Misje satelitarne Planck i Herschel gotowe do lotu

PLANCK

Rzecznik UW wyjaśnia, że celem misji Planck, nazwanej tak na cześć niemieckiego fizyka Maxa Plancka, jest uzyskanie odpowiedzi na fundamentalne pytania na temat początków i ostatecznego losu Wszechświata. Ma się ona "zagłębić" w przeszłość aż do momentu ok. 400 tysięcy lat po Wielkim Wybuchu - uznawanym za początek znanego nam Wszechświata i - według obecnego stanu wiedzy - nastąpił około 14 miliardów lat temu.

Planck wykona najprecyzyjniejsze dotychczas pomiary poświaty całego nieba w zakresie mikrofal kosmicznego promieniowania tła. Jak tłumaczą specjaliści, promieniowanie to jest pozostałością po wczesnej fazie rozwoju Wszechświata, gdy był on zdominowany przez gorącą mieszaninę cząstek, która, ekspandując i stygnąc, przekształciła się w znaną nam współcześnie formę kosmosu. Mierząc mikroskopijne (rzędu kilku części na milion) zmiany temperatury i polaryzacji promieniowania tła w zależności od kierunku na niebie, Planck pozwoli na pierwsze w historii uściślenie lub wyznaczenie takich charakterystyk Wszechświata, jak jego wiek, skład, masa i geometria.

Misja odpowiadać będzie m.in za wykonanie pomiarów anizotropii mikrofalowego promieniowania tła w celu określenia podstawowych parametrów Wszechświata (np. krzywizny, stałej Hubblea i gęstości barionów z dokładnością kilku procent), zweryfikowanie inflacyjnych modeli młodego Wszechświata, wykrycie charakterystycznych śladów w promieniowaniu reliktowym wytworzonych przez błędy topologii, wykonanie pomiarów amplitudy promieniowania reliktowego i efektu Sunyaeva-Zeldovicha oraz określenie zależności pomiędzy tym efektem, a temperaturą gazu w gromadach galaktyk, co dostarczy ważnych informacji na temat formowania się gęstości masy we Wszechświecie i jego struktury.

Pozyskane dane zostaną wykorzystane przy analizie wielu zagadnień - od badania ciemnej materii do określenia stopnia zakrzywienia przestrzeni. Naukowcy mają nadzieję, że pomogą one m.in. w sformułowaniu nowej teorii formowania się struktur Wszechświata i wyjaśnieniu niektórych zagadek ciemnej materii. Dostarczą też nowych informacji o budowie i ewolucji gromad galaktyk oraz o średniej gęstości masy we Wszechświecie.

Planck wyposażony jest w niezwykle czułe instrumenty pomiarowe. Składa się z dwóch głównych elementów - ładunku (teleskop + aparatura) i modułu serwisowego (systemy zasilania, łączności i sterowania, czujniki Słońca i gwiazd, silniki rakietowe). W budowie tych podzespołów oraz tworzeniu narzędzi do analizy dostarczonych przez nią danych brali udział inżynierowie i naukowcy z ESA, NASA oraz Caltech Jet Propulsion Laboratory Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego. Jednym z członków tej ostatniej grupy był zaś Polak - profesor Krzysztof M. Górski, na co dzień pracujący w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego.

"Prof. Górski jest koordynatorem amerykańskiej grupy naukowej, która będzie współuczestniczyć w analizie danych i interpretacji pomiarów misji Planck" - wyjaśnia Anna Korzekwa. Jak dodaje, uprzednio profesor uczestniczył w badaniach kosmicznego promieniowania tła w trakcie misji satelity COBE, której wyniki zostały wyróżnione Nagrodą Nobla w 2006 r. dla kierowników zespołu - J. Mathera, and G. Smoota.

Całkowity koszt misji Planck wynosi około 600 milionów euro. Dodatkowe informacje na jej temat można znaleźć pod adresem: http://planck.caltech.edu

HERSCHNEL

W tym samym co Planck locie w przestrzeń kosmiczną wyniesiona zostanie również drugi satelita ESA - Herschel, w budowie którego także aktywnie uczestniczyli naukowcy z Polski. Celem tej misji są obserwacje kosmosu w zakresie fal podczerwonych i submilimetrowych. Zakres ten nie był dotychczas wykorzystywany w astrofizyce obserwacyjnej ze względu na nieprzezroczystość atmosfery na tych długościach fal.

Na pokładzie satelity znajdować się będzie gigantyczny teleskop o średnicy 3,5 m - największy, jaki kiedykolwiek poleciał w kosmos. Podstawowym jego zadaniem będzie badanie procesu formowania się galaktyk przed miliardami lat, śledzenie narodzin gwiazd oraz ich chemicznych reakcji z otoczeniem, a także obserwacje komet, planet i ich księżyców.

Teleskop zostanie umieszczony 1,5 mln km od Ziemi - w jednym z tzw. punktów Lagrange'a, w których znoszą się siły grawitacyjne Ziemi i Słońca, co pozwoli utrzymać go w stabilnej pozycji. Będzie obserwował niebo przez 3 lata, aż do wyczerpania się zapasów helu używanego jako chłodziwo detektorów obrazu.

W budowie ważnych elementów teleskopu Herschel brali udział uczeni z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Wspólnie z Max Planck Institut fur Radioastronomie z Bonn, Jet Propulsion Laboratory z Pasadeny oraz Canadian Space Agency wykonali oni podzespoły dla HIFI (Heterodyne Instrument for Far Infrared) - największego urządzenia na pokładzie misji, którego zadaniem będzie uzyskiwanie obrazów wysokiej rozdzielczości w zakresie fal podczerwonych.

HFI umożliwi wykonywanie pomiarów w zakresie 100-857 GHz, w 6 pasmach częstotliwości scentrowanych. W skład instrumentu wchodzą: system płaszczyzny ogniskowej (HFI Focal Plane Unit), elektronika (HFI Electronics), jednostka obróbki danych (Data Processing Unit), chłodziarki (HFI Coolers) oraz rury łączące różne systemy. Detektorami tego instrumentu są bolometry (łącznie jest ich 56) - przyrządy do pomiaru energii przenoszonej przez promieniowanie w jak najszerszym zakresie długości fal.

W przygotowaniu programu naukowego misji brali natomiast udział fizycy z Centrum Astronomicznego Mikołaja Kopernika PAN. W późniejszych etapach projektu będą oni również uczestniczyć w opracowywaniu danych z satelity.

Całkowity koszt misji to około 1,1 miliarda euro.

Więcej informacji o Herschnel znajduje się na stronie internetowej: http://sci.esa.int/science- e/www/area/index.cfm?fareaid=16(PAP)