欧洲空间局新的红外线空间天文台——“欧洲哈勃望远镜”——专门用来揭示“隐藏的宇宙”。

欧洲空间局红外线空间天文台（ISO）'定于11月中旬发射，期望它揭示组成“隐藏的宇宙”的成千上万种天体——这个宇宙的特点是，只发出红外光，而且是在轨道上运行的其它望远镜无法观测的。

欧洲空间局科研负责人罗杰 · 邦内特（Roger Bonnet）称此项耗资10亿美元的任务是红外线天文学的“欧洲哈勃望远镜”。

定于11月10日用阿丽亚娜44P型运载火箭将此红外线空间天文台从法属圭亚那寇柔（Kourou）基地发射上天。

美国的航空航天局和日本的空间与宇航科学研究院也积极参与此项任务的科研作业。

欧洲空间局项目科学家马丁 · 凯塞勒（Martin Kesseler）说，“红外线空间天文台将探索普通光学望远镜无法观测的冷的隐藏的宇宙。”

红外线空间天文台不是把重点放在极热的恒星和其它温暖的天体，而是用来观测众多的较冷的物质，这种物质支配着宇宙但是基本上是看不见的，因为它发出的光和热很微弱。

红外线空间天文台的探索和发现的能力可与哈勃望远镜相媲美，它是以完全不同的波长工作的。

跟使用哈勃望远镜一样，天文学家认为，红外线空间天文台的观测对于物理学和天文学来说将具有深远的意义。例如，研究人员期望它去观测环绕遥远恒星运行的行星的形成的证据，这是一个用来确定在宇宙中到处有生命的可能性的日益重要的因素。

这个5，500英磅重的天文台还要拍摄深空冷暗物质源的图像——这是了解此宇宙怎样形成及其最终结局至关重要的材料。

设在法国坎内斯的宇航局空间与防御机构管理红外线空间天文台航天器的全部研制工作，而且解决许多技术与清洁问题，以便装配红外线空间天文台的低温望远镜。

这个30英尺长的望远镜和4个科研仪器都是用2，140升（556加仑）低温氦于-270℃温度冷却的——只比绝对零度高1.8度。

复杂的低温系统曾经驱动航天器壶状保温瓶外表。但是，欧洲工业界研制这颗卫星则遇到了重大挑战。

此项计划延误2年，超过原预算25%多——超支约1.37亿美元。

当8年前开始研制红外线空间天文台硬件时，按1995年比率调整，该天文台预定成本为5.74亿欧洲货币单元。按1995年1欧洲货币单位对1.33美元的比率，此水平大约相当于7.63亿美元。

在研制红外线空间望远镜低温部件遇到的问题和在仪器小组支援中出现的不足之处使整个航天器成本达到6.78亿欧洲货币单位，以1995年比率计算约为9亿美元。

此项目的阿丽亚娜运载火箭按1995年比率计算也使欧洲空间局大约花掉1.75亿欧洲货币单位，从而使欧洲空间局用于红外线空间天文台的卫星/运载火箭的全部成本按1995年价值计算达到大约11.6亿美元。成本超支大部分是德国宇航工业重组的直接结果，邦内特说。

此航天器的复杂低温活门原来是MBB（Messerschmiff-Boelkow-Blohm）公司负责的。但是，当MBB公司被吸收最终成为Daimler-Beny宇航公司时，调查发现“该专家不见了”，他说。“当到了我们必须把这些低温活门装在整个系统中并使用它们时，关于怎样装配它们的实际知识一无所知”，邦内特说。这些活门漏泄了，不得不进行重新设计和重新鉴定。

除了德国活门问题外，欧洲空间局还要向红外线空间天文台科研小组提供更多的资金，“我们务必涉及到过去提出的一直在负责这些仪器的科研所进行的工作”，邦内特说。

“我不能为此而完全责备他们。我认为在某种程度上低估了欧洲空间局的作用，因为这是我们有史以来第一次执行像这样的任务”。

由于低温氦冷却剂每秒钟要消耗5 mg，红外线空间天文台只能在它的大椭圆轨道上运行18~20月。

此外，当它在地球的范 · 阿伦辐射带上空飞行时，每天只能使用16小时左右。当此航天器相对于它的70，000公里轨道远地点在升降时，辐射会限制观测。这就使得有效利用这些仪器成为至关重要的事，为了达到这种效率，这些仪器具有多种工作方式，循环作为望远镜的焦点对各个天体进行几秒钟的曝光。

然而，正在设计这些仪器时，欧洲空间局认定：正在设置的工作方式比实际可能有效利用的要多。一个仪器原来具有多达60种不同方式。“减少方式数量需要对我们的零件作重大的修改”，邦内特说。

红外线空间天文台的仪器为：

■ Isophot光度计——预计Isophot能够揭示极冷星体和从未见过的发射非常长波长红外线的宇宙物质，这是一个未探索过的光谱区域。

此器件是在德国海德尔堡市马克思 · 普朗克研究所监督下制造的，测量在近红外区域中光的强度和空间分布以及光谱特性。在所有仪器中，它的波长范围最宽（3~200微米），

