NASA, yeni nesil uzay teleskoplarının ilkinin 2030'ların başında fırlatma rampasında olacağını duyurdu. PRIMA görevi, daha az maliyetle daha fazla bilimsel keşif yapmayı amaçlayan NASA'nın yeni 'Probe Explorers' serisinin ilkini oluşturacak. NASA'nın uzay teleskopları genellikle birkaç yüz milyon dolar maliyet sınırına sahip daha düşük maliyetli 'Explorer-class' görevleri veya yakın zamanda fırlatılan ve yaklaşık 4,3 milyar dolarlık bir maliyeti olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi amiral gemisi gözlemevleri kategorisine giriyor.
Probe Explorers ile NASA yetkilileri, daha küçük Explorer görevleri ile milyarlarca dolarlık amiral gemileri arasında daha iyi bir denge kurmayı hedefliyor. NASA, bağımsız bir bilim insanları heyetinin yeni görev kategorisini tavsiye etmesinin ardından birkaç yıldır potansiyel Probe Explorer görevi konseptlerini inceliyordu. Ancak, NASA'nın bilim bütçesinin, bir tane geliştirilmeye başlanması için yeterli olup olmayacağı yakın zamana kadar belirsizdi.
NASA Çarşamba günü yaptığı açıklamada, Probe far-Infrared Mission for Astrophysics'in kısaltması olan PRIMA ile ilerleyeceğini bildirdi. PRIMA, bu yılın başlarında rakip bir X-ışını gözlemevi olan AXIS'i eleyen NASA'nın ilk Probe Explorer görevi için tek finalistti. NASA, AXIS için yapılan bir konsept çalışmasının, kurumun takvim ve bütçe kısıtlamalarını karşılamayacağını gösterdiğini belirtti.
AXIS konsept çalışmasını yürüten bilim insanı, görev geliştirme liderliği NASA'nın Maryland, Greenbelt'teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde meydana gelen aksaklıkları ve yönetim hatalarını gerekçe gösterdi. PRIMA ise NASA'nın Kaliforniya, Pasadena'daki Jet İtki Laboratuvarı tarafından yönetilecek; bu laboratuvar da geliştirme aşamasındaki az sayıda görev ve bir dizi işten çıkarma ile kurumsal bir krizle karşı karşıya kalmıştı.
Amiral gemisi görevlerinin fırlatma rampasına ulaşmadan önce tasarlanması, inşa edilmesi ve test edilmesi on yıllar sürebilir. Roman Uzay Teleskobu bu konuda bir istisna olmuştu. NASA'nın geliştirmeye devam etme onayından fırlatılışına kadar geçen süre 10 yıl sürdü ve teleskop Dünya'dan bir milyon mil uzaktaki bir gözlem noktasına doğru yol aldı.
Webb'den Artakalanlar
Fırlatma maliyetleri hariç 1,2 milyar dolarlık bir maliyet üst sınırına sahip olan PRIMA, Roman kadar büyük ve karmaşık olmayacak, bu nedenle daha kısa bir geliştirme döngüsü beklemek mantıklı. NASA, PRIMA'yı yedi yıl içinde, yani 2033'te fırlatmayı hedefliyor. Teleskop, evreni 24 ila 235 mikrometre arasındaki dalga boylarında zayıf, uzak-kızılötesi ışıkta gözlemleyecek; bu da ana optiklerinin 4,5 Kelvin'e, yani eksi 451 Fahrenheit dereceye soğutulmasını gerektirecek.
Bu, genellikle gelişmiş bir kriyokoolerin yepyeni bir yapısını gerektirir. PRIMA bunun yerine, James Webb Uzay Teleskobu'nun geliştirilmesinden artan bir yedek parçayı kullanacak ve soğutma sıvısı olarak helyum-4 yerine helyum-3 kullanacak şekilde modifiye edilecek. PRIMA'nın kinetik endüktans dedektörlerinin odak düzlemleri daha da düşük sıcaklıklara, yani 100 milikelvin'e soğutularak, görevin optiklerini uzaya gönderilen en soğuklar arasına sokacak.
Görevi yürüten bilim insanlarına göre, uzak-kızılötesi hassasiyeti PRIMA'ya gezegenlerin ve atmosferlerinin kökenleri, galaksiler ve kara deliklerin ortak evrimi ve kozmik zaman içinde toz ve metallerin özelliklerindeki değişiklikler hakkında bilgi sağlayacak. 1,8 metre çapında bir ana aynaya sahip PRIMA, Dünya'dan bir milyon mil uzaktaki Güneş-Dünya L2 Lagrange noktası etrafında bir yörüngeye yerleşecek.
Görevin, Spitzer ve Webb gibi NASA'nın geçmişteki ve mevcut kızılötesi gözlemevlerinden daha derinlere kızılötesi bantlarda bakması bekleniyor ve Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) Herschel uzay teleskobunun keşiflerinden yararlanacak. Herschel, astronomlara kozmik filamentlerin oluşumu ve suyun yıldız ve gezegen oluşumundaki rolü hakkında yeni bilgiler sağlamıştı.
