NASA przechodzi do kolejnego etapu misji PRIMA – teleskopu na daleką podczerwień

Obecnie w kosmosie i w drodze do celu znajduje się już kilka flagowych instrumentów badawczych: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wciąż dostarcza spektakularne obrazy w bliskiej i średniej podczerwieni, wysłużony Teleskop Hubble'a działa niezmiennie od lat, a teleskop Nancy Grace Roman zmierza właśnie do punktu Lagrange'a L2, skąd ma przesłać pierwsze zdjęcia. Mimo tego bogactwa danych płynących z przestrzeni kosmicznej, NASA nie planuje zwolnić tempa. Agencja potwierdziła właśnie przejście projektu PRIMA (PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics) do fazy B rozwoju. Chodzi o pierwszą misję w ramach klasy Probe Explorers, która ma wypełnić istniejącą dotąd lukę obserwacyjną, koncentrując się na promieniowaniu z dalekiej podczerwieni.

Przejście do fazy B oznacza kontynuację prac koncepcyjnych oraz rozwój technologii niezbędnych do realizacji przedsięwzięcia - to jeszcze nie jest ostateczna gwarancja startu misji. Przy pomyślnym przebiegu dalszych etapów, wystrzelenie PRIMA zaplanowano na 2033 rok, a sonda ma prowadzić obserwacje kosmosu przez minimum pięć lat.

Misja bez precedensu

Dla entuzjastów astronomii i technologii kosmicznych to wydarzenie o dużym znaczeniu. Dotychczas JWST odpowiadał za obrazowanie w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni, natomiast PRIMA skoncentruje się na jej dalekiej części widma. Choć dla ludzkiego oka różnica ta może wydawać się nieistotna, poszczególne długości fal odkrywają odmienne procesy zachodzące we wszechświecie. Daleka podczerwień pozwala wykryć promieniowanie emitowane między innymi przez chłodniejszy gaz i pył kosmiczny, a te składniki materii międzygwiazdowej mają kluczowy wpływ na formowanie się gwiazd, planet oraz całych galaktyk.

Celem NASA jest głębsze poznanie mechanizmów przemian wszechświata na przestrzeni miliardów lat. Instrument PRIMA ma obserwować m.in. proces powstawania planet poza Układem Słonecznym, przebieg ewolucji galaktyk, a także mechanizmy wzrostu i rozwoju czarnych dziur.

Kolejny rozdział programu Explorers

Program Explorers prowadzony przez NASA ma bogatą historię, sięgającą 1958 roku, kiedy na orbitę trafił Explorer 1 - pierwszy amerykański satelita. Od tego czasu w ramach programu zrealizowano ponad sto misji naukowych, w tym m.in. Uhuru oraz Cosmic Background Explorer, których wyniki badań przyczyniły się do odkryć uhonorowanych później Nagrodą Nobla.

Nowa kategoria misji, Probe Explorers, powstała w odpowiedzi na zalecenia zawarte w dziesięcioletnim planie rozwoju astronomii i astrofizyki, opublikowanym w 2020 roku. NASA poszukiwała wówczas projektów łączących ambitne cele naukowe z realistycznym czasem realizacji oraz przewidywalnymi kosztami. Kwestia finansowa ma tu szczególne znaczenie, ponieważ utrzymywanie obecnych programów i jednoczesne rozwijanie nowych generuje znaczne wydatki, które bez dodatkowych środków mogą postawić agencję w niekomfortowej sytuacji budżetowej.

Z tego powodu przy ocenie projektów brano pod uwagę nie tylko ich walory naukowe, ale też wykonalność, harmonogram, koszty oraz potencjał technologiczny, który może znaleźć zastosowanie w przyszłych, większych obserwatoriach. Główny instrument PRIMA to teleskop o średnicy 1,8 metra. Jak podkreśla Shawn Domagal-Goldman, dyrektor Działu Astrofizyki NASA, żadna pojedyncza misja nie jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie pytania dotyczące wszechświata - kluczowa jest tu współpraca różnych obserwatoriów.

Każdy teleskop dostarcza innego rodzaju informacji, bazując na odmiennym zakresie fal elektromagnetycznych. Zestawienie danych z wielu instrumentów umożliwia uzyskanie znacznie pełniejszego obrazu badanych obiektów niż analiza wyników z jednego tylko urządzenia.

Budżet samej misji PRIMA został ustalony na poziomie 1,2 miliarda dolarów, przy czym suma ta nie uwzględnia kosztów związanych z samym startem rakiety.