Adiós a Herschel

Por Daniel Marín, el 3 mayo, 2013. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • ESA • Estrellas ✎ 20

El 29 de abril a las 14:49 UTC la agencia espacial europea declaró el fin de la misión del telescopio espacial Herschel cuando el observatorio agotó las reservas de helio líquido que enfriaban los instrumentos hasta casi el cero absoluto. La misión llegaba así a su fin, denominado técnicamente como el evento EoHe (End of Helium). Los 2300 litros de helio líquido han sido los encargados de refrigerar los instrumentos HIFI, PACS y SPIRE desde el lanzamiento del telescopio en 2009. Sin el helio, la temperatura de Herschel subirá inexorablemente y se volverá ciego a las longitudes de onda del infrarrojo lejano. Lo que viene a ser algo así como intentar hacer una  fotografía con una cámara que brille de forma cegadora.

Telescopio espacial Herschel (ESA).

El observatorio Herschel, de 3402 kg, es -era- el primer observatorio espacial dedicado a estudiar desde el espacio una región fascinante del espectro: el infrarrojo lejano (55-672 µm) y la zona submilimétrica. Para llevar a cabo esta tarea, los instrumentos tenían que estar refrigerados hasta casi 0 K. Tras casi cuatro años de observación, Herschel ha acumulado suficientes datos para mantener a los astrónomos ocupados durante décadas. Situado en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, ha observado todo el cielo con su espejo de 3,5 metros de diámetro (a pesar de tener un espejo mayor que el del Hubble -de 2,4 m-, su resolución era muy inferior a la de este al trabajar en el infrarrojo lejano). Herschel nació en 1993 con el nombre de FIRST (Far Infrared and Sub-millimetre Telescope) y junto con la sonda Rosetta y los observatorios Planck y Gaia, era una de las cuatro piedras angulares del programa científico Horizonte 2000 de la ESA. En principio debía haber tenido un espejo de 4 metros de diámetro y habría estado situado en una órbita altamente excéntrica, características que fueron modificadas poco tiempo después.

Partes del Herschel (ESA).

Herschel nos ha desvelado el ‘Universo frío’, es decir, aquellas regiones a temperaturas de unos 50 K. Gracias a su capacidad de atravesar el polvo interestelar, ha descubierto detalles de las regiones de formación estelar en la Vía Láctea y en otras galaxias. Nos ha enseñado discos de material alrededor de estrellas jóvenes y la gigantesca onda de choque provocada por el movimiento de la estrella Betelgeuse a través del medio interestelar. Ha estudiado cuerpos menores del Sistema Solar o medido la cantidad de materia oscura que existe en el cosmos. Hoy el Universo es un poco menos oscuro gracias a Herschel. Con su misión ya finalizada, podemos afirmar que este telescopio pasará a la historia como uno de los grandes éxitos de la agencia espacial europea.

Como homenaje de despedida, vale la pena recordar algunas de las mejores imágenes del telescopio. Hasta siempre Herschel:

Imagen de la nebulosa cabeza de caballo (que se aprecia en la parte derecha en pequeño, ¿la ves?) formada por tres imágenes en falso color tomadas en tres longitudes de onda: 70 micras (auzl), 160 micras (verde) y 250 micras (rojo). La nebulosa cabeza de caballo está situada a 1300 años luz y forma parte de la Gran Nube Molecular de Orión. En la foto también se ven las regiones de formación NGC 2068 y NGC 2071 (ESA).
Imagen del instrumento PACS en 70, 100 y 160 micras en la que se ve los arcos de choque en el medio interestelar que preceden a la estrella Betelgeuse (ESA).
Imagen de la galaxia de Andrómeda (M31) de PACS y SPIRE a 70 (azul), 100 (verde), 160 y 250 micras (rojo) (ESA).
Región de formación estelar masiva con asociaciones de estrellas gigantes azules de tipo OB (ESA).
Nube molecular gigante W3 en 70, 160 y 250 micras situada a 6200 años luz en el Brazo de Perseo. Las prtoestrellas de baja masa aparecen como puntos de color amarillo, mientras que las estrellas gigantes OB calientan el medio interestelar creando enormes burbujas a mayor temperatura (ESA). 
El asteroide 99942 Apophis visto a 15 millones de kilómetros mediante el instrumento PACS, observaciones que han servido para determinar el tamaño del asteroide.
Disco de material alrededor de Fomalhaut en 70-500 micras(ESA).
La Nebulosa del Águila M16 vista por el Herschel (ESA).
Disco de material alrededor de la estrella kappa Coronae Borealis visto por PACS, un antiguo astro gigante de tipo A que ha comenzado a convertirse en una estrella gigante de tipo K (ESA).
La Nebulosa Carina vista por PACS y SPIRE (ESA).


20 Comentarios

  1. Pena lo del helio. Siempre dan ganas de pensar el por que no he ha hecho un deposito mas grande, aunque el saber que hay trabajo para los astrofisicos para años es buena noticia.

    1. Caro no es, porque el He no pesa nada. En CN 2.300 litros de He son 200 gramos, como es de suponer irán en un contenedor a presión, y este será la típica bombona de acero con válvulas, así que no, caro no es.