NASA Bilim Görev Direktörlüğü'nün başkan yardımcısı Nicky Fox, yaptığı açıklamada, "PRIMA görevi, insanlığın derin evrene açılan bir sonraki penceresidir. Gezegenlerin, yıldızların, kara deliklerin oluşumunu ve hatta Dünya'daki suyun nasıl var olduğunu daha iyi anlamak için kozmik zaman içindeki gizli kalmış şeyleri ortaya çıkaracak." dedi.
NASA'nın bu haftaki duyurusu, geliştirmenin Faz B'sine geçilmesi, birkaç yıl sonra NASA Genel Merkezi'nde yapılacak bir onay incelemesinden önce ön tasarım incelemesine yönelik çalışmaların başlaması için yeşil ışık yaktı; bu da uçuş donanımının entegrasyonuna devam etmek için nihai onayı işaret edecek. Gözlemevinin tamamının fırlatma anındaki ağırlığının 3,4 metrik tonun (7.500 pound) altında olması bekleniyor.
NASA Astrofizik Bölümü Direktörü Shawn Domagal-Goldman, "Tek bir görev evrenin tüm gizemlerini çözemez. Ancak PRIMA ile filomuzun anket yeteneklerini uzak-kızılötesi dalga boylarına genişleterek, kozmosa inanılmaz derecede kapsamlı bir bakış sağlıyoruz. Webb ve Roman uzay teleskoplarımızla, on yılın her iki yarısında da birinci sınıf görevler başlatma ritmini belirledik. Bunu sürdüreceğiz ve önümüzdeki on yıla PRIMA ile başlayacağız, bu da bu nitelikteki görevlerin sürekli hazır olacağı bir pipeline'ın parçası olacak." dedi.
Amiral Gemileri Hala Zorlu
Bu arada NASA, 2040'larda fırlatılması planlanan bir sonraki büyük amiral gemisi uzay teleskobu Habitable Worlds Observatory için ön mimari çalışmalarına ve teknoloji geliştirmeye devam ediyor. Bu teleskobun en az James Webb Uzay Teleskobu kadar büyük olması bekleniyor; eğer NASA, SpaceX'in Starship'i gibi yeni süper ağır yük fırlatma araçlarından yararlanabilirse daha da büyük bir ana aynaya sahip olma potansiyeli taşıyor. HWO, evreni ultraviyole, görünür ve yakın-kızılötesi dahil olmak üzere çoklu dalga boylarında gözlemleyecek.
Habitable Worlds Observatory için erken maliyet tahminleri, Webb'e paralel olarak yaklaşık 11 milyar dolar civarında seyrediyor ve bu rakam, orijinal maliyet projeksiyonunu aşan bir durum.
Domagal-Goldman Salı günü Ulusal Akademiler'in Astronomi ve Astrofizik Komitesi toplantısında yaptığı açıklamada, "Bu, tüm ulusun katılımını gerektirecek kadar iddialı bir gözlemevi. Açıkçası, uluslararası ortaklarımızın da büyük bir parçası olması gerekecek. Ancak bu işin içinde, ister Goddard'da, ister başka bir NASA merkezinde, bir endüstri ortağında, yeni bir uzay ticari ortağında veya bir üniversitede olsun, ülkemizdeki en iyi ve en parlak beyinlere ihtiyacımız var." dedi.
Domagal-Goldman, NASA'nın Roman teleskobunu bütçesine uygun olarak geliştirme ve fırlatma konusundaki deneyimini kullanarak, HWO gibi gelecekteki amiral gemilerini daha sıkı maliyet kontrolleri altında getirmeyi amaçladığını belirtti.
"Nancy Grace Roman'ı zamanından önce ve bütçe dahilinde fırlatarak, bu projelerin program dışı ve bütçe aşımı olmasının bir doğa yasası olmadığını kanıtladık" dedi. "Bu, kolay oldukları anlamına gelmiyor ve her zaman zamanında ve bütçe dahilinde olacakları konusunda umursamaz olabileceğimiz anlamına da gelmiyor, çünkü bu da yanlışlanmış durumda."
Domagal-Goldman'a göre, NASA'nın amiral gemisi projelerini uygulama konusunda edindiği dersler arasında, görevin mimarisini ve gereksinimlerini tanımlamanın ve uçuş donanımını mühendisler inşa etmeye başlamadan önce temel teknolojilerinin iyi anlaşılmasını sağlamanın önemi yer alıyor.
"Özetle, zorluğu anlamanız, zorluğun inanılmaz derecede iyi anlaşıldığı bir göreve sahip olmanız ve ardından bunu anladığınızda, pedalın metaline basıp o gözlemevini mümkün olan en kısa sürede fırlatma rampasına götürmeniz gerekiyor." diye ekledi.
