NASA推动PRIMA远红外望远镜迈向完整设计阶段

据 mpg.de 报道，NASA已将规划中的远红外空间望远镜PRIMA推进至下一阶段开发。该决定使任务进入B阶段，其初步设计和配套技术将在这一阶段得到更详细的开发。

PRIMA是NASA新设“探测任务探索者”（Probe Explorers）类别下的首个任务，该类别是在该机构长期运行的探索者计划（Explorers Program）内设立的。任务拟定的科学计划旨在研究行星、恒星、星系和黑洞如何形成并发生变化，同时调查宇宙中尘埃、重元素和水的历史。

在进入C阶段这一实施阶段之前，该任务仍须通过确认评审。评审将考察其技术进展、项目管理和成本。如果NASA确认该项目，任务成本将被限制在12亿美元以内，不包括发射费用以及项目预算之外的其他支出。天文台目前计划于2033年发射，并预计运行五年。

红外与射电天文学之间的观测窗口

PRIMA将搭载一台口径1.8米的望远镜，计划在远红外波段开展深度、高灵敏度巡天。电磁波谱的这一部分能够揭示许多在较短波长红外观测中无法获取的辐射。

这台望远镜旨在填补NASA詹姆斯·韦布空间望远镜等天文台与射电设施之间的重要观测空白。通过在现有空间望远镜群的能力基础上增加远红外观测，科学家希望追踪那些难以通过单一波长范围研究的过程。

计划研究的问题包括太阳系外行星如何形成、星系及其中心黑洞如何在宇宙历史中演化，以及尘埃和更重元素等物质如何积累。这些研究结合起来，或能帮助研究人员解释形成今日所见宇宙的条件。

PRIMA的仪器将包括成像仪器PRIMAger，以及远红外增强型巡天光谱仪FIRESS。马克斯·普朗克天文学研究所（MPIA）提议提供光机设备和控制电子设备，其中包括两面主动控制的光束转向镜。

每面镜子都将在两个轴向上作为焦平面斩波器工作。其作用是快速而精确地移动并稳定仪器的视场，使天文台能够指向天空中的不同区域，同时维持观测所需的控制精度。

MPIA的作用与国际支持

拟议中的硬件建立在MPIA在红外和空间天文学领域的经验之上。该研究所此前曾在包括欧洲航天局的红外空间天文台、赫歇尔和欧几里得在内的任务中担任重要角色，也参与过NASA的詹姆斯·韦布和南希·格雷斯·罗曼空间望远镜项目。

MPIA科学家预计，PRIMA的观测将支持该研究所的研究，尤其是行星和恒星形成方面的工作。如果任务继续推进，该研究所拟作出的贡献也将使其研究人员能够获取与这些领域相关的数据。

NASA位于南加州的喷气推进实验室将在加州理工学院指导下管理PRIMA。NASA戈达德太空飞行中心和马歇尔太空飞行中心也将参与其中。任务列出的国际参与方包括法国国家空间研究中心（CNES）、意大利航天局（ASI）、德国航空航天中心（DLR）、加拿大航天局、韩国航空宇宙研究院（KASI）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）以及英国航天局。DLR是MPIA的直接资助机构。

新任务类别为何重要

“探测任务探索者”概念源自美国国家科学院2020年天文学与天体物理学十年调查报告中的一项建议。NASA根据科学价值、与该调查报告的一致性、开发计划的可行性、预期成本和进度，以及能够为未来更大型天文台推进的技术，对候选任务研究进行了评估。

PRIMA作为一系列重大空间任务中的一环正在开发。韦布和罗曼已经形成了NASA天文台在当前十年两个阶段运行的格局，而PRIMA旨在开启下一个十年高能力任务的筹备序列。

更广泛的探索者计划是NASA持续时间最长的项目，旨在为由研究人员主导的科学任务提供相对频繁、成本较低的进入太空机会。该计划始于1958年的探险者1号，它发现了地球辐射带；此后已产生100多项任务。其过去的项目包括乌呼鲁卫星和宇宙背景探测器，这些项目的研究人员后来获得了诺贝尔奖。

NASA戈达德太空飞行中心代表该机构科学任务委员会管理这一计划。该委员会负责监督涵盖地球、空间天气、太阳系和更广阔宇宙的研究。PRIMA推进至B阶段标志着一个重要进展，但其建造和发射仍取决于之后的确认评审。