Космічний телескоп для спостережень у далекому інфрачервоному діапазоні отримав від NASA дозвіл на наступний етап розробки. Проєкт PRIMA став першим у новому класі астрофізичних місій агентства. Обсерваторія має закрити прогалину між James Webb і радіотелескопами. Німецькі астрономи запропонували створити для неї точну оптико-механіку.
Холодне дзеркало і 2033 рік
Основою PRIMA (PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics) стане головне дзеркало з алюмінію діаметром 1,8 метра. Його охолоджуватимуть активно, бо в далекому інфрачервоному світлі випромінює будь-яке тепле тіло, зокрема й сам інструмент. Старт запланували на 2033 рік, а роботу апарата розрахували на п’ять років.
Про рішення повідомили у прес-релізі NASA. Розробка перейшла до фази B, де доопрацьовують попереднє проєктування і потрібні технології. Після неї PRIMA оцінять за технічними, програмними й вартісними показниками. Лише за підсумками цієї перевірки почнеться реалізація. Якщо місію підтвердять, витрати на неї обмежать сумою 1,2 мільярда доларів без урахування запуску.
Попередником у цьому діапазоні була європейська космічна обсерваторія Herschel з дзеркалом діаметром 3,5 метра. Рідкий гелій для охолодження її приладів закінчився у 2013 році. Відтоді в космосі не працює жоден інструмент для далекого інфрачервоного світла. Активне охолодження PRIMA обходиться без витратного запасу холодоагенту, тож від нього тривалість спостережень не залежатиме.
Світло крізь пил
У далекому інфрачервоному діапазоні світяться холодний пил і газ, з яких формуються зорі та планети. Таке випромінювання вільно проходить крізь щільні хмари, що приховують подібні області від оптичних інструментів. За допомогою James Webb астрономи спостерігають переважно ближнє і середнє інфрачервоне світло, а в радіодіапазоні працюють з набагато довшими хвилями. Обсерваторію PRIMA розрахували на глибокі чутливі огляди неба в проміжку між цими ділянками спектра.
Серед наукових цілей називають походження екзопланет, зростання галактик, еволюцію їхніх центральних чорних дір і накопичення важких елементів у Всесвіті. Ніккі Фокс, заступниця адміністратора NASA з наукових місій, пов’язала з PRIMA ще й питання про те, звідки на Землі взялася вода.
Дзеркала з Гайдельберга
Внесок, який запропонував Інститут астрономії Макса Планка (MPIA), складається з двох високоточних дзеркал з активним керуванням, так званих двовісних чоперів фокальної площини. Кожен з двох наукових приладів обсерваторії має отримати по одному. Це камера PRIMA для отримання зображень (PRIMAger) і покращений оглядовий спектрометр далекого інфрачервоного діапазону (FIRESS).
Такі дзеркала швидко наводять поле зору приладу на потрібні ділянки неба і втримують його там. Електроніку керування для них теж пропонують розробити в Гайдельберзі, а фінансує цю частину роботи Німецький аерокосмічний центр (DLR).
До співдослідників місії входять Олівер Краузе, який очолює в MPIA групу інфрачервоної космічної астрономії, і почесний директор установи Томас Геннінг. Томас Геннінг також допомагав сформулювати наукову програму PRIMA.
Від Explorer 1 до нового класу
Раніше фахівці MPIA працювали над Інфрачервоною космічною обсерваторією (ISO), Herschel і Euclid агентства ESA, а також над James Webb і Nancy Grace Roman. Міріам Беністі, директорка установи і керівниця відділу формування планет і екзопланет, назвала PRIMA логічним продовженням цих проєктів.
Запровадити клас Probe Explorers рекомендувало Декадне дослідження 2020 року Національних академій наук, інженерії та медицини США. Нова категорія входить до Explorers, найстарішої безперервної програми NASA. Від запуску Explorer-1 у 1958 році в її межах відправили в космос понад сотню апаратів, а дослідники двох з них, Uhuru і Cosmic Background Explorer, отримали Нобелівські премії.
Керуватиме місією Лабораторія реактивного руху NASA. Внески в неї роблять космічні агентства Франції, Італії, Канади, Японії та Великої Британії, а також Корейський інститут астрономії та космічних наук.
