Herscheli kosmoseobservatoorium — ESA infrapunateleskoop (3,5 m peegel)

Herscheli kosmoseobservatoorium on Euroopa Kosmoseagentuuri instrument. See on suurim kunagi orbiidile viidud infrapunateleskoop. Herschel on nime saanud infrapunaspektri, kaksiktähtede ja planeedi Uraan avastanud Sir WilliamHerscheli järgi.

Seade on tundlik kauge infrapuna ja submillimeetrilise lühikese laineala suhtes. Sellel on üks 3,5 meetri (11,5 jala) läbimõõduga peegel.

Observatoorium viidi orbiidile 2009. aasta mais. See asub Maa ja Päikese süsteemi teises Lagrange'i punktis (L2). Selles punktis, mis asub Maast 1 500 000 kilomeetri kaugusel, on gravitatsioon tasakaalus, nii et objekt jääb paigale.

Herscheli observatoorium suudab registreerida ("näha") kõige külmemaid ja tolmulisemaid objekte kosmoses. Näiteks tolmuseid galaktikaid, mis alles hakkavad uusi tähti moodustama. Ameerika Ühendriigid teevad NASA kaudu koostööd ESA ehitatud ja hallatava observatooriumiga. See on neljas ESA teadusprogrammi "nurgakivi" koos Rosetta, Plancki ja Gaia missiooniga.

Vahendil on neli peamist eesmärki:

• Uurida tähtede ja planeetide moodustumist – jälgida, kuidas ja kus tekivad uued tähed ja nende ümber tiirlevad protoplaneetaarse ketta tolm ning gaas.
• Selgitada galaktikate ja universumi varajast arengut – registreerida kaugeid, tolmuseid galaktikaid ning mõõta nende tähtede tekke aktiivsust ja energiajaotust infrapunaspektris.
• Uurida interstellaarses keskkonnas toimuvaid keemilisi protsesse – mõõta molekulide ja jäätmete jaotust, tuvastada veemolekule ja keerukamaid ühendeid tähtede sünnialadel.
• Kaardistada Päikesesüsteemi külmemaid objekte – analüüsida komeete, planeetide kettaid ja teisi külmi kehasid, et mõista vee ja orgaaniliste ühendite levikut planeetide moodustumisel.

Peamised tehnilised omadused

Herscheli peamine peegel on 3,5 m läbimõõduga ja valmistati sinteeritud silisiumkarbiidist (SiC), mis annab suure jäikuse ja hea soojusjuhtivuse – olulised omadused kauginfrapuna-teleskoobi jaoks. Observatooriumi teadusinstrumendid hõlmasid kolmest peamisest seadmesüsteemist koosnevat komplekti: HIFI (heteroodne spektromeeter), PACS (fotomeeter ja spektromeeter) ning SPIRE (spektromeeter ja fotomeeter submillimeetri lainetel). Need võimaldasid nii kõrget lahutusvõimet spektri kui ka pildiandmete saamiseks.

Orbit ja jahutus

Herschel viidi 14. mail 2009 Ariane 5 kandekapsliga Euroopa kosmodroomilt Kourou'st (Prantsuse Guajaanas) Maa–Päikese L2 punktile. Teleskoobi instrumentide tundlikkuse saavutamiseks kasutas missioon supervedela heeliumi jahutussüsteemi, mis hoidis teatud detektoreid väga madalatel temperatuuridel. Kui jaheaine lõppes, lõpetati teadusvaatlused – see lõppemine toimus 29. aprillil 2013, pärast mida observatoorium viidi passiivsele lõpporbiidile.

Tähtsamad teaduslikud tulemused ja pärand

Herschel avas uue vaate külmale ja tolmusele universumile. Mõned märkimisväärsed saavutused:

• Tähe- ja planeediformatsiooni uuringud: Herschel kaardistas protoplaneetaarseid kettaid ja molekulaarpilvi, andes uusi teadmisi tähtede tekkimise mehhanismide ja ketaste koostise kohta.
• Molekulaarse koostise avastused: instrumentide tundlikkus võimaldas tuvastada ja mõõta vee ja teiste oluliste molekulide esinemist komeetides ning protoplaneetaarsetes ketastes.
• Kaugete galaktikate uurimine: teleskoop paljastas tolmuste kaugete galaktikate olemuse ja nende panuse universumi tähtede tekkesse varajases kosmoses.
• Skaalalised kartograafiaprojektid: Herscheli vaatlused pakkusid laiaulatuslikke kaarte linnukeste kujul tähtede sünnipiirkondadest ja kogusid väärtuslikke andmeid edasiseks analüüsiks ning võrdluseks teiste observatooriumitega.

Herscheli mõõtmised on jätkuvalt väärtuslikud koos teiste teleskoopide, nagu ALMA ja hilisemate infrapuna-ja submillimeetri instrumentidega, ning andsid tugeva aluse astrofüüsika ja astrokeemia edasiarenduseks.

Rahvusvaheline koostöö ja missiooni mõju

Kuigi Herschel oli ESA missioon, oli see tugevasti rahvusvaheline: lisaks Euroopa partneritele panustas töösse ka NASA ning paljud teadlased ja institutsioonid üle maailma kasutasid Herscheli andmeid. Missioon näitas, kui palju uut teadust annab kauginfrapuna vaatluste kombineerimine teiste lainepikkuste andmetega ning jättis püsiva pärandi – rikkaliku andmebaasi, mille analüüs jätkub ka pärast missiooni ametlikku lõppu.