Observatorios Astronómicos Espaciales III
OBSERVATORIOS ESPACIALES HESCHEL Y PLANCK
OBSERVATORIOS ESPACIALES I - OBSERVATORIOS ESPACIALES II
Otro que llega a su fin:
Agotado el helio líquido, el Observatorio Espacial Planck se unió a los observatorios difuntos.
(24 Octubre, 2013 ESA/CA) El telescopio espacial Planck de la ESA fue apagado tras pasar casi 4,5 años estudiando los restos de la radiación del Big Bang y la evolución de las estrellas y de las galaxias a lo largo de la historia del Universo.
Imagen: El Telescopio Espacial Europeo Planck estudió el Fondo Cósmico de Microondas. Creditos: ESA.
Jan Tauber, científico del proyecto, fue el encargado de enviar el último comando al satélite ayer por la tarde, a las 12:10:27 UT, acto que marca oficialmente el fin de las operaciones de la ‘máquina del tiempo’ de la ESA.
Este satélite, puesto en órbita en el año 2009, estaba diseñado para analizar los débiles restos de la radiación del Big Bang – la Fondo Cósmico de Microondas (CMB, por sus siglas en inglés). La señal CMB nos muestra el Universo tal y como era unos 380.000 años después del Big Bang, y describe las condiciones iniciales a partir de las cuales se formó el Universo que conocemos hoy en día.
“Planck nos ha ayudado más que ninguna otra misión a comprender mejor la evolución del Universo”, explica Álvaro Giménez, Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.
“El mapa de la señal CMB obtenido por Planck es el retrato más preciso de la infancia del Universo, pero nuestros cosmólogos continúan analizando la gran cantidad de datos recogidos por esta misión, con los que pronto se alcanzará un nivel de detalle incluso mayor”.
Jan Tauber envió el último comando a Planck desde ESA/ESOC el 23 de octubre de 2013 El final de esta misión empezó a prepararse el pasado mes de agosto, cuando el satélite se apartó de su órbita operacional, en torno al punto ‘L2’ del sistema Sol-Tierra, para situarse en una órbita heliocéntrica de estacionamiento a largo plazo, más estable y remota.
A lo largo de las últimas semanas se llevó a cabo una serie de tareas para poner al satélite en modo de hibernación permanente, durante las que se agotaron sus últimas reservas de combustible y, finalmente, se apagó su transmisor.
“Nos llenó de tristeza realizar las últimas operaciones de Planck, aunque también ha llegado el momento de celebrar que esta extraordinaria misión haya concluido con éxito”, confiesa Steve Foley, Responsable de las Operaciones del Satélite Planck en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de la ESA.
“Planck era un satélite muy sofisticado con una misión muy compleja, pero gracias al magnífico trabajo en equipo de los controladores de la misión, los especialistas en dinámica del vuelo, las estaciones de seguimiento y nuestros socios de la industria, Europa ha obtenido un excelente retorno científico de la inversión realizada”, añade Paolo Ferri, Responsable de las Operaciones de la Misión.
El Herschel fue el mayor telescopio infrarrojo espacial y fue estacionado en una órbita alrededor del Punto 2 de Lagrange del sistema Tierra-Sol. Con un espejo de 3,5 metros recoge la radiación (luz) infrarroja de algunos de los objetos más fríos y distantes del Universo. El Herschel cubre una gran variedad de longitudes de onda del campo eletromagnético, desde el infrarrojo lejano a las ondas submilimetricas. Las últimas nunca habían sido exploradas desde el espacio.
El satélite fue lanzado el 14 de Mayo 2009 junto al Observatorio de microondas Planck, a bordo de un cohete Ariane 5 desde el Espaciopuerto Europeo de Kourou, en Guinea Francesa. Ambos satélites van destinados a orbitar el Punto 2 de Lagrange, ubicado a 1.500.000 kilómetros de la Tierra, en la dirección contraria al Sol.
Su espejo de 3,5 metros de diámetro, el mayor que haya llegado al espacio, no está hecho de vidrio o cerámica, sino de sintered silicon carbide. Su luz es enfocada a tres instrumentos cuyos detectores deben permanecer a temperaturas menores de 2 K (-271 °C). Para ello los instrumentos son enfriados con helio líquido, a aproximadamente 1,4 K (-272 °C), almacenado en un estanque que llevaba originalmente 2 mil litros.
