标题：赫歇尔太空望远镜
简介
“赫歇尔”太空望远镜是以英国天文学家威廉·赫歇尔的名字命名，它实际上是一台大型远红外线望远镜。“赫歇尔”望远镜造价10亿欧元，于2009年5月14日欧洲航天局两颗科学探测卫星“赫歇尔”和“普朗克”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，展开了充满未知的宇宙之旅。
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。6月14日，地面任务控制中心发送指令，命令“赫歇尔”打开用于保护敏感仪器免遭污染的舱门，于是，这个世界上最大的远红外太空望远镜“睁开了眼睛”。“赫歇尔”望远镜利用光电阵列和射谱仪(PACS)对涡旋星系(亦称M51)进行了探测。[1]
独特特点
赫歇尔空间望远镜将与普朗克空间望远镜协合工作
“赫歇尔”宽4米，高7.5米，是迄今为止人类发射的最大远红外线  协合工作望远镜。“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。在舱门打开以后，光电阵列和射谱仪可以立即对宇宙展开探索，而成像光谱与测光仪只有到2013年6月16日才开始展开首次观测，其探测目标可能包括太阳系中的天体以及远距离目标。
除了长就一双“慧眼”，“赫歇尔”望远镜还携带了约2000升超流体氦，后者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。
工作任务
为观星首开“完全窗口”
  多数宇宙星体以红外线波段释放能量，在可见波谱中呈现出黑色团状。在“赫歇尔”未投入工作之前，相关的宇宙红外线观测都是不完全的。欧航局专家认为，“赫歇尔”将与“普朗克”协同工作，揭开红外波谱天文学勘测的新篇章。 
地面上的望远镜无法有效地通过红外光线观测宇宙天体，原因是红外光线多数被地球大气层中的水雾所阻挡。其他太空望远镜仅能观测特定红外波段的范围，只能透过“模糊窗口”展示太空景象。而通过红外线波谱，“赫歇尔”提供了一个广泛观测宇宙的“透明窗口”，将能更好地探测宇宙中未曾观测到的物质。 
此行赴太空寻找“三宝”：水、氧气和婴儿恒星
在太阳系，“赫歇尔”将检测小行星、柯伊伯带和彗星，它们很可能是早期太阳系形成时的残留物质，可能掌握着包括地球在内的太阳系行星形成之初的原始物质比如水存在的痕迹。而“赫歇尔”的一个重要探测目标，就是在这些星体中发现水是否存在。同时，天文学家还期望通过“赫歇尔”发现另一种人类所熟知的分子——氧气。天文学家推测星际介质中大量存在着氧气，但至今没有任何观测仪器在星际中探测到氧气的存在。 
“赫歇尔”还将在银河系研究恒星形成区域，进而首次探索恒星早期形成历程和银河系中年轻恒星是如何形成的。通常婴儿恒星被包裹在寒冷气体和灰尘构成的“子宫”中，无法观测，但“赫歇尔”却能穿透灰尘云观测到。[2]
工作程序
欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭发射升空
望远镜直径3.5米的镜面采集的光线首次涌入其超低温仪器舱或低温恒温器。“赫歇尔”的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。2009年6月14日当天的指令要求“赫歇尔”打开舱门的两根螺栓，毋庸置疑是这次任务的一个里程碑时刻。 
SPIRE首席科学家马特·格里芬(Matt Griffin)教授说：“我们需要将盖子打开，否则我们无法看到天空，所以，这的确是一个重要事件。”SPIRE是安放在低温恒温器中的三套仪器之一。  欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭发射升空
巴黎航空展是展示欧洲航空航天事业发展的重大活动，届时，欧洲航天局和欧洲航天工业将一起庆祝他们的成就。“赫歇尔”任务展示是欧洲航天局展台的一个显著特征。巴黎航空展在布尔歇展览中心举行，从6月15月持续至19日，在交易期结束后，公众可以到场参观。科学家宣称，他们不久便准备公布“赫歇尔”望远镜拍摄的“黎明”照片。“赫歇尔”望远镜尚处于测试期，全面投入工作还需要几周时间。 
“赫歇尔”被看作是欧洲航天局的“旗舰”太空望远镜，在其全面展示能力之前，天文学家和公众必须要耐心等待。“赫歇尔”望远镜的镜面直径比美宇航局“哈勃”太空望远镜还大，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。这样一来，它就能穿透驱散可见波长的尘埃物质，探索宇宙中真正超低温的空间和物体——从正在诞生的新恒星云到太阳系中遥远的冰状彗星。 
对于观测这些现象的天文台来说，这同样要求它们处于超低温的工作环境。科学家利用超流体氦用以使其仪器温度接近“绝对零度”，即零下273摄氏度。他们是在一个被抽空的大箱子内进行这种操作的。这些仪器一直被锁定在低温恒温器的顶部，保持极冷状态，保护其免遭污染。在任务实施一个月左右以后，打开舱门才被认为是安全的。 
格里芬解释说：“发射到太空中的任何物体都会有一些水蒸汽和其他各种污染物——易挥发气体。在太空中，水蒸汽和这些挥发物会慢慢在茫茫蒸发掉。等待这种事情发生以及确保这些污染物不在低温恒温器中存活是必要之举。在低温恒温器中，它们可能会凝结于仪器的上面。”格里芬教授在英国卡迪夫大学任教。 
“赫歇尔”望远镜正在向一个距地球150公里远的观测位置进发，如今已完成了超过90%的路程。事实上，它与地球的距离十分理想，地面指令用不了5秒钟就能到达“赫歇尔”望远镜。根据控制人员探测到的“赫歇尔”温度略微升高和晃动等现象，表明舱门成功打开。[3]
探索成果
赫歇尔望远镜成功发第一条太空短信
“赫歇尔”太空望远镜是利用英国“斯皮尔”照相机并结合搭载其上的“帕斯”照相  赫歇尔望远镜成功发第一条太空短信机捕捉到银河系内恒星诞生照片的。“斯皮尔”照相机和“帕斯”照相机不仅揭示了银河系内部的新宇宙物质，还向宇航员提供了银河系内宇宙物质的信息，其中包括它们的质量、温度和成份，以及这些宇宙物质是否崩塌形成新的恒星。 
英国卡迪夫大学马特－格里芬(Matt Griffin)教授是负责“斯皮尔”照相机项目的首席科学家。他说：“我非常期望赫歇尔太空望远镜能够进行此类观测，结合使用两个照相机观测银河系是前所未有的。”格里芬还表示，“从技术角度讲，能如此好地观测银河系，观测结果的科学意义非常可观。”格里芬说：“银河系恒星的形成看起来是一个非常骚乱的进程。”这两个照相机拍摄的宇宙空间区域是从地球所看到的月球大小的16倍。 
卡迪夫大学德里克－沃德－汤普森(Derek Ward-Thompson)教授说：“这些图片细节之清晰、丰富令人非常震惊！我们从未观测到像这样的星际介质，它可能揭示我们以前从未看到过的神秘恒星形成过程。赫歇尔太空望远镜实现了我们的全部期望！” 
赫歇尔太空望远镜将系统地探测银河系
较大的区域，帮助天文学家揭开神秘的恒星形成过程。曾帮助建造斯皮尔照相机的该研究小组负责人皮特－哈格雷夫(Pete Hargrave)博士说：“当我看到这一美丽的太空情景时感到非常震惊！我们能够非常清晰地观测孕育恒星的宇宙物质。”[1]
赫歇尔空间天文台是首次采用手机网络进行数据传输的太空探测器
在赫歇尔成功发射刚两天时间，该空间天文台开启了它的遥感勘测下行线“高速模式”，并开始传输数据，这是第一次在太空中使用 “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。 
德国达姆施塔特市欧洲宇航局太空操控中心的赫歇尔－普朗克探测器飞行操作主管约翰－多兹沃思（John Dodsworth）说：“赫歇尔具有1.5 Mbps的测试传输速率，大约相当于家庭互联网连接速度。” 传统GSM手机网络的传输速率比GMSK稍低一些，但是两者采用的技术都是相同的。普朗克也采用GMSK系统进行数据传输，其数据传输能力将在该探测器试运行阶段进行。两个探测器将通过其科学仪器和机载分系统，利用GMSK基础的无线电线路进行数据传输。 
GSM标准是全球手机网络最普通的调制标准，已覆盖全球212个国家和地区的80%面积，不久该网络的信号将延伸至150万公里之遥，抵达“拉格朗日2点”深太空轨道范围。[4]
赫歇尔拍摄到仙女座星系的恒星形成区和低温尘埃物质
欧洲空间局的“赫歇尔”红外太空望远镜最新拍摄到著名的仙  赫歇尔太空望远镜进一步揭示仙女座大星系[5]女座大星系的高清晰度图像，漂亮的环形结构中充满了星际尘埃等物质，在“赫歇尔”望远镜的观测下呈现出漩涡状的特征。来自欧洲空间局的“赫歇尔”红外太空望远镜帮助科学家进一步揭示了仙女座大星系的细节结构，获得了最清晰的仙女星系图像，可分辨出其中美丽的螺旋式低温尘埃轨迹。
从仙女座星系整体结构上看，恒星形成区正逐渐向外侧移动，但是这个过程是相当缓慢的，图像中的恒星形成区如同明亮的小点嵌入到巨大的环形尘埃带中。“赫歇尔”空间望远镜配备了图像光敏阵列相机与光谱仪、光谱与测光成像接收器，这些仪器的数据为科学家们提供了高清晰度的仙女座星系图像，在图中蓝色或者白色的区域，就是最为活跃的恒星形成区，而较暗的红色和橙色区域则是温度较低的寒冷区域。[5]
中国协作
赫歇尔（Herschel）红外空间天文台是欧洲空间局所研制的最复杂的空间设备，有效寿命预计为3-4年，将成为世界顶尖级的大型空间天文台。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。
退役日期
2013年三月底