Il satellite Planck è fiore all'occhiello dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) nell'esplorazione dell'Universo. Grazie ai ricevitori di due tipi di strumenti, bolometri per le alte frequenze (High Frequency Instrument, HFI) e radiometri per le basse frequenze (Low Frequency Instrument, LFI) Planck osserverà tutto il cielo a lunghezze d'onda fra 0.035 cm e 1 cm, ovvero a frequenze fra 857 GHz e 30 GHz, creando mappe del cielo con pixel di lato compreso fra 5 e 33 minuti d'arco.

Misurerà le differenze di temperatura con un'accuratezza di 5 - 10 milionesimi di grado.

Il telescopio Herschel andrà insieme a Planck nello spazio. Rispetto a Planck, Herschel è il satellite scientifico più grande mai costruito e proprio per questo richiede procedure di verifica particolari, per avere l'assoluta sicurezza che un satellite di così grandi dimensioni e dotato di dispositivi così delicati sopporti senza problemi le sollecitazioni della fase di lancio.

I due osservatori spaziali, i più complessi mai costruiti in Europa, saranno posizionati in orbite molto ellittiche in un punto stabile (L2, il secondo punto di Lagrange del sistema Sole-Terra) a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Herschel pesa al lancio 3,3 tonnellate, contro le 1,9 di Planck. La mission di Herschel e Planck, entrambi costruiti da Thales Alenia Space come primo contraente, è quella di fornire nuove informazioni sull'origine dell'universo e la formazione delle galassie. Herschel (battezzato con il nome dell'astronomo britannico del diciottesimo secolo William Herschel) studierà l'evoluzione delle stelle e delle galassie, grazie al suo specchio da 3,5 metri di diametro (contro i soli 2,3 del telescopio spaziale Hubble), costituito da 12 "petali" di silicon carbide fusi insieme. La maggiore potenza dell'infrarosso di questo osservatorio spaziale permetterà di osservare meglio gli oggetti "freddi" come comete e nubi stellari. Planck invece è stato pensato per osservare le radiazioni "residuo" del Big Bang, misurando appunto la Radiazione Cosmica di Fondo nelle frequenze nelle microonde, con lo scopo di migliorare la nostra conoscenza sulle origini e l'evoluzione dell'Universo. Su quest'ultimo satellite, l'Italia è responsabile di uno dei due strumenti scientifici, LFI (Low Frequency Instrument). Esso è progettato per acquisire un'immagine dell' anisotropie della radiazione cosmica di fondo (CMBR).Questa radiazione avvolge l'intero cielo e questa missione ne realizzerà una immagine con la massima precisione angolare e sensibilità mai ottenuta. Planck diventerà la fonte primaria di informazioni astronomiche per testare le teorie sulla formazione dell'Universo e sulla formazione della sua attuale struttura.

Planck nasce dalla fusione di due progetti, COBRAS (poi diventato lo strumento Low Frequency Instrument, LFI) e SAMBA (poi diventato lo strumento High Frequency Instrument, HFI). Dopo che i due progetti sono stati selezionati, per motivi di efficienza e di risparmio dei costi sono stati riuniti in un unico satellite. Al progetto unificato è stato dato il nome dello scienziato tedesco Max Planck, vincitore del Premio nobel per la fisica nel 1918

Alla missione collabora la NASA (principalmente per la parte criogenica) e questa missione completerà e migliorerà le misurazioni effettuate dalla sonda WMAP.

Gli strumenti saranno raffreddati in parte a una temperatura di 20 Kelvin(circa 252°C sotto zero). La radiazione da misurare è equivalente a quella di un Corpo Nero (un emettitore ideale di radiazione elettromagnetica) a una temperatura di 2,7 Kelvin (circa 270° sotto zero) ma si è deciso di non raffreddare il telescopio a tale temperature per problemi tecnologici. La necessità di raffreddare lo strumento nasce dal fatto che tutti i corpi, dunque anche gli strumenti che captano la radiazione elettromagnetica e i telescopi, emettono radiazione elettromagnetica, in misura e con caratteristiche dipendenti dalla loro temperatura. A temperature troppo alte la radiazione elettromagnetica emessa dallo strumento abbaglierebbe lo strumento stesso.

Il satellite verrà lanciato insieme all' Herschel Space Observatory tramite un razzo Ariane 5 il 6 maggio a Kouru (Guyana Francese).

Dopo alcuni mesi di viaggio dovrebbe raggiungere il punto lagrangianoL2 a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, in posizione opposta rispetto a quella del Sole. La Terra e la Luna dovrebbero schermare il satellite dall'interferenza solare.

Planck è una missione spaziale di terza generazione che segue COBE e WMAP. Rispetto ai primi due strumenti, implementa una serie di importanti migliorie per aumentare la risoluzione angolare e la sensitività, e nello stesso tempo controllare strettamente gli errori sistematici.

Lo spettro di frequenze misurato da Planck va dai 30 GHZ dei radiometri di LFI agli 857 GHz dello strumento HFI. Nessun'altra missione CMB ha mai coperto uno spettro così vasto di frequenze. Una tale copertura servirà a Planck per distinguere con accuratezza il segnale della CMB dai cosiddetti "foregrounds", ossia tutte le altre emissioni a tali frequenze (ad esempio, emissione di sincotrone da parte di elettroni).

La concezione di LFI, un array di 22 radiometri a pseudo-correlazione, non è troppo diversa dalle tecnologie impiegate in WMAP. La parte di front-end dei radiometri di LFI è però raffreddata attivamente a 20 K, mentre i radiometri diWMAP erano raffreddati a circa 80-90 K. Questa minore temperatura porta a un minore impatto del rumore sul segnale misurato.

A causa della maggiore risoluzione angolare di Planck e dell'ampia copertura in frequenza, la quantità di dati da inviare a terra è considerevolmente maggiore rispetto a Cobe e a WMAP. Planck è la prima missione ad implementare tecniche di compressione lossy dei dati già a bordo. Il compressore implementato usa la codifica aritmetica.

A capo del progetto e sviluppo di LFI sono Nazzareno Mandolesi di S. Benedetto (Principal Investigator, PI), Marco Bersanelli (Instrument Scientist, IS) e Chris Butler (Program Manager, PM).