Como el helio líquido se pierde lentamente en el espacio, la duración de la misión está limitada a unos 3 años.
Lleva tres detectores:
PACS (Photodetecting Array Camera and Spectrometer): Cámara de imágenes y espectrómetro muy sensible, que cubre longitudes de onda IR de 55 a 210 micrómetros.
SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver):
Cámara de imágenes y espectrómetro de baja resolución, que cubre longitudes de onda IR a submilimétrico de 194 to 672 micrómetros. Fue construido por un consorcio que involucra a 18 institutos de 8 países, liderados por la Cardiff University.
HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared): Un detector de heterodina capaz de separar electrónicamente la radiación de longitudes de onda diferentes.
1.000 micrómetros= 1 mm
500 nanómetros= 0,0005 mm
El fin:
Se agotó el helio líquido, el refrigerante que mantiene frío los detectores, e inmediatamente comenzó a subir la temperatura.
(30 Abril, 2013 ESA/CA) El observatorio espacial Herschel de la ESA ha agotado el helio líquido de su sistema de refrigeración, poniendo fin a más de tres años de observaciones del Universo más frío.
La noticia no llegó por sorpresa: la misión comenzó con más de 2.300 litros de helio líquido, que se han estado evaporando lentamente desde el mismo momento en que se terminó de llenar el depósito del satélite el día antes de su lanzamiento, el 14 de mayo de 2009.
La evaporación del helio líquido era fundamental para mantener los instrumentos del observatorio a una temperatura cercana al cero absoluto, lo que permitió a Herschel observar la cara más fría del Universo con una sensibilidad sin precedentes.
Esta tarde, al comienzo de la sesión diaria de comunicaciones del satélite con su estación de seguimiento en Australia Occidental, se detectó un ligero aumento en la temperatura de todos los instrumentos de Herschel, lo que confirma que el helio se ha agotado.
“Herschel ha superado todas las expectativas, proporcionándonos un valiosísimo archivo de datos que mantendrá ocupados a los astrónomos durante muchos años”, explica Álvaro Giménez, Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.
Herschel ha realizado más de 35.000 observaciones científicas, acumulando más de 25.000 horas de datos para unos 600 programas de observación diferentes. La misión también dedicó unas 2.000 horas de observación a la calibración del archivo de datos, que se mantiene en el Centro Europeo de Astronomía Espacial de la ESA en España, cerca de Madrid.
Este archivo será el legado de la misión. Se espera que dé lugar a más descubrimientos que los realizados durante la vida útil del satélite.
“El impresionante archivo científico de Herschel no hubiera sido posible sin el excelente trabajo de la industria, la academia y las instituciones europeas en el desarrollo, la construcción y las operaciones del satélite y de sus instrumentos”, añade Thomas Passvogel, Responsable del Programa Herschel para la ESA.
“Herschel nos ha ofrecido una nueva forma de ver el Universo oculto hasta ahora, desvelando facetas desconocidas del proceso de formación de las estrellas y de las galaxias, y siguiendo la pista del agua en el Universo, desde las nubes moleculares a la estrellas recién nacidas y sus discos protoplanetarios o los cinturones de cometas”, explica Göran Pilbratt, Científico del Proyecto Herschel para la ESA.
El nacimiento de las estrellas
Herschel nos ha dejado impresionantes imágenes que muestran intrincadas redes de filamentos de polvo y gas en el seno de nuestra Galaxia, que constituyen una historia ilustrada del proceso de formación de las estrellas. Estas observaciones únicas en la banda del infrarrojo lejano han permitido a los astrónomos comprender mejor cómo la turbulencia agita el gas del medio interestelar para formar una red de filamentos dentro de las frías nubes moleculares.
Cuando las condiciones son las adecuadas, la gravedad toma el relevo y fragmenta estos filamentos en una serie de núcleos compactos. Enterradas en lo más profundo de estos núcleos se encuentran las protoestrellas, las semillas de futuras estrellas que han calentado poco a poco el polvo que las rodea hasta unos pocos grados por encima del cero absoluto, desvelando su ubicación ante los ojos de Herschel, sensibles al calor.
