Planck y Herschel

Por Daniel Marín, el 14 mayo, 2009. Categoría(s): Astronomía • Cosmología • ESA • Estrellas ✎ 2

Hoy a las 13:12 UTC despegó un cohete Ariane 5 ECA (V188/L546) desde la rampa ELA 3 de Kourou con los observatorios Planck y Herschel a bordo. Se trata del 44º lanzamiento de un Ariane 5 y el 188º de un cohete Ariane.

Estamos ante la misión científica más importante de los últimos años, pues ambos telescopios prometen revolucionar nuestro conocimiento del cosmos y sus orígenes. La ESA había apostado muy fuerte al decidir lanzar los dos observatorios al mismo tiempo, pero por suerte todo ha salido a la perfección.

Planck (en un principio llamada COBRAS/SAMBA) es la tercera misión de tamaño medio (M3) del programa científico de la ESA denominado Horizonte 2000. Su objetivo es estudiar durante unos 14 meses, como mínimo, la radiación cósmica de fondo (CMB) y comprender mejor el Big Bang y la proporción de materia oscura y energía oscura que existe en el Universo, continuando el trabajo de la sonda WMAP de la NASA. Planck podrá resolver anisotropías de la temperatura del CMB que tengan un tamaño superior a 10 minutos de arco, con una precisión de dos millónesimas. El espejo principal de Planck, de 1,9 x 1,5 metros de diámetro, recogerá la radiación de microondas del CMB y la dirigirá hacia un espejo secundario de 1,1 x 1 m, que a su vez la enviará hacia dos conjuntos de detectores. Un grupo de 22 receptores (Low Frequency Instrument, LFI) cubrirán las frecuencias bajas (27-77 GHz, en tres rangos principales) operando a 20 K de temperatura, mientras que otros 52 bolómetros (High Frequency Instrument, HFI) se encargarán de las altas frecuencias (83-1000 GHz, en seis rangos), funcionando a sólo 0,1 K. La nave girará sobre su eje una vez por minuto para estabilizarse y escanear el CMB. Para mantener las bajísimas temperaturas en los instrumentos, el eje de Planck apuntará en la dirección contraria al Sol, con una posible variación de 10º. El eje tampoco podrá desviarse más de 15º en la dirección de la Tierra para garantizar las comunicaciones. La masa de Planck es de 1921 kg y sus dimensiones son de 4,2 x 4,2 m. El contratista principal es Thales Alenia Space y el coste de la misión es de unos 600 millones de euros.



Planck (ESA).



Antenas del LFI (las más grandes) y del HFI (ESA).


Rango del espectro de microondas del CMB observado por los instrumentos HFI y LFI (ESA).


Detalles de Planck (ESA).

Herschel (primeramente denominado FIRST) es por su parte, con un espejo de 3,5 m de diámetro, el mayor telescopio espacial jamás lanzado, aunque al observar en el infrarrojo lejano su resolución no será superior a la del Hubble (con un espejo de 2,4 m). Para poder observar en estas longitudes de onda, el telescopio y los instrumentos deben estar refrigerados (si no se hiciera esto, sería algo así como mirar a través de un telescopio que brillase como una lámpara), lo que se consigue con 2300 litros de helio líquido a 2 K de temperatura. Se trata del primer telescopio que estudiará el infrarrojo lejano (55-672 µm) en detalle, lo que permitirá aportar nuevos datos sobre la formación estelar y la primera generación de estrellas (Población III), entre otros muchos fenómenos astronómicos. El lento pero continuo consumo de helio limitará la vida del telescopio a unos tres años y medio. Dentro del criostato de helio se encuentran los tres instrumentos del telescopio: HIFI, PACS y SPIRE. HIFI (Heterodyne Instrument for Far Infrared) es un espectrómetro holandés de alta resolución que operará en dos rangos: 480-1250 GHz y 1410-1910 GHz. PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer) es una cámara alemana que obtendrá imágenes observando en dos bandas: 60-130 micras y 130-210 micras. SPIRE (Spectral and Photometric Imaging REceiver) es una cámara británica que observará en tres bandas centradas en 250, 350 y 500 micras. PACS y SPIRE estarán refrigerados a sólo 0,3º por encima del cero absoluto. La masa total de Herschel es de 3402 kg y sus dimensiones son de 7,5 x 4,5 m.


Herschel (ESA/Arianespace).


Espejo del Herschel (ESA).


Detalles de Herschel (ESA).

Herschel y Planck se encuentran en camino hacia su lugar de observación definitivo: una órbita de halo (tipo Lissajous) en el punto de libración de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol. L2 está situado a 1,5 millones de km en dirección opuesta al Sol. De este modo se logra eliminar la radiación infrarroja emitida por la Tierra, que impediría la refrigeración hasta temperaturas cercanas al cero absoluto como requieren ambas naves. La órbita de halo permite además que los dos telescopios no se encuentren nunca dentro de la sombra de la Tierra, lo que produciría anomalías térmicas y, por lo tanto, interferencias en los instrumentos. Herschel tardará unos dos meses en alcanzar su órbita de halo elíptica alrededor de L2, con un semieje mayor de 800 000 km y un semieje menor de 500 000 km. La órbita de halo de Planck será más circular, con un radio de unos 400 000 km.


El punto L2 del sistema Tierra-Sol (ESA).


Configuración del Ariane 5 ECA para este lanzamiento: Planck se encontraba dentro del sistema SYLDA para lanzar dos satélites al mismo tiempo (ESA).


Fases del lanzamiento (ESA).



Configuración de lanzamiento, con Herschel encima del sistema SYLDA y Planck (ESA).


Instalación de la cofia (ESA).


Traslado a la rampa ELA 3 (ESA).




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2 Comentarios

  1. Desde el instituto en el que trabajo lo vimos en directo y habia gente literalmente mordiendose las unhas debido a la tension. Muchos anhos de esfuerzo invertidos en PACS como para que algo saliera mal.

    A ver si no hay problemas y todo se desarrolla segun lo previsto.

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Por Daniel Marín, publicado el 14 mayo, 2009
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