NASA avança projeto de telescópio de infravermelho distante para a fase de projeto

A NASA transferiu a proposta de Missão Probe de Infravermelho Distante para Astrofísica, ou PRIMA, para sua fase preliminar de projeto e desenvolvimento tecnológico, aproximando o observatório espacial de uma possível construção e lançamento.

O site de notícias da Universidade de Toledo informou que a missão poderá avançar para a implementação com um orçamento de projeto limitado a US$ 1,2 bilhão, excluindo as despesas de lançamento e outros custos externos ao próprio projeto. A NASA tem como meta o lançamento em 2033, embora o observatório ainda precise passar pelas próximas etapas de desenvolvimento e receber a confirmação de que está pronto para ser construído.

O astrônomo da Universidade de Toledo J.D. Smith é coinvestigador da missão. Smith é professor de astronomia e dirige o Ritter Astrophysical Research Center da universidade. Ele também ajudou a desenvolver a justificativa científica para a PRIMA como parte de uma equipe internacional de cerca de 25 astrônomos.

Uma faixa ausente da luz cósmica

A PRIMA seria um telescópio de 5,9 pés projetado para observar comprimentos de onda do infravermelho distante. Essa parte do espectro eletromagnético situa-se entre as faixas examinadas por muitos observatórios de rádio e infravermelho, incluindo o Telescópio Espacial James Webb.

As observações no infravermelho distante podem revelar materiais e processos difíceis de detectar em outros comprimentos de onda. A missão pretende investigar como as atmosferas planetárias se originam, como estrelas e buracos negros influenciam uns aos outros e como as galáxias acumulam poeira e elementos mais pesados ao longo da história cósmica.

O observatório também examinaria questões relacionadas às origens da água na Terra. A principal cientista da NASA, Nicky Fox, descreveu a PRIMA como uma nova maneira de explorar o universo ao longo do tempo, desde a formação de planetas e estrelas até o crescimento de buracos negros.

A missão representaria o primeiro membro de uma nova categoria de projetos de astrofísica identificada por meio do Decadal Survey de 2020 das Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina. Essa pesquisa ajuda a definir as prioridades da astronomia e da ciência espacial dos EUA, tornando o avanço da PRIMA significativo para além da própria missão.

Dando continuidade a observatórios anteriores

A pesquisa de Smith concentra-se no material interestelar e no que ele pode revelar sobre o desenvolvimento das galáxias. Ele participou do planejamento científico solicitado e analisado pela NASA antes de o projeto chegar à sua fase atual.

Sua parte na equipe internacional incluiu a codireção de um programa focado no surgimento de elementos pesados, incluindo nanopartículas de nitrogênio, oxigênio e carbono. O grupo iniciou seu trabalho em 2022. Em maio, seus integrantes e outros participantes passaram uma semana intensa no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA apresentando os objetivos científicos da missão e avaliando se a tecnologia proposta poderia apoiá-los. Espera-se que o laboratório administre a PRIMA para a NASA.

O projeto baseia-se na experiência do Observatório Espacial Herschel e do Telescópio Espacial Spitzer, dois observatórios anteriores que forneceram observações no infravermelho distante ou relacionadas a ele a partir do espaço. Herschel e Spitzer não estão mais em operação, tendo sido aposentados em 2013 e 2020, respectivamente. Smith trabalhou em ambos no início de sua carreira.

A faixa do infravermelho distante é tecnicamente desafiadora de observar, sobretudo quando os cientistas tentam estudar objetos de épocas mais antigas do universo. Avanços tecnológicos desde as missões anteriores poderiam permitir que a PRIMA examinasse esse território com maior capacidade, segundo o relato da Universidade de Toledo.

Oportunidades para uma participação mais ampla

A PRIMA não se limitaria aos pesquisadores que ajudaram a propô-la. A maior parte de sua missão planejada de cinco anos estaria disponível por meio de um programa de observadores gerais. Os astrônomos apresentariam propostas para obter tempo de observação, com as seleções sendo feitas por meio de um processo competitivo semelhante ao utilizado pelo Telescópio Espacial James Webb.

Essa estrutura poderia dar a pesquisadores sem um papel formal na missão acesso aos seus instrumentos e dados. Também poderia criar oportunidades para estudantes e professores da Universidade de Toledo, onde os astrônomos já conseguiram um número significativo de programas de observação do Webb.

Desde que o Webb começou a operar no fim de 2021, cinco professores e três estudantes de pós-graduação da Universidade de Toledo lideraram 12 programas de observação no telescópio infravermelho. Smith espera que a PRIMA ofereça outro caminho para a pesquisa sobre a evolução das galáxias, uma área representada entre os astrônomos da universidade.

Por enquanto, o projeto continua a caminho de uma decisão sobre sua implementação, e não de uma missão de voo confirmada. Se passar por essa decisão e permanecer dentro do orçamento e do cronograma propostos, a PRIMA poderá oferecer aos cientistas uma nova visão da poeira, dos elementos e dos processos físicos que moldaram planetas, estrelas e galáxias.