NOTICIAS DEL HERSCHEL
EL HERSCHEL DEVELA NACIMIENTO DE ESTRELLAS (28 Marzo 2013)
HISTORIA
Herschel fue lanzado el 14 de mayo de 2009 y su espejo primario de 3,5 m, es el más grande que haya sido lanzado al espacio.
Esta misión pionera ha sido la primera en cubrir todo el rango en la longitud de onda que va desde el infrarrojo lejano hasta el submilimétrico, haciendo posible el estudio de regiones frías de gas y polvo del cosmos antes invisibles, y proporcionando nuevos conocimientos sobre el origen y la evolución de las estrellas y las galaxias.
Con la finalidad de poder llevar a cabo este tipo de observaciones tan sensibles en el infrarrojo lejano, los detectores de los tres instrumentos científicos –dos cámaras/espectrómetro de imagen y un espectrómetro de muy alta resolución – deben enfriarse a una temperatura de –271°C, cerca del cero absoluto. Están en el extremo superior de un tanque lleno de helio superfluido líquido, dentro de un enorme tanque conocido como criostato.
El helio superfluido se evapora con el tiempo, vaciando el tanque gradualmente y determinando el periodo de vida científica de Herschel. Al lanzarlo, el criostato estaba lleno hasta los bordes con cerca de 2.300 litros de helio líquido (335 kg) lo que garantizaba 3,5 años de operaciones en el espacio.
De hecho, Herschel ha hecho extraordinarios descubrimientos en un amplio rango de temas, desde galaxias con estallidos de formación estelar en el universo distante hasta nuevos sistemas planetarios en formación orbitando jóvenes estrellas cercanas.
El programa de observación científica fue planeado minuciosamente con el fin de sacar el máximo partido del periodo de vida de la misión, y todas las observaciones de alta prioridad ya se han llevado a cabo.
Además, Herschel está llevando a cabo numerosas observaciones de gran interés elegidas específicamente con la finalidad de explotar hasta la última gota de helio.
“Cuando finalicen las observaciones, esperamos haber llevado a cabo 22.000 horas de observaciones científicas, un 10% más de lo planificado en un principio, por lo que la misión ya ha superado sus expectativas”, afirma Leo Metcalfe, Jefe de la Misión y Jefe de Operaciones Científicas de Herschel de la ESA en ESAC (Centro Europeo de Astronomía Espacial) en Madrid, España.
“Pronto las observaciones llegarán a su fin, pero los datos de Herschel permitirán que se haga una enorme cantidad de ciencia emocionante durante muchos años”, señala Göran Pilbratt, Jefe Científico del Proyecto Herschel de la ESA en ESTEC (European Space Research and Technology Centre) en Noordwijk, Países Bajos.
“De hecho, el pico de productividad científica aún está por llegar, y ahora nuestro trabajo consiste en poner en valor los datos de Herschel tanto como nos sea posible, tanto por la ciencia actual como por la futura”.
Herschel seguirá comunicándose con las estaciones terrestres durante un tiempo después de que se haya agotado el helio, permitiendo una serie de comprobaciones técnicas. Finalmente, a principios de mayo, será impulsado hacia una órbita estable a largo plazo alrededor del Sol.
El telescopio espacial europeo 'Herschel' desvela el contenido de una nube oscura de la constelación del Águila.
(18 Dic. 2009 - ESA - CA) Utilizando el telescopio espacial en infrarrojo europeo Herschel se ha logrado observar el interior de un cúmulo de formación de estrellas que nunca se había logrado ver, y ha revelado una sorprendente actividad. Se calcula que hay unas 700 estrellas en formación aglutinadas en los filamentos de polvo que se extienden por toda la imagen.
Imagen: Con el Herschel develan el oscuro corazón del Águila. Crédito: ESA.
