As equipes por trás de dois potenciais novos telescópios espaciais embarcaram em seus estudos finais de projeto enquanto se enfrentam para ver qual será o primeiro da nova classe de missão “Sonda” da NASA.
PRIMA, a Sonda Far-Infrared Mission for Astrophysics, estudará o universo no comprimento de onda infravermelho mais longo, preenchendo a lacuna entre o que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) pode ver no infravermelho próximo e médio, e o que os radiotelescópios observam. Em 8 de novembro, a equipe internacional PRIMA – liderada por Jason Glenn, da NASA Centro de Voo Espacial Goddard e incluindo pesquisadores dos EUA e da Europa – reunidos no Laboratório de Propulsão a Jato na Califórnia para um workshop de início do estudo de design.
A missão que o PRIMA enfrenta é o AXIS, o Advanced X-ray Imaging Satellite. Liderado por Chris Reynolds, da Universidade de Maryland, o AXIS seria projetado para estudar buracos negros em galáxias distantes no universo primitivo descoberto pelo JWST e investigar quão ativos buracos negros e explosões de supernova explosões podem afetar as galáxias ao seu redor. A missão também observaria “transientes” – flashes de luz de raios X que poderiam ser provenientes da explosão de estrelas, explosões de raios gamafalhas no magnético estrelas de nêutrons ou acréscimo esporádico em buracos negros.
Ambas as equipes têm até 2026 para defender sua posição, tendo cada uma recebido US$ 5 milhões para fazê-lo, e a missão selecionada voará em 2032.
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O PRIMA está sendo apoiado pelo Instituto Max Planck de Astronomia em Heidelberg, Alemanha, onde os pesquisadores construirão componentes vitais para a missão, incluindo dois espelhos de direção de feixe de alta precisão e controlados ativamente, chamados “helicópteros de plano focal de dois eixos”. Eles são capazes de direcionar a luz que entra no telescópio e é refletida em seu espelho de alumínio de 1,8 metros (5,9 pés) em direção aos sensores dos dois instrumentos do PRIMA, permitindo visualizações em alta resolução de qualquer parte do céu no campo de visão do osciloscópio.
Esses dois instrumentos são o PRIMAger (PRIMA imager) e o FIRESS (Far-Infrared Enhanced Survey Spectrometer), que observará luz em comprimentos de onda entre 24 e 261 mícrons (o JWST pode ver até 28,3 mícrons, que é o extremo do meio- banda infravermelha). PRIMA seria 100 vezes mais sensível do que suas missões precursoras, diz NASA Telescópio Espacial Spitzer e o Agência Espacial EuropeiaO Observatório Espacial Herschel e a equipe por trás dele afirmam que terá a capacidade de medir detalhadamente a composição química dos discos de formação de planetas em torno de jovens estrelas.
Como a luz infravermelha pode ser facilmente abafada pela emissão térmica do próprio telescópio, o PRIMA precisa ser resfriado criogenicamente até –269 graus Celsius (–452 graus Fahrenheit), que é apenas quatro graus acima do zero absoluto. No entanto, isso traz uma vantagem; os instrumentos podem usar sensores supercondutores chamados Detectores de Indutância Cinética, ou KIDs, que contam fótons individuais, bem como registram com exatidão sua energia e tempo de chegada. Os supercondutores são exatamente o que parecem: materiais extremamente eficientes na condução elétrons e que utilizam efeitos quânticos, mas, para funcionar, devem estar em baixa temperatura.
Com preocupações sobre a longevidade do Observatório de raios X Chandra no orçamento da NASA, a AXIS seria uma missão oportuna para preencher qualquer lacuna caso o Chandra fosse forçado a fechar. O AXIS funcionaria em uníssono com o JWST para sondar buracos negros que existiram há mais de 13 mil milhões de anos. Por outro lado, PRIMA cobre uma banda de comprimento de onda que atualmente não há cobertura – infravermelho distante astronomia só pode ser feito em espaçodesde Terrao calor do satélite o inunda – e também poderia trabalhar em uníssono com o JWST para examinar regiões de formação de estrelas e planetas no universo. É uma decisão difícil que NASA tem que fazer.
A oportunidade para ambas as missões surgiu graças à recomendação do recente astrofísica pesquisa decenal que reconheceu que poderia haver um atraso de várias décadas para a próxima geração de “grandes observatórios” substituir HubbleChandra e até mesmo o JWST. Para ajudar a preencher a lacuna, a pesquisa decenal propôs uma nova classe de missões de média escala, com um orçamento limitado a mil milhões de dólares (sem incluir o lançamento), que poderia decolar na década de 2030 sem muito desenvolvimento. tempo obrigatório. Estas são as missões da classe Probe e ajudarão a criar oportunidades que poderiam nunca ter acontecido se a NASA jogasse todos os seus ovos na cesta do próximo projeto multibilionário como o JWST.
Qualquer que seja a missão selecionada, ela realizará um trabalho valioso e nos ensinará coisas novas sobre o cosmos.
