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赫谢尔

科普小知识2022-09-28 21:38:51
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赫谢尔(原名远红外和亚毫米望远镜,或FIRST)是欧洲航天局的红外空间探测卫星,它的3.5米(11.5英尺)的镜片是已有的空间望远镜中最大的。2009年5月14日搭乘欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭,从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。其主要使命是研究恒星和星系的形成以及在宇宙时期的发展变化。2013年4月29日,因为致冷剂耗尽而结束任务。

名称:赫谢尔(Herschel)太空望远镜

制造商:欧洲阿尔卡特—阿莱尼亚航天公司

发射日期:2008年7月

发射地点:法属圭亚那,库鲁

轨道:L2拉格朗日点,李萨如轨道

运载火箭:阿丽亚娜5ECA

结构尺寸:7.5米×4米×4米

1、命名


威廉·赫歇尔

赫谢尔原名为"远红外线和亚毫米波望远镜"(FarInfraredandSubmillimetreTelescope,简称FIRST),为纪念发现红外线的英国天文学家赫歇尔而命名为赫歇尔空间天文望远镜。赫歇尔家族是天文学史上重要的家族,最著名的有威廉·赫歇尔(1738—1822)和他的妹妹卡罗琳·赫歇尔(1750—1848)、他的儿子约翰·赫歇尔(1792—1871),都为天文学作出了重要的贡献,尤其杰出的是威廉·赫歇尔。该天文望远镜确切来说是以威廉·赫歇尔的名字命名的。

2、项目合作


赫谢尔

赫谢尔项目是一个由欧洲航天局领导的国际合作计划,美国宇航局喷气推进实验室(JPL),加州理工学院和美国海军研究实验室(NRL)也参加了相关工作。它为科学家们开启了一扇宇宙之门,让我们得以加深对宇宙中的行星、恒星和星系如何形成和演化的了解。

2005年中国科学院国家天文台在“百人计划”引进人才黄茂海研究员带领下,与赫歇尔的造价达一亿欧元的主要仪器SPIRE项目签署协议,展开合作,正式成为其国际合作伙伴。中国在仪器控制中心和赫歇尔总体科学公共系统(HCSS)研制等方面投入软件工程力量,作为国家天文台作出贡献的回报,中国获得两个科学专家组成员名额,由国家天文台黄茂海、李金增两位研究员担任。

3、结构特点


赫谢尔

赫谢尔(Herschel)是欧洲空间局(ESA)建造的的大型红外空间望远镜,作为空间科学"基石"项目,是ESA研制的最为复杂的航天器。宽4米,高7.5米,是2011年为止人类发射的最大中远红外线望远镜。

服务模块包括电子设备、配电设备、通信设备、高度控制设备和动力推进子系统。有效载荷模块在飞行器顶上,包括液体氦低温恒温器、科学仪器和望远镜。

仪器设备

它具有直径3.5米的主镜和三台非常灵敏的探测仪器:

成像光谱与测光仪(SpectralandPhotometricImagingReceiver简称SPIRE),是中国参与研制的部分;

光电阵列和射谱仪(PhotodetectorArrayCameraandSpectrometerInstrument简称PACS);

远红外外差接收机(HeterodyneInstrumentfortheFarInfrared简称HIFI。

"赫歇尔"望远镜的镜面直径比美宇航局哈勃太空望远镜大,对波长较长的光线极为敏感,即远红外线和直径小于1毫米的光线。光电阵列和射谱仪可以覆盖较短的光谱,而成像光谱与测光仪则用于捕捉较长的光谱。

携带燃料

赫谢尔望远镜还携带了约2300升超流体氦,可以起到冷却望远镜的作用,让望远镜的内部工作温度接近绝对零度(零下273.15摄氏度),从而尽可能地降低仪器本身的辐射,达到最优的观测效果。与太阳相比,宇宙中其他星体的表面温度相对较低,因此,虽然它们以红外线波段释放能量,但很难被太空望远镜察觉。"赫歇尔"则可以凭借尖端的仪器,探测到更多远红外线范围内的宇宙星体,包括银河系内和银河系之外的星体。此外,它还能够对宇宙尘埃和气体进行观测,探索银河系之外恒星的形成,发现宇宙形成的奥秘。

4、数据传输


赫谢尔

赫谢尔空间站在太空中使用“高斯滤波最小频移键控系统(GMSK)”,该系统功率和带宽较大,通常用于全球移动通信系统手机网络的数据传输。赫歇尔具有1.5Mbps的测试传输速率,大约相当于家庭互联网连接速度。赫歇尔空间天文台传输的测试数据已被澳大利亚新诺卡深太空跟踪站接收。

5、探测任务


赫谢尔观测的星系照片

赫谢尔将专门搜集来自太阳系以及银河系,甚至数十亿光年远的外星系,像是新生的星系,天体的光线,和充实四个主要领域的研究:

在早期宇宙的星系形成和星系的演化;

恒星形成和它与星际介质的交互作用;

包括行星、彗星和卫星等太阳系内天体表面和大气层的化学成分;

整体宇宙的分子化学。

6、探测历程


赫谢尔撞击月球陨石坑

2009年5月14日,赫谢尔同欧洲航天局的普朗克飞行器一起,搭乘阿丽亚娜5运载火箭发射进入太空。这两个飞行器发射后便分离,直接嵌入到太阳—地球系统的第二个拉格朗日点。在发射后的4~6个月之间,Herschel将进入距离地球150万公里(93.2万英里)的L2拉格朗日点的李萨如轨道。进入轨道不需要操纵控制。每个月轨道会做些大致调整。试运转将持续大约6个月。正式运行将持续3年。

格林威治标准时间2013年6月17日12:25,在德国达姆施塔特,欧洲空间控制中心(ESOC)向赫歇尔空间望远镜发出了关闭通讯的最终指令。这段无线电指令发出后需要6秒钟的时间才能到达望远镜,之后,地面控制中心需要等待6秒钟才能确认通讯信号已经关闭。

7、探测发现


赫谢尔发现的太空氧分子

2009年6月,观测到M51漩涡星系神秘光线。

2009年10月24日,观测到老鹰星云(NGC6611)核心部位的恒星形成区,其中存在着大量的星际气体和尘埃。

2011年,赫谢尔空间望远镜首次在猎户座的三个红外波段上,首次发现每一区域大约每100万个氢分子中存在1个氧分子。

2011年,赫谢尔首次在太空中发现了带电的太空水。这种水与人们熟悉的固体冰、液态水和气态蒸气都不相同,属于一种新的水"态",其在地球上不会自然生成。

2011年5月,探测到在一些合并星系中心部位发出的超高速分子喷流,其中一些喷流的速度高达每秒1000公里,比地球上飓风快万倍。赫谢尔的观测显示,在一些拥有活动星系核(AGN)的星系中,这种强烈的星系飓风能吹散几乎所有的尘埃和气体物质,从而造成星系内部恒星形成过程停止,*黑洞也得不到新的物质补给。这项发现的意义在于,它第一次找到了科学家们一直在苦苦寻觅的,有关恒星新生过程和黑洞吸积的负反馈机制。

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