Vuodesta 1958 lähtien NASA Explorer -ohjelma on suorittanut edullisia tehtäviä, joiden katsottiin olevan olennaisia SMD:n (Science Mission Directorate) tavoitteiden kannalta, erityisesti mitä tulee aurinkomme ja syvempien kosmisten mysteerien tutkimiseen. Äskettäin Explorer-ohjelma valittiin neljä tehtävää jotka heidän mielestään sopivat hyvin näihin tavoitteisiin, joista kaksi valitaan lanseerattavaksi tulevina vuosina.
Koostuu kahdesta astrofysiikasta Pieni Explorer (SMEX) ja kaksi Mahdollisuuksien tehtävät (MO) ehdotusten mukaan nämä tehtävät on suunniteltu tutkimaan kosmisia räjähdyksiä ja niiden jättämiä roskia sekä tarkkailemaan, kuinka lähellä olevat tähtien soihdut voivat vaikuttaa kiertävien planeettojen ilmakehään. Yksityiskohtaisten arvioiden jälkeen kaksi näistä tehtävistä valitaan ensi vuonna, ja ne lähtevät avaruuteen joskus vuonna 2025.
Tämä ohjelma on nimetty kunniaksi Tutkija I mission, joka oli ensimmäinen satelliitti, jonka Yhdysvallat laukaisi vuonna 1958. Tämä avaruusalus oli vastuussa Maan säteilyvyöhykkeiden löytämisestä, jotka myöhemmin nimettiin tohtori James A. van Allenin mukaan, joka oli vastuussa satelliitin säteilyinstrumentin suunnittelusta.
Taiteilijan mielikuva siitä, miltä Maan kaltainen eksoplaneetta voisi näyttää. Luotto: ESO
Tähän mennessä ohjelma on lähettänyt avaruuteen 90 tehtävää, mukaan lukien Vapaus ja Cosmic Background Explorer (COBE) tehtävät – jotka kartoittivat kosmiset röntgenlähteet ja CMB:n. Kaksi vuonna 2021 leikattavaa tehtävää ovat Explorer-ohjelman seuraavat astrofysiikan tehtävät. Kuten Thomas Zurbuchen, SMD:n apulaishallinnoija, sanoi hiljattain NASA:ssa Lehdistötiedote :
'Nämä lupaavat ehdotukset Explorers-ohjelman puitteissa tuovat esiin joitakin luovimmista, innovatiivisimmista tavoista auttaa paljastamaan maailmankaikkeuden salaisuudet. Aurinkokuntamme ulkopuolisten tähtien ja planeettojen tutkimisesta vastausten etsimiseen suurimpiin kosmisiin mysteereihin odotan innolla näiden vaatimattomien tehtävien läpimurtoa.'
SMEX-ehdotukset sisältävät mm Äärimmäisen ultraviolettisäteilyn tähtien karakterisointi ilmakehän fysiikkaa ja evoluutiota varten (ECAPE) -tehtävä. Jos tämä tehtävä valitaan, se tutkii korkean energian säteilyympäristöjä alueella asumiskelpoisia vyöhykkeitä (HZ) lähellä olevien tähtien ympärillä. Tarkemmin sanottuna ESCAPE käsittelee voimakkaiden ultraviolettipurkausten vaikutusta eksoplaneettojen asuttavuuteen.
Tämä kysymys on erityisen tärkeä, koska M-tyypin (punainen kääpiö) tähtien ympäriltä on löydetty viime vuosina useita maanpäällisiä (kivi)planeettoja. Kun otetaan huomioon tämän tyyppisten tähtien hauras ja epävakaa luonne (joka johtaa intensiivisiä pahenemisvaiheita ), jää nähtäväksi, pystyvätkö punaisia kääpiöitä kiertävät eksoplaneetat pitämään kiinni ilmakehästään.
Taiteilijan mielikuva supernovasta. Kiitos: NASA
Päätutkija on tohtori Kevin France ja tehtävää valvoo Coloradon yliopisto Boulderissa. Siellä on myös Compton-spektrometri ja kuvanturi (COSI), jota valvovat PI John Tomsick ja UC Berkeleyn joukkue. Tämä tehtävä on esimerkki Compton-teleskoopista, instrumentista, joka on suunniteltu skannaamaan sähkömagneettista säteilyä gammasäteilyn aallonpituudella.
COSI etsii gammasäteitä, jotka kuuluvat 'MeV Gap' -alueeseen, joka on koko sähkömagneettisen spektrin vähiten tutkittu alue. Tarkemmin sanottuna se etsii Linnunradalta supernovien tuottamia radioaktiivisia elementtejä ja mittaa gammasäteilypurskeiden (GRB) polarisaatiota. Tästä se kartoittaa tähtien kuoleman ja elementtien tuotannon lähihistorian ja parantaa ymmärrystämme universumin energisimmistä ilmiöistä.
MO-konsepteihin kuuluu puolestaan mm Gravitaatioaallon ultraviolettivastauskuvantaja (GUCI), jota valvovat PI Stephen B. Cenko ja NASA Goddardin tiimi. Tehtävä koostuu kahdesta riippumattomasta satelliitista, jotka kartoittavat taivaan UV-aallonpituudella ja havaitsevat valon kuumien kaasujen räjähdyksistä, jotka seuraavat neutronitähtien ja/tai mustien aukkojen sulautumisen aiheuttamaa GW-purkausta.
Viimeisenä on LargE Area burst Polarimeter (LEAP) -konsepti, joka on PI:n Mark McConnell University of New Hampshiren Durhamissa. Tämä tehtävä asennetaan ISS:n kyytiin, ja se tutkii supernovien (tai kompaktien esineiden, kuten neutronitähtien) tuottamia relativistisia suihkuja ratkaistakseen kysymyksen siitä, miten nämä lähellä valonnopeutta liikkuvat korkeaenergiset suihkut ovat muodostettu.
Taiteellinen esitys kahden neutronitähden sulautumisesta. Luotto: NSF/LIGO/Sonoma State/A. Simonnet
Kun SMEX-ehdotukset saavat kukin 2 miljoonaa dollaria yhdeksän kuukauden tehtäväkonseptitutkimuksen suorittamiseen, MO-ehdotukset saavat kukin 500 000 dollaria yhdeksän kuukauden toteutuskonseptitutkimuksen suorittamiseen. Kuten Paul Hertz, NASAn päämajan astrofysiikan osaston johtaja, selitti :
'Jokainen näistä tehtävistä ottaisi seuraavat askeleet joillakin astrofysiikan kuumimmilla alueilla nykyään. Pienistä dollareista myönnettävillä korkealla tieteellisellä palkinnolla Explorers-tehtävät täyttävät menestyksekkäästi nykyisen avaruusobservatorioiden tieteelliset aukot.'
Joitakin melko jännittäviä NASA-tehtäviä on määrä tapahtua seuraavan vuosikymmenen aikana. Ja vaikka lippulaiva-luokan tehtäviä, kuten James Webb avaruusteleskooppiJa (JWST) tai Sinnikkyyttä roverilla on yleensä suuri huomionhakija, muiden ohjelmien kautta asennetut tehtävät - kuten Löytö , Explorer ja Uudet rajat – ovat myös mittaamattoman tärkeitä.
Lisälukemista: NASA