Lanzamiento de Planck, 14 Mayo 2009…”A tous, de DDO – attention pour le décompte final!”

Herschel sobre Planck

Herschel sobre Planck

“A tous, de DDO – attention pour le décompte final!” estás son las palabras que esperamos escuchar dentro de pocos días (el lanzamiento se ha retrasado al 14 de mayo), antes de iniciar la cuenta atrás, los últimos diez segundos antes de la ignición del Ariane 5 que llevará a Herschel y Planck a L2 del sistema Sol-Tierra. Muchos preparativos deben llevarse a cabo para poder escuchar esas palabras.  Principalmente por parte de ESOC, el Centro Europeo de Operaciones Espaciales en Darmstadt, Alemania.  Es ahí donde se calculan las órbitas y la trayectoria de los satélites.

En el caso de Herschel y Planck, su destino es L2, el punto de Lagrange a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra en la dirección contraria al Sol.  Para llegar a este punto, Planck y Herschel seguirán una trayectoria que culminará en las cercanías de L2, para el caso de Planck, se tendrá que operar el satélite para insertarlo en una órbita de Lissanjous alrededor de L2.  Mencionamos en el último post que L2 es inestable por lo que Planck tendrá que maniobrar para permanecer en L2, o mejor dicho, alrededor de L2.  Además, Planck girará sobre su eje a una revolución por minuto, esto combinado con la traslación alrededor del Sol, permitirá que en algo más de 6 meses Planck observe el cielo completamente. Esto lo hará al menos dos veces, aunque esperamos que pueda hacerlo tres. Alguien podría preguntar, y ¿por qué no dejarlo girar mucho más y obtener mejores resultados? Es una buena pregunta, WMAP (uno de los precursores de Planck en observaciones del CMB), lleva más de 5 años en L2 observando el cielo. A diferencia de WMAP, los instrumentos de Planck se refrigeran de forma activa además de la refrigeración pasiva (por radiadores), mientras que WMAP se refrigeraban solamente de forma pasiva; esto implica un consumo en el “refrigerante” que limita la vida de Planck.

Ahora que llegamos a L2 y empezamos un poco a describir Planck, será mejor hacerlo de forma sistemática:

Planck está compuesto por dos instrumentos, uno que funciona a frecuencias bajas (30, 44 y 70 GHz), llamado LFI (Low Frequency Instrument) y el otro a frecuencias altas (100, 143, 217, 353, 545 y 857 GHz), llamado HFI (High Frequency Instrument). Las tecnologías detrás de cada instrumento son bastante diferentes, pero complementarias.

El LFI está compuesto por radiómetros basados en amplificadores HEMT (High Electron Mobility Transistor) en las mencionadas frecuencias de 30, 44 y 70 GHz, refrigerados a una temperatura de 18K. El HFI consiste en conjuntos (“arrays”) de bolómetros refrigerados a ~100mK.

La cadena de refrigeración capaz de alcanzar las temperaturas necesarias para la operación de los instrumentos es bastante compleja. Está formada por un “sorption cooler” (el principio de refrigeración está basado en la capacidad de absorción de gases, en este caso hidrógeno) que baja la temperatura a ~20K; que se utiliza para refrigerar el LFI (20K) y el plano focal del HFI (18K). A continuación un refrigerador Joule-Thomson con compresores mecánicos  se utiliza para alcanzar la etapa de 4K; utilizada para la fuente de referencia del LFI y como etapa previa al refrigerado por dilución (3He4He) de ciclo abierto que proporciona los 100mK.

Los refrigeradores de 100mK utilizan un nuevo principio de dilución basado en la fricción que no necesita de la gravedad para operar, que lo hace propicio para aplicaciones espaciales. Fue desarrollado en el Centro de Investigación de Temperaturas Ultra Bajas (CRTBT) en Grenoble (Francia).  La capacidad de almacenaje de gas es suficiente para 30 meses de operación.

En el siguiente post, la descripción de LFI y HFI.  A ver si llegamos a la ciencia de una vez!!!

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