A diferencia de Herschel, que dependía del helio líquido y tenía una vida útil limitada, SPICA usaría un sistema de enfriamiento diferente para mantener las temperaturas frías por más tiempo. Se esperaba que SPICA fuera mucho más sensible que Herschel.
La NASA también ha propuesto el Origins Space Telescope (OST), que también observaría en la banda de luz del infrarrojo lejano. Europa está liderando el estudio de uno de los instrumentos de OST, llamado Heterodyne Receiver for OST (HERO).
Véase también
- Astronomía infrarroja
Otros observatorios del espectro infrarrojo:
