INFRARED — TECHNICAL FIELD GUIDE / ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК
PHASEPRE-LAUNCH
TARGET—
STATUS—
РИС. 00 — ТЕЛЕСКОП, КОТОРЫЙ ДОЛЖЕН БЫТЬ ХОЛОДНЕЕ СВОИХ ЦЕЛЕЙ 2003 → 2020

ИНФРАКРАСНЫЙ
ПОЛЕВОЙ СПРАВОЧНИК ПО ТЕЛЕСКОПУ «СПИТЦЕР»

Десять глав о последней из «Больших обсерваторий» NASA: инфракрасном телескопе, охлаждённом до нескольких градусов выше абсолютного нуля и выведенном на орбиту, медленно уходящую от Земли, чтобы избежать её тепла, — и который после того, как закончился хладагент, тихо переизобрёл себя и проработал ещё одиннадцать лет, достаточно, чтобы помочь подтвердить семь планет у другой звезды. Пролистайте вниз, чтобы начать.

НАЧАТЬ — ГЛАВА 01 →
CH.01 / 10 — ЧТО ПОКАЗЫВАЕТ ИНФРАКРАСНЫЙ СВЕТ

Холодное, пыльное и очень далёкое

Инфракрасный свет проходит сквозь пылевые облака, задерживающие видимый свет, поэтому «Спитцер» мог заглянуть внутрь «яслей», где рождаются звёзды и планеты. Он также видит объекты, слишком холодные, чтобы светиться в видимом диапазоне, — коричневые карлики, планеты, пылевые диски из обломков — и свет древнейших галактик, растянутый в инфракрасную область расширением Вселенной.[1]

Загвоздка: всё тёплое светится в инфракрасном, включая сам телескоп. Прибор комнатной температуры, пытающийся увидеть слабое космическое тепло, — это как фотографировать свечу внутри печи.

CH.02 / 10 — ЗАПУСК: ПОСЛЕДНЯЯ «БОЛЬШАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ»

Назван в честь человека, впервые предложившего телескопы в космосе

«Спитцер» стартовал на ракете Delta II 25 августа 2003 года, став четвёртым и последним участником программы «Больших обсерваторий» NASA.[1] Он назван в честь Лаймана Спитцера, астрофизика, предложившего орбитальные обсерватории в 1946 году и десятилетиями продвигавшего то, что стало космическим телескопом «Хаббл».

CH.03 / 10 — ОРБИТА, УХОДЯЩАЯ ОТ ДОМА

Следуя за Землёй вокруг Солнца, отставая понемногу каждый год

Вместо того чтобы обращаться вокруг Земли, «Спитцер» был выведен на собственную орбиту вокруг Солнца, следуя чуть позади планеты и уходя примерно на 0,1 астрономической единицы в год.[2] Вдали от отражённого тепла и тёплого свечения Земли телескоп мог остывать в основном сам, экономя драгоценный хладагент.

Плата за этот приём проявлялась медленно: с годами «Спитцер» отстал от Земли настолько, что наводить антенну на дом и передавать данные становилось всё труднее.

CH.04 / 10 — УСТРОЙСТВО «СПИТЦЕРА»

Небольшое зеркало, три прибора и бак жидкого гелия

Зеркало «Спитцера» всего 85 см в поперечнике — скромное, потому что в инфракрасном диапазоне небольшое холодное зеркало лучше большого тёплого. Почти вся хитрость аппарата — в том, чтобы удерживать его холодным. Выберите компонент.

CH.05 / 10 — САМАЯ ХОЛОДНАЯ ЧАСТЬ МИССИИ БЫЛА САМОЙ ТРУДНОЙ

Сверхтекучий гелий и конструкция, опиравшаяся на пустое пространство

«Спитцер» нёс около 360 литров жидкого гелия, поддерживаемого в сверхтекучем состоянии вблизи 1,4 кельвина, чтобы поглощать любой след тепла, доходящий до приборов.[2] Орбита, следующая за Землёй, и обращённый к Солнцу экран выполняли такую часть охлаждения пассивно, что гелия хватило гораздо дольше, чем рисковали обещать проектировщики, — почти на шесть лет вместо гарантированных двух с половиной.

CH.06 / 10 — ЧТО ПРОИЗОШЛО, КОГДА ЗАКОНЧИЛСЯ ГЕЛИЙ

«Тёплый» означало 28 градусов выше абсолютного нуля

Гелий выкипел 15 мая 2009 года. Телескоп нагрелся примерно до 28 К — по-прежнему лютый холод, но слишком тепло для длинноволновых приборов. Однако два самых коротковолновых канала камеры IRAC продолжали работать безупречно.[1] NASA начало «тёплую миссию „Спитцера“», которая длилась ещё десятилетие и дала одни из самых цитируемых результатов обсерватории.

CH.07 / 10 — СЕМЬ МИРОВ РАЗМЕРОМ С ЗЕМЛЮ У ОДНОЙ МАЛЕНЬКОЙ ЗВЕЗДЫ

«Тёплый» телескоп смотрел на один красный карлик 500 часов подряд

«Спитцер» уже вошёл в историю в 2005 году, участвуя в первом обнаружении света от планеты у другой звезды. Его знаковый результат по экзопланетам пришёл в 2017 году: непрерывное 500-часовое наблюдение тусклой звезды TRAPPIST-1, подтвердившее семь планет примерно земного размера и точно определившее их орбиты, несколько из них — в диапазоне, где могла бы существовать жидкая вода.[3]

CH.08 / 10 — ОТ КРУПНЕЙШЕГО КОЛЬЦА САТУРНА ДО РАННЕЙ ВСЕЛЕННОЙ

Тот же прибор, что взвешивает холодную пыль, находит её повсюду

В 2009 году «Спитцер» открыл огромное слабое кольцо холодной пыли вокруг Сатурна — намного больше всех ярких колец вместе взятых, невидимое нигде, кроме дальнего инфракрасного диапазона.[1] На другом конце шкалы расстояний «Спитцер» вместе с «Хабблом» обследовал глубокие поля, улавливая инфракрасное свечение галактик, какими они были в первый миллиард лет после Большого взрыва.

CH.09 / 10 — ШЕСТНАДЦАТЬ ЛЕТ — И НАМЕРЕННОЕ ВЫКЛЮЧЕНИЕ

Выключен ещё работающим, потому что наводиться на дом стало слишком трудно

К 2020 году «Спитцер» отстал от Земли настолько, что передача данных требовала разворота аппарата в положение, при котором перегревалась его электроника, а солнечные панели отворачивались от Солнца. 30 января 2020 года, спустя более шестнадцати лет — при основной миссии в два с половиной года — NASA перевело его в постоянный безопасный режим.[1] Он по-прежнему летит вокруг Солнца, молча, медленно обгоняя Землю по кругу.

0.85 m
ДИАМЕТР ЗЕРКАЛА
16.5 yr
ОБЩИЙ СРОК МИССИИ
1.4 K
ТЕМПЕРАТУРА «ХОЛОДНОЙ» МИССИИ
CH.10 / 10 — НАСЛЕДИЕ

Звено в цепочке всё более холодных глаз

Инфракрасная астрономия из космоса — это эстафета: каждая миссия ограничена тем, насколько холодной она может оставаться и как долго. «Спитцер» пробежал средний этап и передал самые глубокие инфракрасные вопросы куда более крупному преемнику.

CH.11 / 11 — ИСТОЧНИКИ

Источники, на которые ссылается этот справочник

Номера в квадратных скобках в тексте выше соответствуют источникам ниже.