Αν ήταν δυνατό να παρατηρήσουμε το Σύμπαν από μεγάλη απόσταση και χωρίς την εγγενή αδυναμία του ορίου λαμπρότητας που έχουν τα τηλεσκόπια μας, θα βλέπαμε μια πολύπλοκη δομή με τους γαλαξίες να είναι κατανεμημένοι σε λεπτές γραμμώδεις δομές γύρω από μεγάλες κενές περιοχές. Αποτέλεσμα μιας αριθμητικής προσομοίωσης των μεγάλης κλίμακας δομών του Σύμπαντος με ένα από τους μεγαλύτερους υπολογιστές του κόσμου παρουσιάζεται στην Εικόνα 1. Έτσι φανταζόμαστε την τωρινή εικόνα του Σύμπαντος αλλά έχουμε και πολλά αποδεικτικά στοιχεία πλέον που την πιστοποιούν.

Το Σύμπαν όπως γνωρίζουμε δεν είναι στατικό και επομένως δεν είχε πάντα αυτή τη μορφή. Στα πρωταρχικά στάδια της δημιουργίας του, οι γαλαξίες και τα άστρα δεν υπήρχαν. Οι αστρονόμοι και κοσμολόγοι έχουν πολλά ερωτήματα για τις φυσικές διεργασίες που συντελέσθησαν σε αυτη την περίοδο όπως: πότε άρχισαν να δημιουργούνται οι γαλαξίες; ποιοι ήταν οι μηχανισμοί δημιουργίας τους; δημιουργήθηκαν όλοι οι γαλαξίες περίπου την ίδια εποχή; είχαν οι πρώτοι γαλαξίες την ίδια μορφή με αυτούς που παρατηρούμε σήμερα; πως δημιουργήθηκαν τα αστέρια μέσα στους γαλαξίες;

Εικόνα 1. Προσομοίωση της μορφολογίας του Σύμπαντος. Οι γαλαξίες είναι κατανεμημένοι σε λεπτές δομές ενώ υπάρχει πολύ κενός χώρος μεταξύ των δομών αυτών.

Ένα από τα "όνειρα" των αστρονόμων είναι η κατασκευή ενός τηλεσκοπίου ικανού να απαντήσει αυτές τις ερωτήσεις. Ένα τέτοιο τηλεσκόπιο πρέπει να πληρεί δυο βασικές απαιτήσεις. Θα πρέπει το κάτοπτρό του να είναι αρκετά μεγάλο έτσι ώστε να μπορεί να συλλέξει φως από πολύ μακρινούς γαλαξίες και επίσης θα πρέπει να είναι ικανό να παρατηρεί αντικείμενα τα οποία είναι εντελώς κρυμμένα από σκόνη (όπως είναι τα νεογέννητα αστέρια και οι νεογέννητοι γαλαξίες).

Για την επίτευξη αυτών των στόχων ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (Ε.Ο.Δ.) κατασκευάζει το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel το οποίο είναι προγραμματισμένο να τεθεί σε τροχιά στις αρχές του 2009.

Εικόνα 3. Φωτογραφία του κατόπτρου του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Herschel (διαμέτρου 3.5 μέτρων) κατά την διαδικασία κατασκευής του στα εργαστήρια του Ε.Ο.Δ. © ESA, 2007.	Εικόνα 4. Σχηματική αναπαράσταση της τροχιάς του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Herschel γύρω από το σημείο L2 του συστήματος Ηλίου-Γης. Αυτό το σημείο του χώρου παρέχει σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας αλλά και συνεχή ραδιοφωνική ζεύξη μεταξύ του τηλεσκοπίου και του επίγειου σταθμού ελέγχου.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel σχεδιάστηκε έτσι ώστε να παρατηρεί στο υπέρυθρο μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από τα 60 μέχρι τα 670 μικρόμετρα), περιοχές μηκών κύματος που μέχρι σήμερα είναι, κατά μεγάλο μέρος, ανεξερεύνητες. Για να μπορέσει να πραγματοποιήσει τους επιστημονικούς του στόχους, οι ανιχνευτές του Herschel θα πρέπει να λειτουργούν σε πολύ χαμηλή και σταθερή θερμοκρασία. Τα επιστημονικά αυτά όργανα θα βρίσκονται σε ένα περιβάλλον θερμοκρασίας που θα κυμαίνεται μεταξύ -265 βαθμούς Κελσίου μέχρι και μερικά δέκατα του βαθμού Κελσίου πάνω από το απόλυτο μηδέν (-273 C).

