Avaruuskaukoputki Herschelin toiminta päättyi

Herschel-avaruusobservatorio teki havaintoja
kaukopuinfrapunaisilla aallonpituuksilla.
Kuva ESA.

Infrapuna- ja submillimetriaalltoja havainnut Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Herschel-avaruuskaukoputken toiminta on päättynyt. Sen viimeinen heliumpisara tuli käytettyä 29. päivänä ja sen jälkeen kaukoputken kriittiset ovat alkaneet lämmetä. Lämpiämisen seurauksena kaukoputki ei pysty enää ”näkemään” kohteitaan, joten sille ei enää ole käyttö tieteellisissä havainnoissa.

Herschel laukaistiin avaruuteen yhdessä Planck-observatorion kanssa toukokuun 14. päivänä vuonna 2009. Avaruuteen päästyään, observatoriot vapautettiin kantoraketistaan ja ne matkasivat kumpikin erikseen Lagangen pisteeseen¹ L2 maapallon yöpuolella. Piste sijaitsee noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä maapallosta. Lagrangen pisteitä on kaikkiaan viisi Maa–Aurinko-järjestelmässä. Pisteiden erikoisuuksia on se, että niiden läheisyydessä luotaimet voivat kiertää ns. haloradalla² ilman, että tarvitsee käyttää suuria määri ohjauspolttoaineita.

Herschelin instrumentit on sijoitettu jättimäiseen termospulloon, jonka sisältöä jäähdytettiin aktiivisesti nestemäisellä heliumilla. Heliumin haihtuessa se sitoo havaintoinstrumenttien tuottaman lämmön ja näin se piti ne lämpötilaltaan lähes absoluuttisessa nollapisteessä. Jäähdyttäminen oli tarpeen, sillä muutoin avaruusobservatorio ei olisi pystynyt valokuvaamaan maailmankaikkeutta kaukoinfrapunaisen ja submillimetrisäteilyn aallonpituuksilla.

Heliumin loputtua (sitä oli kaikkiaan 2 900 litraa) laitteisto ei pysy lämpötilaltaan vaaditulla alhaisessa arvossaan, vaan kohoaa hyvinkin nopeasti elektroniikan tuottamasta lämmöstä johtuen. Vaikka laitteisto sinällään olisikin toimintakuntoinen, kohonnut lämpötila estää havainnot, sillä havaintolaiteet itsessään tuottavat säteilyä juuri havaintojen aallonpituudella.

Herschelin käyttöhenkilökunta tekee lähipäivinä valmisteluja observatorion siirtämiseksi Aurinkoa kiertävälle radalle. Radalla se lähestyy maapalloa vasta useiden satojen vuosien kuluttua. Siirto on välttämätön, sillä Lagrangen pisteiden tarjoama luonnonvara on hyvin vähäinen, haloradoille on mahdollista sijoittaa vain muutama observatorio samanaikaisesti.

Herschell on ollut toiminta-aikanaan suurin avaruuteen sijoitettu observatorio. Sen pääpeilin halkaisija on 3,5 metriä ja se sekä apupeili on valmistettu piikarbidista. Piikarbidi on erittäin kestävä ja muotonsa säilyttävä keraaminen materiaali, joka soveltuu erittäin hyvin peilien pohjamateriaaliksi. Mielenkiintoista on se, että molemmat Herschelin peilit on kiillottanut Opeteon Suomesta. Yrityksen toimitilat sijaitsevat Tuorlassa lähellä Turkua.

Internetistä Herschelistä löytyy lisää aineistoa tästä linkistä.

---

[1] Lagrangen pisteet ovat seurausta tähtitieteessä tunnetusta ns. kolmen kappaleen probleemasta. Nämä kolme kappaletta ovat tässä tapauksessa Aurinko, Maa ja avaruusluotain. Pisteitä on kaikkiaan viisi, joista kolme (L1–L3) on Aurinko–Maa suoralla ja kaksi (L4 ja L5) Maan radalla siten, että niissä oleva luotain muodostaa tasasivuisen kolmion Auringon ja Maan kanssa. Pisteiden numerointi voi poiketa alan kirjallisuudessa tässä esitetystä.

Pisteet L1–L3 ovat epävakaita, joten pienikin gravitaatiohäiriö voi suistaa sinne sijoitetun kappaleen pisteistä pois. Tästä syystä pisteisiin L1 ja L2 sijoitettua luotainta täytyy jonkin verran ohjata, jotta se pysyisi radallaan.

Pisteet L4 ja L5 ovat vakaita ja niihin sijoittuneet kappaleet pysyvät sijoituspaikassaan. Näihin pisteisiin on myös kertynyt luonnollisia kiertolaisia, joita kutsutaan troijalaisiksi. Erityisesti Jupiterin troijalaiset ovat tunnettuja asteroideja, mutta muillakin planeetoilla on ainakin jonkinlaisia kivenlohkareita vastaavissa pisteissä.

Maapallon L1- ja L2-pisteet ovat edullisia avaruusobservatorioiden sijoituspaikkoja. L1-pisteessä Maan ja Auringon välissä on sijoitettuna aurinko-observatoriot SOHO ja SDO. Maapallon yöpuolelle olevaan L2-pisteeseen on vielä tällä hetkellä sijoitettu Herschel- ja Plank-observatoriot, mutta myöhemmin sinne sijoitetaan Nasan JWST-observatorio.

[2] Halorata on ympyrän tai ellipsin muotoinen rata, jonka keskipisteessä ei ole mitään kappaletta jota keinotekoinen luotain kiertäisi. Haloradat ovat mahdollisia vain Lagrangen pisteiden läheisyydessä.