NASA продвигает дальнюю инфракрасную обсерваторию PRIMA к этапу детального проектирования

NASA перевело PRIMA — планируемую космическую обсерваторию дальнего инфракрасного диапазона — на следующий этап разработки, сообщает mpg.de. Миссия вступает в этап B, на котором её предварительный проект и вспомогательные технологии будут разработаны более подробно.

PRIMA станет первой миссией NASA в новой категории Probe Explorers, созданной в рамках действующей уже много лет программы Explorers. Предлагаемая научная программа миссии призвана изучить, как формировались и менялись планеты, звёзды, галактики и чёрные дыры, а также исследовать историю пыли, тяжёлых элементов и воды во Вселенной.

Миссия ещё должна пройти проверку на утверждение, прежде чем перейти к этапу C — этапу реализации. В ходе этой оценки будут рассмотрены технический прогресс, управление программой и затраты. Если NASA утвердит проект, стоимость миссии будет ограничена суммой в $1.2 billion, без учёта расходов на запуск и других затрат, не входящих в бюджет проекта. В настоящее время запуск обсерватории запланирован на 2033 год, а срок её работы должен составить пять лет.

Обзорная область между инфракрасной и радиоастрономией

PRIMA будет оснащена телескопом с зеркалом диаметром 1,8 метра, предназначенным для глубоких и чувствительных обзоров в дальнем инфракрасном диапазоне. Эта область электромагнитного спектра позволяет обнаруживать излучение, недоступное для многих наблюдений на более коротких инфракрасных волнах.

Телескоп должен занять важное место между такими обсерваториями, как космический телескоп NASA James Webb, и радиоастрономическими комплексами. Добавив наблюдения в дальнем инфракрасном диапазоне к возможностям существующего флота космических телескопов, учёные надеются отслеживать процессы, которые трудно изучать в каком-либо одном диапазоне длин волн.

Среди запланированных направлений исследований — происхождение планет за пределами Солнечной системы, развитие галактик и их центральных чёрных дыр на протяжении космической истории, а также накопление таких веществ, как пыль и более тяжёлые элементы. В совокупности эти исследования могут помочь учёным объяснить условия, приведшие к возникновению наблюдаемой сегодня Вселенной.

В состав приборов PRIMA войдут PRIMAger — прибор для получения изображений — и FIRESS, спектрометр обзора дальнего инфракрасного диапазона с расширенными возможностями. Институт астрономии Общества Макса Планка, или MPIA, предложил поставить оптико-механическое оборудование и управляющую электронику, включая два зеркала с активным управлением для отклонения луча.

Каждое зеркало должно будет работать по двум осям в качестве обтюратора фокальной плоскости. Его задача — быстро и точно перемещать и стабилизировать поле зрения прибора, позволяя обсерватории наводиться на разные участки неба и одновременно обеспечивать необходимый контроль наблюдений.

Роль MPIA и международная поддержка

Предлагаемое оборудование опирается на опыт MPIA в области инфракрасной и космической астрономии. Институт ранее играл важную роль в таких миссиях, как Infrared Space Observatory, Herschel и Euclid Европейского космического агентства, а также космические телескопы NASA James Webb и Nancy Grace Roman.

Учёные MPIA ожидают, что наблюдения PRIMA поддержат исследования в институте, особенно работы по формированию планет и звёзд. Предлагаемый вклад института также предоставит его исследователям доступ к данным, имеющим значение для этих областей, если миссия состоится.

Лаборатория реактивного движения NASA в Южной Калифорнии будет управлять PRIMA под руководством Caltech. Партнёрами также выступят Центр космических полётов имени Годдарда и Центр космических полётов имени Маршалла NASA. В число международных участников миссии входят французский CNES, итальянское ASI, немецкое DLR, Канадское космическое агентство, южнокорейское KASI, японское JAXA и Космическое агентство Великобритании. DLR является непосредственным финансирующим ведомством MPIA.

Почему новый класс миссий имеет значение

Концепция Probe Explorers следует рекомендации, содержащейся в десятилетнем обзоре астрономии и астрофизики Национальных академий США за 2020 год. NASA оценивало предложенные исследования миссий по их научной ценности, соответствию этому обзору, реалистичности планов разработки, ожидаемым стоимости и срокам, а также технологиям, которые они могли бы продвинуть для более крупных обсерваторий будущего.

PRIMA разрабатывается как часть более широкой последовательности крупных космических миссий. Webb и Roman сформировали модель работы обсерваторий NASA в двух половинах текущего десятилетия, тогда как PRIMA должна открыть поток высокотехнологичных миссий следующего десятилетия.

Более широкая программа Explorers — это самая продолжительная непрерывная инициатива NASA, обеспечивающая сравнительно частый и недорогой доступ в космос для научных миссий, предлагаемых отдельными исследователями. Она началась с Explorer 1 в 1958 году, обнаружившего радиационные пояса Земли, и с тех пор породила более 100 миссий. Среди её прошлых проектов — Uhuru и Cosmic Background Explorer, исследователи которых впоследствии получили Нобелевские премии.

Центр NASA имени Годдарда управляет программой от имени Директората научных миссий агентства, который курирует исследования Земли, космической погоды, Солнечной системы и Вселенной в целом. Переход PRIMA на этап B знаменует собой важный шаг, однако её создание и запуск по-прежнему зависят от последующей проверки на утверждение.