■ Isocam照相机一一预计Isocam对记述星系寿命周期是特别有用的。此复杂仪器将利用具有总数为1024个CCD型检测器的双通道红外线阵列拍摄处在2.5~17微米范围的图像。此照相机由法国萨克莱天体物理学服务机构研制，将使用大约20个滤波器去选择所要求的红外线范围。

此照相机具有4个可放大1~8倍的透镜，其分辨率为每个像素1.5~12弧秒。

■ SWS/LWS摄谱仪——这些中、短波摄谱仪都具有50~30，000分辨率。这将使它们有能力去获取精确的关于广阔范围深空特性的光谱资料——例如彗星、小行星和土星月球Titan大气层的化学成分。

SWS和LWS都是在格罗宁根（Groningen）实验室指导下制造，分别供荷兰和伦敦玛丽与韦斯特菲尔德王后学院作空间研究。

所有这些仪器都将依靠聚焦长度为9米的里奇-车利亭（Ritchey-chretien）望远镜接收红外光，这个望远镜有1个60厘米孔径和1个同样大小的镀金的石英主镜。整个望远镜设计成具有至少2.7弧秒的指向精度。

阿丽亚娜运载火箭44P型（装有4个固体火箭发动机的类型）把红外线空间望远镜置于倾角为5.25度的71,620×530公里初始轨道上，

此卫星在其头4天运行期间将由设在德国慕尼黑附近的欧洲空间作业控制中心控制。

在发射后第2天，此航天器小型肼推力器将点燃106分钟用以调整近地点，发射后第6天点燃40分钟用以调整远地点。最终的运行轨道是70,568×1,000公里。

发射后第5天，红外线空间天文台的任务控制和科学观测将被移到西班牙马德列德（Madrid）附近维拉弗朗卡（Villafranca）的欧洲空间局新的科研中心。兴建这个8600万美元的中心是列入红外线空间天文台任务的成本里，而且未来所有的欧洲空间局科研任务也将是受这里指挥。

预计维拉弗朗卡每天接收1.70亿字节红外线空间天文台数据，这是期望在任务结束时总共达到900亿单位的水平。在航天器超出维拉弗朗卡天线视野期间，美国航空航天局在加利福尼亚州戈尔德斯通（Goldstone）的地面站也将被用来中继来自西班牙的指令。

除了发射外，此任务的最关键的事情将发生在进入飞行的第10天，此时瑞士制造的红外线望远镜隔热的低温罩将被弹出。如果罩子不能分离，任务就会失败。

欧洲空间局新的天文台的目标基本上是利用于1983年投入使用10个月的美国航空航天局IRAS观测航天器的资料选定的HRAS任务（美国/德国/英国联合规划）绘制250，000种红外特征的布局，但是该航天器不是用来获取各个目标的精确数据。

红外线空间天文台将对IRAS列出的项目进行专门的观测。此欧洲空间局的航天器的灵敏度提高了1000倍，其图像分辨率为旧卫星的10倍。此外，新的红外线空间天文台有足够的氦冷却剂，其寿命为IRAS的2倍。

欧洲、日本和美国的科学家提出总共约为60，000次观测的要求，比该卫星在其寿命期内所能处理的多4倍。

欧洲空间局和其它的任务参与者被保证有13，000次观测的时间。美国航空航天局和日本的天文学家分别被保证每天观测30分钟。

分配给每一申请项目的平均时间约为6小时，这个时间可能带来按仪器开关方式采集的几万个专用数据。

在望远镜“开放时间”收到了大约1000个申请观测项目，其中约有500项已被推荐列入。

在红外线空间天文台的最重要观测项目中，有一些将被用来尝试寻找关于构成此宇宙大部分而且基本上尚未进行观测的冷暗物质的特性问题的答案。

红外线空间天文台观测时间中有100多小时将被用来搜寻暗物质，其中包括褐色矮星（比太阳小但尚未达到

燃烧地步的星状气团）。褐色矮星应作为红外线点出现，如果红外线空间天文台能够找到足够数量的话，这种资料有可能影响暗物质理论。

为了捜寻它们，红外线空间天文台地面小组将把望远镜调到经过在大熊座和时钟座之中星际尘埃中的空洞向前观测银河系外晕。红外线空间天文台将花长达30分钟左右几百次曝光进行搜寻。

恒星的形成将是另一个课题。凯塞勒说，“此望远镜能够检测在该银河系亮星之中正在成形的新生冷星”。

星系演化将是另一个关键课题。

“我们用红外线空间天文台能做的所有事情中，试图追踪星系的全部历史过程是最激动人心的，”领导Isocam仪器小组的凯瑟琳 · 塞萨斯基（Catherine Cesarsky）说。“我们将查看它们的诞生和以后的变化……以及这对［了解］恒星和行星的形成的含义。”

超亮星系也将是红外线空间望远镜的重要目标。这些星系发射的红外线比可见光强20倍，它们作为整体发射的能量比正常星系大10倍。红外线空间天文台的资料将用来帮助确定，这种巨大能量释放量是被这、些星系内的黑洞驱使的还是被形成恒星的动作突然出现驱使的。

另一个课题将是去获取更好的有关氘（存在行星的月球和彗星周围的重氢原子）的比例的资料。红外线空间天文台很适合于观测这种资料，这可能影响到关于这些天体的形成和演化的理论。

[Aviation Week & Space technology，1995年10月30日]