ناسا تدفع بتلسكوب PRIMA للأشعة تحت الحمراء البعيدة نحو التصميم الكامل

نقلت mpg.de أن ناسا دفعت بـPRIMA، وهو تلسكوب فضائي مخطط له لرصد الأشعة تحت الحمراء البعيدة، إلى المرحلة التالية من التطوير. وينقل هذا القرار المهمة إلى المرحلة B، حيث سيجري تطوير تصميمها الأولي والتقنيات الداعمة لها بمزيد من التفصيل.

ويُعد PRIMA أول مهمة لناسا ضمن فئة «مستكشفات المسبار» الجديدة، التي أُنشئت في إطار برنامج المستكشفين المستمر منذ فترة طويلة في الوكالة. ويهدف برنامجها العلمي المقترح إلى دراسة كيفية تشكل الكواكب والنجوم والمجرات والثقوب السوداء وتغيرها، إلى جانب بحث تاريخ الغبار والعناصر الثقيلة والماء في الكون.

ولا يزال يتعين على المهمة اجتياز مراجعة اعتماد قبل أن تتمكن من دخول المرحلة C، وهي مرحلة التنفيذ. وستقيّم هذه المراجعة التقدم التقني وإدارة البرنامج والتكاليف. وإذا اعتمدت ناسا المشروع، فستُحدَّد تكلفة مهمته عند 1.2 مليار دولار، باستثناء تكاليف الإطلاق والنفقات الأخرى الخارجة عن ميزانية المشروع. ومن المستهدف حاليًا إطلاق المرصد في عام 2033، ومن المخطط أن يعمل لمدة خمس سنوات.

نافذة بين علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء والراديو

سيحمل PRIMA تلسكوبًا بقطر 1.8 متر، صُمم لإجراء مسوحات عميقة وحساسة عند أطوال موجية للأشعة تحت الحمراء البعيدة. ويمكن لهذا الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي أن يكشف إشعاعات لا تتيحها كثير من الرصدات التي تُجرى عند أطوال موجية أقصر للأشعة تحت الحمراء.

ويُفترض أن يشغل التلسكوب موقعًا مهمًا بين مراصد مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا والمنشآت الراديوية. ومن خلال إضافة رصد الأشعة تحت الحمراء البعيدة إلى قدرات أسطول التلسكوبات الفضائية الحالي، يأمل العلماء في تتبع عمليات يصعب دراستها عبر أي نطاق منفرد من الأطوال الموجية.

ومن بين الأسئلة المزمع بحثها: كيف تنشأ الكواكب خارج النظام الشمسي، وكيف تطورت المجرات وثقوبها السوداء المركزية عبر التاريخ الكوني، وكيف تراكمت مواد مثل الغبار والعناصر الأثقل. ويمكن لهذه الدراسات مجتمعة أن تساعد الباحثين على تفسير الظروف التي أفضت إلى الكون الذي نراه اليوم.

وستشمل أجهزة PRIMA جهاز PRIMAger للتصوير، وFIRESS، وهو مطياف مسح محسن للأشعة تحت الحمراء البعيدة. وقد اقترح معهد ماكس بلانك لعلم الفلك، أو MPIA، توفير معدات بصرية-ميكانيكية وإلكترونيات تحكم، بما في ذلك مرآتان لتوجيه الحزمة والتحكم فيها بصورة نشطة.

وستعمل كل مرآة على محورين بوصفها قاطعًا لمستوى البؤرة. وسيكون دورها تحريك مجال رؤية الجهاز وتثبيته بسرعة ودقة، بما يتيح للمرصد توجيه نظره إلى مناطق مختلفة من السماء مع الحفاظ على التحكم المطلوب في الرصد.

دور MPIA والدعم الدولي

تستند المعدات المقترحة إلى خبرة MPIA في علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء وعلم الفلك الفضائي. وقد اضطلع المعهد سابقًا بأدوار مهمة في مهام، من بينها مرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وهيرشل وإقليدس، إضافة إلى تلسكوبي جيمس ويب ونانسي غريس رومان الفضائيين التابعين لناسا.

ويتوقع علماء MPIA أن تدعم أرصاد PRIMA الأبحاث في المعهد، ولا سيما الأعمال المتعلقة بتشكل الكواكب والنجوم. كما ستتيح مساهمة المعهد المقترحة لباحثيه الوصول إلى بيانات ذات صلة بهذين المجالين إذا مضت المهمة قدمًا.

وسيدير مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا مهمة PRIMA تحت إشراف معهد كاليفورنيا للتقنية. كما يُعد مركز غودارد لرحلات الفضاء ومركز مارشال لرحلات الفضاء التابعان لناسا شريكين في المهمة. وتشمل الجهات الدولية المشاركة المدرجة للمهمة المركز الوطني للدراسات الفضائية في فرنسا CNES، والوكالة الإيطالية للفضاء ASI، والمركز الألماني للطيران والفضاء DLR، ووكالة الفضاء الكندية، والمعهد الكوري لأبحاث الفضاء KASI، ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية JAXA، ووكالة الفضاء البريطانية. ويُعد DLR جهة التمويل المباشرة لـMPIA.

لماذا تهم فئة المهمات الجديدة؟

يأتي مفهوم «مستكشفات المسبار» استجابة لتوصية واردة في المسح العقدي لعلم الفلك والفيزياء الفلكية الذي أعدته الأكاديميات الوطنية الأميركية عام 2020. وقد قيّمت ناسا دراسات المهمات المرشحة استنادًا إلى قيمتها العلمية، واتساقها مع ذلك المسح، وواقعية خطط تطويرها، والتكلفة والجدول الزمني المتوقعين، والتقنيات التي يمكنها تطويرها لمراصد أكبر مستقبلًا.

ويجري تطوير PRIMA باعتباره جزءًا من تسلسل أوسع لمهمات فضائية كبرى. فقد أرسى ويب ورومان نمطًا لمراصد ناسا التي تعمل عبر نصفي العقد الحالي، في حين يُقصد من PRIMA أن يبدأ مسار مهمات العقد المقبل ذات القدرات العالية.

ويُعد برنامج المستكشفين الأوسع نطاقًا أطول جهود ناسا المستمرة لإتاحة الوصول المتكرر نسبيًا ومنخفض التكلفة إلى الفضاء أمام مهمات علمية يقودها الباحثون. وقد بدأ البرنامج مع إكسبلورر 1 في عام 1958، الذي اكتشف أحزمة الإشعاع حول الأرض، وأنتج منذ ذلك الحين أكثر من 100 مهمة. وتشمل مشاريعه السابقة أوهورو ومستكشف الخلفية الكونية، وقد حصل الباحثون المشاركون في هاتين المهمتين لاحقًا على جوائز نوبل.

وتدير ناسا غودارد البرنامج لصالح مديرية المهام العلمية التابعة للوكالة، التي تشرف على أبحاث تغطي الأرض وطقس الفضاء والنظام الشمسي والكون الأوسع. ويمثل انتقال PRIMA إلى المرحلة B خطوة مهمة، لكن بناءه وإطلاقه يظلان رهنًا بمراجعة الاعتماد اللاحقة.