La imagen muestra una oscura nube a unos 1.000 años-luz de nuestro planeta, en la constelación de Aquila, el Águila. El cúmulo tiene una extensión de unos 65 años-luz y está tan cubierto por las nubes de polvo que ningún observatorio espacial de infrarrojo había sido capaz de observar su interior. Ahora, gracias a la gran sensibilidad de Herschel en las longitudes de onda más largas del infrarrojo, los astrónomos han conseguido tomar la primera imagen del interior de este cúmulo.
Esta impresionante imagen fue tomada el pasado 24 de Octubre con dos de los instrumentos de Herschel: PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) y SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver). Las dos regiones más brillantes son zonas donde las estrellas en formación más grandes hacen brillar el hidrógeno gaseoso.
La nueva página web ‘OSHI’, que se inaugura hoy, mostrará las mejores imágenes tomadas por Herschel. En ella se irán publicando estas impresionantes fotografías del cielo en infrarrojo a medida que avance la misión. Cada imagen estará acompañada por una completa descripción que facilitará su uso por los medios de comunicación, los educadores y el público en general.
En el interior de los filamentos de polvo que se pueden ver en la imagen del Aquila hay 700 cúmulos de polvo y gas que se irán transformando en estrellas. Los astrónomos estiman que unas 100 son protoestrellas, en la fase final de su formación. Tan sólo necesitan comenzar el proceso de fusión nuclear en su interior para ser consideradas auténticas estrellas. Los otros 600 objetos todavía no están suficientemente desarrollados como para ser considerados protoestrellas, pero algún día también llegarán a formar una nueva generación de astros.
Este cúmulo forma parte del Cinturón de Gould, un gigantesco anillo de estrellas que rodea el cielo nocturno – nuestro Sistema Solar se encuentra cerca de su centro. El primer astrónomo en descubrir esta inusual alineación de estrellas a mediados del siglo XIX fue el inglés John Herschel, el hijo de William Herschel, en honor del que se bautizó el telescopio Herschel de la ESA. Sin embargo, fue Benjamin Gould, natural de Boston, el que resaltó su importancia en 1874.
Las estrellas más brillantes de muchas constelaciones, tales como Orión, Escorpio o la Cruz del Sur, pertenecen al Cinturón de Gould, donde también se encuentran varios cúmulos cercanos, muy apropiados para el estudio de los astrónomos. La observación de estos cúmulos de formación de estrellas es uno de los objetivos principales de Herschel, con el que se pretende descubrir la demografía de la formación de estrellas y de sus orígenes, es decir, la cantidad de estrellas que se pueden formar y el rango de masas que pueden alcanzar las estrellas recién nacidas. Además de esta región de Aquila, Herschel observará otras 14 regiones de formación de estrellas dentro del Programa de Observación del Cinturón de Gould.
Observatorio Europeo:
En camino todavía a su órbita definitiva, los científicos que operan el telescopio Herschel de la ESA han comandado la apertura de su compuerta de instrumentos, dejando pasar la luz que capta el espejo a los instrumentos a bordo.
(15 Junio, 2009 - ESA - CA) El costoso telescopio espacial europeo, de mil millones de euros, ha sido ordenado que abriera la compuerta que deja pasar la luz que capta el gran telescopio hacia los instrumentos. Esta compuerta había estado protegiendo a los delicados aparatos de la contaminación durante el lanzamiento.
Imagen: Observatorio espacial Herschel, su diseño mantiene sus detectores en un estado de ultra-frío.
De una forma un tanto ruda, los comandos activaron la explosión de dos pernos explosivos que mantenían la compuerta en posición, en un hito cfrítico de la costosa misión de la European Space Agency (Esa), lanzada el pasado 14 de Mayo.
La luz del gran espejo de 3,5 metros de diámetro del Herschel ha fluído hasta la cámara criogénica de instrumentos superenfriados, por vez primera.
El objetivo del Herschel es estudiar cómo se forman y evolucionan las estrellas y galaxias a través del tiempo cósmico. Estos fenómenos ocurren entre densas nubes de polvo y gases, que generalmente se mantienen a unos pocos grados sobre el cero absoluto, (-273ºC) es por ello que los instrumentos del Herschel, deben mantenerse en un estado ultra-frío.
Para mantener los instrumentos enfriados, el sistema debe estar permanentemente solatndo algo del precioso helio de su estanque, la misión terminará, cuando el helio se haya terminado.
Los instrumentos del Herschel están dentro de un estanque enfriado por helio líquido para que sus detectores CCD puedan recibir la débil luz infrarroja que les llega del cosmos.
La apertura de la compuerta ucurre cuando el Herschel ha completado el 90% de su viaje al Punto 2 de Langrange de unos 1,5 millones km de la Tierra. La distancia es tan grande que a la orden de apertura le tomó casi 5 segundos en llegar.
La comunidad astronómica, y el público, deben aún esperar a lo que la nave enseña de la flota de la ESA podrá hacer, este telescopio, con un espejo de 3,5 metros de diámetro, es actualmente el mayor en el espacio. Herschel es sensible a la luz de longitudes de onda largas, en el rango del infrarrojo lejano y submilimetrico.
Planck maniobra en preparación para su llegada al L2.
(15 Junio, 2009 - ESA - CA) Desde el pasado 8 de Junio, el satélite Planck de la ESA está llevando a cabo una crítica maniobra para posicionarse en la trayectoria final que lo llevará al L2, el segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, a principios de Julio. La maniobra duró unas 30 horas.
Los motores principales del satélite Planck se encendieron en una serie de ‘pulsos’ durante este tiempo, encendiéndose a intervalos de 6 segundos cada minuto.
Esta técnica de encendidos pulsados es necesaria porque Planck está girando sobre sí mismo suavemente mientras viaja por el espacio, completando una vuelta cada minuto. Los motores, que se encuentran fijos al satélite y no se pueden orientar, sólo se pueden encender cuando están apuntando en la dirección correcta, lo que ocurre durante 6 de los 60 segundos que dura cada vuelta.
El viaje de Planck hacia el L2
Está previsto que esta maniobra proporcione un cambio global en la velocidad del satélite de 550,8 Km/h. El pasado 5 de Junio, Planck estaba viajando a una velocidad de 105 840 Km/h respecto al Sol y se encontraba a 1,19 millones de Km de la Tierra.
“Durante la maniobra, monitoriaremos de cerca el comportamiento del satélite y su estado dinámico. Una vez se haya completado, a lo largo del Sábado, el equipo de Dinámica del Vuelo analizará las actuaciones del impulso y determinará la nueva órbita de Planck. Basándonos en los resultados, tendremos la oportunidad de realizar una maniobra de ajuste fino el próximo 17 de Junio”, comenta Matthias Mück, especialista en Dinámica del Vuelo de Planck en el ESOC, el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA, en Darmstadt, Alemania.
Mück añade que está previsto que esta maniobra se quede un poco por debajo de la velocidad final deseada, por lo que es probable que sea necesario realizar la maniobra del 17 de Junio para proporcionar una corrección final de entre 5- y 10-m/s.
Tras la corrección del 17 de Junio, el satélite se encontrará en el tramo final de su viaje al L2. Será necesaria una última gran maniobra, programada para la primera semana de Julio, para impulsar a Planck hacia su órbita operacional: una órbita de Lissajous con una amplitud media de 400 000 Km en torno al punto L2.
Las críticas actividades de este fin de semana serán desarrolladas por el Equipo de Control del Vuelo de Planck en el ESOC, con el apoyo de los especialistas en Dinámica del Vuelo, representantes de la industria y otros expertos.
Bautizada en honor al premio Nobel alemán Max Planck (1858-1947), la
misión Planck de la ESA es el primer observatorio espacial europeo cuyo principal objetivo es el estudio del Fondo Cósmico en Microondas – la reliquia de la radiación del Big Bang, con una precisión definida por los límites de la astrofísica fundamental.
Observatorio europeos:
Los observatorios espaciales Herschel y Planck ponen a punto sus instrumentos científicos mientras viajan al Punto 2 de Lagrange.
(3 Junio, 2009 - ESA - CA) Tras una perfecta inyección en órbita realizada por el lanzador Ariane 5 el pasado 14 de Mayo, la crítica fase de Lanzamiento y Operaciones Iniciales (LEOP, en su acrónimo inglés) está llegando a su fin, mientras comienza la puesta en servicio de los instrumentos científicos y de los diferentes subsistemas de ambos satélites.
