Herschel-teleskooppi

Avaruussukkula Atlantiksen laukaisualusta on laakista vielä kuuma, mutta fyysikkojen, tähtitieteilijöiden ja kosmologien katseet kohdistuvat jo seuraavaan laukaisuun torstaina. Euroopan avaruusjärjestö ESA lähettää tällä kertaa avaruuteen samalla Ariane-raketilla kaksi jättiläiskokoista teleskooppia, Herschelin ja Planckin. Tarkoituksena ei ole korvata jo legendaariseksi tullutta Hubblea vaan täydentää sen antamaa kuvaa maailmankaikkeudesta. Herschel ja Planck ovat sekä hinnaltaan että tieteelliseltä merkitykseltään ESA:n suurimpia ja haastellisimpia projekteja ja, jos laukaisu onnistuu, Ariane-kantoraketin finest hour.

Tämän projektin hintalappu on yli kaksi miljardia euroa. Jos sen pistää johonkin asiayhteyteen, niin se on pikkasen CERN:in LHC-hiukkaskiihdytintä halvempi, mutta suurin piirtein yhtä kallis kuin Hubble, jos kalliita remppauskeikkoja ei lasketa. Ja veronmaksajathan tämän suurimmaksi osaksi ovat kustantaneet. Fyysikot ja astronomit kiittävät! Hintalappu olisi ollut vieläkin suurempi, jos Herschel ja Planck olisi laukaistu erikseen. Nyt kysymyksessä on siis tupla tai kuitti. Projektissa mukana olevat ja siitä hyötyvät tuhannet tiedemiehet ovat siis hermona ja Ariane-tiimikin varmaan pureksii kyntensä lyhyiksi hermostuksissaan, sillä Arianella ei tämänkaltaista laukaisua olla koskaan ennen tehty. Jos laaki menee pieleen niin jokaisen eurooppalaisen veronmaksajan lompakossa palaa kympin seteli.

Herschel on päälle kolmen tonnin painoinen jööti ja se on nimetty Uranus planeetan löytäjän Sir William Herschelin mukaan. Toisin kuin Hubble ja useat muut Maan päällä toimivat teleskoopit, Herschelin ei kuvaa avaruutta näkyvän valon aallonpituuksilla vaan infrapunasäteilyn (eli lämpösäteilyn) alueella. Infrapunateleskoopista on monta hyötyä. Sillä voi nähdä maailmankaikkeuden kylmimpiä kohteita, jotka eivät säteile näkyvää valoa eli teleskooppi on vähän kuin yöllä käytettävä infrapunakamera. Lisäksi infrapunasäteily siroaa pölystä vähemmän kuin näkyvä valo, joten Herschel näkee pölypilvien taakse. Herschel näkee myös avaruuden kaukaisimpia kohteita, koska big bangin aiheuttama avaruuden laajeneminen työntää hyvin kaukaisista kohteista tulevan valon infrapunataajuuksien puolelle doppler-ilmiön takia.

Herschel näkee siis sellaista mitä Hubble ei koskaan pysty näkemään. Mutta tällä edulla on hintansa: Herschel on teknisesti paljon monimutkaisempi kuin Hubble, koska vaatimus infrapunasäteilyn mittaamisesta tarkoittaa sitä, että teleskooppia ei voida vain lykätä matalimmalle mahdolliselle kiertoradalle. Kaikki lämpimät kohteet lähettävät infrapunasäteilyä ja Maan ja Auringon lämpösäteily pilaisivat havainnot. Herschel lähetetään sellaiseen pisteeseen, jossa se on kaukana Maasta, mutta kiertää Maan kanssa samaa tahtia Auringon ympäri. Tämä piste on tunnettu nimellä Lagrangen toinen piste eli L2. Herschelin parkkeeraaminen sinne on aika kinkkinen operaatio, mutta sekään ei vielä takaa yksistään hyviä havaintoja. Teleskoopin käyttölämpötila avaruudessa tulee olemaan noin 70 K (eli -203°C), mutta sekin on aivan liian korkea. Teleskoopin oma lämpösäteily riittäisi sotkemaan havainnot. Ongelma on sama kuin jos Hubblen kamerassa CCD-kennot olisivat niin lämpimiä, että ne hehkuisivat näkyvää valoa. Eihän sellaisilla kennoilla voisi kuvata mitään. Ratkaisu ongelmaan on se, että Herschelissä infrapunakamerat viilennetään avaruuttakin kylmemmiksi nestemäisellä heliumilla. Tavallinen nestehelium ei sekään käy koska se on liian ”lämmintä” (4.2 K). Heliumia jäähdytetään lisää aina 2.2 K lämpöön eli -271°C, jossa tapahtuu jotain maagista. Tavishelium muuttuu helium-kakkosena tunnetuksi supranesteeksi, oudosti käyttäytyväksi kvanttimömmöksi, joka muun muassa ryömii esteettä ulos kaikista astioista, joita ei ole tiukasti suljettu ja sinetöity. Lisäksi pyörivä supraneste pyörii kitkattomasti aina maailmanloppuun saakka. Herschelin mukana lähetetään iso pönttö (2300 litraa) tuota helium-II nestettä, joka sitten höyrystyy tasaista vauhtia avaruudessa. Kun pönttö on tyhjä noin kolmen vuoden päästä Herschel muuttuu valitettavasti käyttökelvottomaksi.

Herschel-teleskoopin pääpeili on 3.4 metrin mittainen ja laukaisun jälkeen se tulee olemaan suurin avaruudessa oleva peili, jonka rinnalla Hubblen 2.4 metrinen peili näyttää kääpiöltä. Optinen järjestelmä on Cassegrain-teleskooppi, jonka polttoväli on 28500 mm ja valovoima valtava f/8.7. Tälläistä linssiä ei taida löytyä Canonin L-sarjastakaan. Hubblen vastaavat luvut ovat 57600 mm ja f/24. Jos nyt Hubblesta on se hyöty, että kansalaiset saavat julisteina seinilleen kivoja kuvia kaukaisista galakseista ja supernovan jämistä niin Herschelin false-colour kuvista saanee kyllä niistäkin näyttäviä julisteita, mutta kenties vähän surrealistisempia sellaisia.

Laakia voi katsoa torstaina Arianespace:n sivulta joskus neljän ja viiden välillä iltapäivällä.

Advertisements

One response to “Herschel-teleskooppi

  1. Päivitysilmoitus: Herschel & Planck lähtökuopissaan « Merkintöjä·

Kommentointi on suljettu.