La NASA fa avanzare il telescopio nel lontano infrarosso PRIMA verso la progettazione completa

La NASA ha portato PRIMA, un telescopio spaziale pianificato per il lontano infrarosso, alla fase successiva dello sviluppo, secondo quanto riportato da mpg.de. La decisione porta la missione nella Fase B, durante la quale il suo progetto preliminare e le tecnologie di supporto saranno sviluppati in maggiore dettaglio.

PRIMA è la prima missione della nuova categoria Probe Explorers della NASA, creata nell’ambito del programma Explorers dell’agenzia, attivo da lungo tempo. Il programma scientifico proposto mira a esaminare come si siano formati e siano cambiati pianeti, stelle, galassie e buchi neri, studiando anche la storia della polvere, degli elementi pesanti e dell’acqua nell’universo.

La missione dovrà ancora superare una revisione di conferma prima di poter entrare nella Fase C, quella dell’attuazione. La valutazione prenderà in considerazione i suoi progressi tecnici, la gestione del programma e i costi. Se la NASA confermerà il progetto, il costo della missione sarà limitato a 1,2 miliardi di dollari, esclusi il lancio e le altre spese al di fuori del bilancio del progetto. Il lancio dell’osservatorio è attualmente previsto per il 2033 e la sua operatività dovrebbe durare cinque anni.

Una visuale tra astronomia infrarossa e radioastronomia

PRIMA trasporterà un telescopio da 1,8 metri progettato per realizzare osservazioni profonde e sensibili alle lunghezze d’onda del lontano infrarosso. Questa parte dello spettro elettromagnetico può rivelare radiazioni non accessibili attraverso molte osservazioni effettuate a lunghezze d’onda infrarosse più corte.

Il telescopio è destinato a occupare uno spazio importante tra osservatori come il James Webb Space Telescope della NASA e le strutture radioastronomiche. Aggiungendo osservazioni nel lontano infrarosso alle capacità della flotta esistente di telescopi spaziali, gli scienziati sperano di seguire processi difficili da studiare attraverso una singola gamma di lunghezze d’onda.

Tra le domande che si prevede di indagare vi sono come abbiano origine i pianeti al di là del sistema solare, come si siano sviluppate le galassie e i buchi neri al loro centro nel corso della storia cosmica e come si siano accumulati materiali quali la polvere e gli elementi più pesanti. Nel loro insieme, questi studi potrebbero aiutare i ricercatori a spiegare le condizioni che hanno prodotto l’universo osservato oggi.

Gli strumenti di PRIMA includeranno PRIMAger, uno strumento di imaging, e FIRESS, uno spettrometro per osservazioni nel lontano infrarosso potenziato. Il Max Planck Institute for Astronomy, o MPIA, ha proposto di fornire apparecchiature optomeccaniche ed elettronica di controllo, inclusi due specchi di orientamento del fascio controllati attivamente.

Ciascuno specchio opererebbe su due assi come chopper del piano focale. Il suo ruolo sarebbe spostare e stabilizzare rapidamente e con precisione il campo visivo di uno strumento, consentendo all’osservatorio di puntare verso diverse regioni del cielo mantenendo il controllo richiesto sull’osservazione.

Il ruolo dell’MPIA e il sostegno internazionale

La strumentazione proposta si basa sull’esperienza dell’MPIA nell’astronomia infrarossa e spaziale. In precedenza l’istituto ha ricoperto ruoli importanti in missioni tra cui l’Infrared Space Observatory, Herschel ed Euclid dell’Agenzia spaziale europea, oltre ai telescopi spaziali James Webb e Nancy Grace Roman della NASA.

Gli scienziati dell’MPIA si aspettano che le osservazioni di PRIMA sostengano la ricerca dell’istituto, in particolare gli studi sulla formazione di pianeti e stelle. Il contributo proposto dall’istituto darebbe inoltre ai suoi ricercatori accesso a dati pertinenti a questi ambiti, se la missione procederà.

Il Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale gestirà PRIMA sotto la direzione di Caltech. Anche il Goddard Space Flight Center e il Marshall Space Flight Center della NASA sono partner. I partecipanti internazionali indicati per la missione includono il CNES francese, l’ASI italiana, il DLR tedesco, l’Agenzia spaziale canadese, il KASI sudcoreano, la JAXA giapponese e la UK Space Agency. Il DLR è l’agenzia che finanzia direttamente l’MPIA.

Perché la nuova classe di missioni è importante

Il concetto dei Probe Explorers segue una raccomandazione contenuta nella revisione decennale del 2020 sull’astronomia e l’astrofisica delle National Academies statunitensi. La NASA ha valutato gli studi sulle missioni candidate in base al valore scientifico, alla coerenza con quella revisione, alla fattibilità dei loro piani di sviluppo, ai costi e ai tempi previsti e alle tecnologie che potrebbero far progredire per futuri osservatori di dimensioni maggiori.

PRIMA viene sviluppata nell’ambito di una sequenza più ampia di importanti missioni spaziali. Webb e Roman hanno definito un modello di osservatori della NASA operativi nei due quinquenni dell’attuale decennio, mentre PRIMA è destinata ad avviare il programma di missioni ad alte prestazioni del prossimo decennio.

Il più ampio programma Explorers è il più longevo impegno continuativo della NASA per offrire un accesso relativamente frequente e a costi inferiori allo spazio per missioni scientifiche guidate da ricercatori. È iniziato con Explorer 1 nel 1958, che scoprì le fasce di radiazione della Terra, e da allora ha prodotto più di 100 missioni. Tra i progetti passati figurano Uhuru e il Cosmic Background Explorer, i cui ricercatori hanno in seguito ricevuto premi Nobel.

La NASA Goddard gestisce il programma per conto della Science Mission Directorate dell’agenzia, che supervisiona le ricerche sulla Terra, sul meteo spaziale, sul sistema solare e sull’universo nel suo complesso. Il passaggio di PRIMA alla Fase B segna un passo significativo, ma la sua costruzione e il suo lancio restano subordinati alla successiva revisione di conferma.