Imagen: Observatorios espaciales Herschel y Planck llegan al Punto 2 de Lagrange. Ilustración: ESA.
Herschel y Planck están funcionado de forma nominal, en camino hacia sus órbitas definitivas entorno al segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra (L2), un punto en el espacio a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección opuesta al Sol.
Las estaciones de seguimiento adicionales que permitieron un contacto casi continuo entre los controladores de la misión y Herschel y Planck durante la fase LEOP ya han sido liberadas; los dos satélites se comunican ahora con sus estaciones nominales, las estaciones de Espacio Profundo de la ESA en New Norcia (Australia) y Cebreros (España).
Tras el lanzamiento, los dos satélites se separaron según lo planeado: Herschel a las 15:37:55 CEST seguido por Planck a las 15:40:25 CEST. Poco tiempo más tarde, se recibió la primera señal de telemetría confirmando el buen estado de los dos satélites. Ambos han adquirido su actitud nominal de apuntamiento hacia el Sol y el Equipo de Control de la Misión ha podido confirmar el estado nominal global de los dos satélites a través de una serie de comprobaciones realizadas por telemetría.
La crítica fase LEOP llega a su fin
Todas las operaciones planeadas para los dos satélites durante la Fase de Lanzamiento y Operaciones Iniciales (LEOP) han sido completadas con éxito, y todos los procedimientos que debían realizarse en un instante determinado se han desarrollado según lo previsto. Entre estos eventos destacan la liberación de los anclajes de SPIRE (Receptor de Imágenes Espectrales y Fotométricas) y la activación del sistema de enfriamiento del HFI (Instrumento de Alta Frecuencia) de Planck, que lo llevará hasta una temperatura de tan solo 4K.
La excelente inyección orbital realizada por el cohete Ariane 5 en una órbita de transferencia hacia el punto L2 implica que sólo serán necesarias unas moderadas maniobras de corrección de la trayectoria – durante las cuales unos pequeños motores cohete, conocidos como thrusters, se encenderán para cambiar la dirección o la velocidad del satélite – lo que permitirá a los controladores de la misión disponer de un mayor margen de combustible para la parte científica de la misión.
El 15 de Mayo, los dos satélites completaron con éxito sus primeras maniobras de corrección de trayectoria: Herschel a las 15:16:26 CEST, y Planck a las 20:01:05. Planck realizó una maniobra adicional para el ajuste fino de su trayectoria el 18 de Mayo.
La puesta en marcha de los subsistemas de los dos satélites comenzó el pasado 15 de Mayo, y el enfriamiento del telescopio y del módulo de carga útil comenzó en paralelo en los dos satélites. El instrumento HFI de Planck ya ha sido encendido, listo para ser enfriado a su temperatura final de operación de tan sólo 0.1K.
Herschel está ahora en una trayectoria que lo llevará a una órbita de gran elongación entorno al punto L2. Planck, que operará desde una órbita más baja, necesitará una maniobra de corrección a mitad de camino y una maniobra de inserción en su órbita definitiva, ambas planeadas para los días 5 de Junio y 2 de Julio, respectivamente.
A las 21:00 CEST del 19 de Mayo, Herschel y Planck estaban situados a 617 287 km y a 607 767 km de la Tierra, respectivamente, aproximadamente 1,6 veces más lejos que la distancia media a la Luna (384 403 km). Los dos satélites hermanos estaban separados por unos 9 917,35 km.
Ilustración: Las órbitas de Herschel y de Planck.
El telescopio espacial Herschel lleva el mayor y més poderoso telescopio infrarrojo jamás lanzado al espacio. Es una misión pionera destinada a estudiar los orígenes y la evolución de las estrellas y galaxias, ayudará a comprender cómo el universo llegó a ser lo que es actualmente.
El telescopio espacial Planck es el primer observatorio espacial europeo cuyo objetivo central es el estudio del Fondo Cósmico de Microondas (CMB en inglés) – la radiación reliquia del Big Bang. La nave medirá las fluctuaciones del CMB con una precisión determinada por los límites estrofísicos fundamentales.
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