普朗克望远镜

搜寻宇宙之源的欧洲“眼睛”

宇宙探测器“赫歇尔”5 月14 日被发射升空，这是欧洲航天局迄今为止发射的单枚火箭中最有价值的载荷，也是世界上最大的宇宙探测器。进入太空轨道后，这枚探测器将精确测量宇宙中一些更长的光波，这些测量数据会帮助科学家搜寻到一些宇宙起源的信息。

文/ 杨孝文

5 月14 日，阿丽亚娜5 号火箭于格林尼治时间13 时12 分在法属圭亚那的库鲁太空发射场发射升空，飞行时间持续不到半小时。

搭载的两部太空望远镜——世界上最大的“赫歇尔” 宇宙探测器和“普朗克”望远镜与火箭刚一分离，德国任务控制人员就和位于印度洋上空的望远镜取得了联系。随后，澳大利亚地面站捕获了望远镜发出的信号，令参加这一项目的科研人员兴奋不已。

最大的天文望远镜

这两个“联体”望远镜总成本为19亿欧元，这也是欧洲航天局迄今为止发射的单枚火箭中最有价值的载荷。

穿过地球大气层后进入太空轨道，这只是这两颗天文卫星长途旅程的第一阶段；今后它们将经过2 到3 个月到达距地球约150 万公里的观测位置。工程师们将在这一过程中检查子系统，并正式启用望远镜仪器。控制人员必须做的事情之一是获得望远镜轨道的准确数据。“阿丽亚娜”是非常优秀的火箭，但两颗卫星需要修正它们的飞行路线以确保进入预定轨道。

“赫歇尔”主镜直径为3.5 米，是哈勃望远镜主镜的1.5 倍，是迄今为止进入太空的最大望远镜。一般而言，这么大的卫星已不适于送入太空，但赫歇尔的镜子实际只有350 公斤，因为它是由一种新的化学材料金刚砂制成的。

观测数十亿光年远的年轻星系

18 世纪的伟大天文学家威廉.赫歇尔(William Herschel) 可能会对这个以他的名字命名的望远镜感到吃惊。很显然，这部新天文望远镜也让欧洲航天局感到非常自豪。该局已经在这项太空探索活动上耗费20 多年时间。欧洲航天局赫歇尔太空天文台项目经理托马斯.帕斯夫戈尔说：“这个反射镜是一个巨大的元件，是迄今为止利用金刚砂制成的最大的元件。它非常坚硬，但是比玻璃轻得多，而且它的性能非常好。”

赫歇尔望远镜是检测远红外线和亚毫米级光波的高精度仪器，可透过气尘看到刚诞生的恒星。这种红外线能力还让赫歇尔卫星可以窥视太空，观测数十亿光年远的年轻星系。在宇宙历史上，这是恒星形成最多的时期。欧洲航天局赫歇尔项目科学家格伦.皮波拉特表示：“赫歇尔将帮我们更好地理解当前恒星的形成方式，因此，它将间接帮助我们理解太阳和太阳系是如何形成的。”

哈勃太空望远镜是通过可见光观察宇宙，而赫歇尔望远镜跟它不一样。赫歇尔将通过波长更长的光线—远红外线，以亚毫米的清晰度观测宇宙。这些使赫歇尔望远镜可以透过分散在可见光范围内的尘埃，观察宇宙中真正寒冷的地方和天体，这些包括从诞生新恒星的云团到远离太阳系的冰彗星，可谓五花八门，种类繁多。虽然这些目标物中的一部分极其寒冷，温度大约从零下268 摄氏度到零下223摄氏度，但是赫歇尔望远镜要想记录下它们，它自己甚至需要具备更加寒冷的状态。

处于“绝对零度”的环境里

要满足上述要求，它必须使用低温保持器。低温保持器看起来就像一个巨大的“热水瓶”，它里面盛有2000 升液氦，这个系统将使赫歇尔望远镜的科学家仪器处于接受零下273 摄氏度的环境中。

这是一个“绝对零度”，不可能有比这更低的冷却温度。赫歇尔斯皮尔仪器组的马特.格里芬教授解释说：“我们要观察所有温暖天体发出的长光波，所以我们需要尽量冷却望远镜和仪器，否则我们好不容易从太空中探测到的微弱信号就会被望远镜本身的辐射完全淹没。”

成像光谱与测光仪（简称SPIRE）是构成赫歇尔望远镜的三个仪器中的一个，负责研制这个仪器的是一个国际团队。赫歇尔望远镜的另外两个仪器分别是远红外外差接收机（简称HIFI）和光电阵列和射谱仪（简称PACS）。利用这些仪器，赫歇尔望远镜可以在从55 微米到672 微米的波长范围内对宇宙进行研究，其中包括迄今为止轨道望远镜一直无法观察到的一个波段。

寻找宇宙“最老的光”

“普朗克”是一部勘测望远镜。它将勘测天空中甚至更长的光波—电磁波频谱微波。它将进行有史以来最精确的宇宙微波背景测量。宇宙微波背景是宇宙中“最老的光”，它形成于宇宙大爆炸后大约38 万年。科学家称，这种古代热能中存在温度变化，可能有助于他们理解宇宙的早期结构。

“普朗克”将是继美国宇航局的COBE 和WMAP 卫星之后探索宇宙微波背景的第三艘飞船。欧洲航天局负责这项任务的科学家詹.图博解释说：“普朗克有迄今为止所有探测器中最敏锐的视觉，有最灵敏的仪器和最宽的频波，因此，它将在探测宇宙方面迈出一大步。它将以非常高的精度让我们探究宇宙的所有基础特征——年龄、成分、如何演变以及宇宙几何学等。”

普朗克研究员、英国剑桥大学的乔治.埃斯塔图教授认为，这部望远镜定能获得新发现。他说：“我们将探究之前从未研究过的一些物理学中非常非常不确定的东西。我们可能发现宇宙大爆炸之前的信号，或者，我们可能找到另一个宇宙的信号，然后我们会搞到实验证据：我们的宇宙是多元宇宙的一部分。”