      Así que pasamos la pregunta a quien pueda contestarla: ¿era tan caro diseñar un telescopio al que se le pudiera recambiar el depósito de He?

    2. Los instrumentos están dentro del criostato de helio, así que no es imposible cambiarlo. Si queremos cargar más helio mediante un carguero, por ejemplo, eso significa rediseñar todo el satélite: hacerlo más pesado, dotarlo de sistema de acoplamiento, un sistema de transmisión del helio, etc., etc. No, no sale rentable. Por ese precio es mejor lanzar dos o tres Herschel. Pero lo importante es que Herschel ha cartografiado todo el cielo gracias a su gran campo de visión -el Hubble no lo puede hacer porque el campo de sus instrumentos es muy pequeño y por eso es tan importante que siga funcionando-. Los datos de Herschel estarán disponibles ahora para cualquiera que quiera estudiarlos en el futuro.

      Saludos.

    3. En anónimo de los 2300 litro a 200 gramos… tu hablas de helio gaseoso, y esto es helio liquido, pesa 125 gramos por litros, y seria 287,5 kilogramos… de un liquido criogenico a bajisimas temperaturas. No es una tipica bombona de acero con válvulas, es un contenedor aislado termicamente que de por si ya pesa considerablemente.

    4. Ya he dicho en CN xD, lo puse a título de ejemplo porque no tengo ni idea de equipos de helio líquido (sólo conozco los de nitrógeno líquido, para RMN va que arde a 110 K). Tampoco tengo ni idea de cómo es el sistema de refrigeración, cuando digo ni idea, digo ni idea, no es lo mismo sistemas para electroimanes trabajando a 110 K que prácticamente unas décimas por encima de 0 K. A mayores y por dos detalles creo que te equivocas, no sé en qué condiciones están midiendo los 2300 litros, es obvio que el sistema no tiene capacidad para almacenar 2300 litros en volumen (son 2,3 m³, casi una cabina de teléfonos, o sin casi), así que supuse que se referían a volumen en condiciones de divulgación, porque además el Herschel pesa 3,3 toneladas, como bien dices efectivamente el contenedor y la circuitería tiene que pesar mucho para aguantar la presión, y meterle 300 kg de helio supone el 10% prácticamente del peso de la nave. La densidad que das también es errónea (la sacas de la Wiki), porque es la del He a presión atmosférica, y obviamente en el circuito refrigerante tiene que estar a una presión muchísimo mayor.

    5. Ok, discusión bizantina xD

      http://herschel.esac.esa.int/Docs/Herschel/html/ch02.html

      Pues es un vaso Dewar a lo bestia, ni circuitos ni nada. Tendrá un compresor en alguna parte para mantener frío todo el helio, que seguramente será donde se producen las pérdidas, puede perfectamente tener los 2 m³. Tiene el telescopio pegado y así lo mantiene frío, eso es todo (el telescopio sólo pesa 300 kg, y la capa reflectante de aluminio, 10 g). El helio se fuga y cuando cae de un umbral obviamente ya no se puede mantener la temperatura por debajo de cierta cota. No, no se puede recargar, exactamente por lo que dice Daniel. De todos modos, llevar cargas de 300 kg o de 1000 kg si quieres, no es nada del otro mundo.

    6. En realidad la densidad del helio la vi en el documento numero 197100019929_197110199929 de la difunta NTRS titulado “Design of liquid propellant rocket engines” no vi bajo que presión era esa cifra.

    1. Planck todavía sigue funcionando tomando datos en algunas longitudes de onda. La decisión se hará pública pronto, me imagino. Se propuso estrellar a Herschel contra la Luna, pero no creo que la ESA esté por la labor. Sobre Gaia mejor hablamos cuando se acerque el lanzamiento 😉

      Saludos.

  2. Estoy enamorado de la fotografía de las ondas de choque de Betelgeuse. La de Fomalhaut tampoco es moco de pavo. Descanse en paz, no solo nos ha dado conocimiento, también ha conseguido maravillarnos.

    1. Es porque el sistema de refrigeración no es de un ciclo cerrado. Sino que permite que pequeñas cantidades de helio se evaporen y escapen al espacio, ya que cuando un fluido pasa de estado líquido a gaseoso absorbe calor. Como analogía, te encuentras en un desierto bastante caluroso, pero tu cuerpo se mantiene a temperatura adecuada porque sudas. Y a no ser de que repongas el agua que estas perdiendo, te deshidrataras y morirás por un golpe de calor. Obviamente el Herschel no morirá biológicamente, pero si sus instrumentos están mas calientes (emitiendo mayor cantidad de radiación infrarroja) que el medio que intenta ver, se vuelven inútiles.

      Saludos Oscar.

  3. Se ha quedado RIP en el punto L2… así que quién sabe si las generaciones futuras no serán capaces de volver a ponerlo en marcha o de reutilizar alguno de sus componentes.

    En la web de la ESA no decían nada de estrellarlo contra la Luna, creo.

    1. ya, ya, pero que al no decir nada en la web, parece que lo hubiesen descartado. Yo más bien entendí que iba a quedar aparcado en L2.

      “Finally, in May, it will be propelled into its long-term stable parking orbit around the Sun.”

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