Έπειτα από ένα ταξίδι τεσσάρων μηνών από τη Γη το τηλεσκόπιο αναμένεται να τεθεί σε τροχιά γύρω από το δεύτερο Λαγκραντζιανό σημείο (L2) του συστήματος Ηλίου-Γης (Εικόνα 4) με σκοπό να πραγματοποιήσει παρατηρήσεις για τουλάχιστον τρία χρόνια, έως ότου εξαντληθεί το ψυκτικό του μέσο (υγρό Ήλιο). Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Herschel θα πραγματοποιήσει λεπτομερείς παρατηρήσεις στα υπέρυθρα μήκη κύματος και θα απαντήσει σε προβλήματα της μοντέρνας αστρονομίας σχετικά με την αλληλεπίδραση αστεριών και μεσοαστρικού υλικού (Εικόνα 5). Αστέρια και άλλα κοσμικά αντικείμενα, τα οποία είναι αρκετά «θερμά» για να εκπέμψουν ακτινοβολία στο οπτικό μέρος του φάσματος, βρίσκονται συχνά κρυμμένα πίσω από μεγάλα νέφη σκόνης η οποία απορροφά την ακτινοβολία τους και τα κάνει αόρατα στα οπτικά μήκη κύματος. Η ακτινοβολία στο υπέρυθρο μέρος του φάσματος όχι μόνο διαπερνά το μεσοαστρικό αέριο και τη σκόνη αλλά επίσης εκπέμπεται από αυτά και αποτελεί ένα μεγάλο ποσοστό της συνολικής ακτινοβολίας του σύμπαντος. Αυτό σημαίνει ότι «ψυχρά» κοσμικά αντικείμενα, αόρατα σε άλλα τηλεσκόπια, θα μπορέσουν να παρατηρηθούν για πρώτη φορά.

Ο βασικός στόχος του Herschel θα είναι η μελέτη της δημιουργίας των γαλαξιών και η εξέλιξή τους μέχρι την τωρινή τους κατάσταση, όπως για παράδειγμα αυτή του δικού μας Γαλαξία. Εξίσου σημαντικοί στόχοι της αποστολής αυτής θα είναι παρατηρήσεις νεφών αερίου και σκόνης όπου είναι περιοχές στις οποίες δημιουργούνται αστέρια, αστρικοί δίσκοι στους οποίους μπορεί να δημιουργηθούν πλανήτες καθώς και ατμόσφαιρες πλανητών και κομητών με περίπλοκες οργανικές ενώσεις.

Διεθνείς επιστημονικές ομάδες έχουν αναλάβει την κατασκευή και βαθμονόμηση των τριών οργάνων που στελεχώνουν το διαστημικό τηλεσκόπιο. Τα δύο από αυτά τα επιστημονικά όργανα (PACS και SPIRE) χρησιμοποιούν υπερευαίσθητες κάμερες για να φωτογραφήσουν κοσμικά αντικείμενα στα υπέρυθρα μήκη κύματος. Το τρίτο όργανο (HIFI) είναι ένας υψηλής ανάλυσης φασματογράφος ο οποίος θα μπορέσει να ανιχνεύσει χιλιάδες μοριακές και ατομικές γραμμές και επομένως να διερευνήσει την ύπαρξη στοιχείων και μορίων (συμπεριλαμβανομένου και του νερού) σε μια μεγάλη γκάμα αντικειμένων τα οποία θα παρατηρηθούν με το τηλεσκόπιο.

Εικόνα 5. Κοσμικά αντικείμενα τα οποία θα παρατηρήσει το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel. Η ανίχνευση μορίων νερού (Η2Ο) θα είναι από τα βασικά θέματα που θα εξερευνήσει το τηλεσκόπιο.

Ο φασματογράφος HIFI σχεδιάστηκε και κατασκευάσθηκε από μια μεγάλη σύμπραξη ινστιτούτων (Εικόνα 6) με κύριο ινστιτούτο τον Ολλανδικό Οργανισμό Διαστήματος (SRON). Παρόλο του ότι η Ελλάδα εντάχθηκε στον Ε.Ο.Δ. μόλις στις αρχές του 2005, επιτεύχθηκε ενεργός συμμετοχή σε αυτή την αποστολή. Το Ινστιτούτο Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών είναι μέλος του Κέντρου Ελέγχου (Instrument Control Center) του ανιχνευτή HIFI με σημαντική συμμετοχή στην βαθμονόμηση και τον έλεγχο των δυνατοτήτων του οργάνου αυτού. Με το γεγονός αυτό επιτεύχθηκε τόσο η άμεση εμπλοκή Ελληνικού ερευνητικού ινστιτούτου στα τεκταινόμενα του Ε.Ο.Δ. όσο και η συμμετοχή σε σημαντικά διεθνή επιστημονικά προγράμματα.

Για περισσότερες πληροφορίες για το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel επισκεφθείτε την ιστοσελίδα: http://herschel.esac.esa.int/