ناسا قصد دارد تلسکوپ فضایی جدیدی با نام پریما (PRIMA)توسعه دهد که برای رصد بخش فروسرخ دور طیف الکترومغناطیسی طراحی شده است. این رصدخانه قرار است با استفاده از برخی سختافزارها و فناوریهای توسعهیافته برای تلسکوپ فضایی جیمز وب ساخته شود تا زمان و هزینه مورد نیاز برای توسعه آن کاهش پیدا کند.
پرتاب پریما برای اوایل دهه ۲۰۳۰ برنامهریزی شده و این مأموریت میتواند نخستین نمونه از نسل جدید تلسکوپهای میانرده ناسا باشد.
پریما نخستین مأموریت از کلاس جدیدی با نام مأموریت کاوشگر خواهد بود. این رده برای پر کردن فاصله میان مأموریتهای کوچکتر Explorer و تلسکوپهای پرچمدار چند میلیارد دلاری ایجاد شده است. سقف بودجه توسعه پریما، بدون احتساب هزینه پرتاب، حدود ۱٫۲ میلیارد دلار تعیین شده است. برای مقایسه، هزینه توسعه تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن حدود ۴٫۳ میلیارد دلار برآورد شده است.
یکی از مهمترین راهکارهای ناسا برای کنترل هزینه پریما، استفاده از فناوریهایی است که پیشتر در پروژه جیمز وب توسعه داده شدهاند.
این تلسکوپ برای رصد فروسرخ دور باید به دمای بسیار پایینی برسد. آینه و تجهیزات اپتیکی آن تا حدود ۴٫۵ کلوین، یعنی تقریباً منفی ۲۶۸ درجه سانتیگراد، خنک خواهند شد. ناسا بهجای طراحی یک سامانه خنککننده کاملاً جدید، قصد دارد یکی از فناوریهای خنککننده توسعهیافته برای جیمز وب را با تغییراتی از جمله استفاده از هلیوم ۳ بهکار بگیرد.
آشکارسازهای پریما نیز به دمای بسیار پایینتری در حدود ۱۰۰ میلیکلوین نیاز دارند. دستیابی به چنین دماهایی یکی از مهمترین چالشهای فنی این مأموریت است، زیرا رصد فروسرخ دور به تجهیزات بسیار سرد نیاز دارد تا گرمای خود تلسکوپ و محیط اطراف، سیگنالهای بسیار ضعیف کیهانی را تحت تأثیر قرار ندهد.
پریما برای رصد طول موجهای ۲۴ تا ۲۳۵ میکرومتر طراحی شده است؛ محدودهای که بخش مهمی از آن فراتر از توان رصدی تلسکوپهایی مانند اسپیتزر و جیمز وب قرار میگیرد.
این رصدخانه یک آینه اصلی با قطر ۱٫۸ متر خواهد داشت و در نقطه لاگرانژی دوم یا L2، در فاصلهای حدود ۱٫۵ میلیون کیلومتری از زمین، مستقر میشود. وزن آن نیز هنگام پرتاب کمتر از ۳٫۴ تن خواهد بود.
اهداف علمی پریما طیف گستردهای را شامل میشوند. دانشمندان میخواهند با کمک این تلسکوپ نحوه شکلگیری سیارات و جو آنها را بررسی کنند، ارتباط میان رشد کهکشانها و سیاهچالههای پرجرم را بهتر بشناسند و تغییرات گردوغبار و عناصر سنگین را در طول تاریخ کیهان دنبال کنند.
بررسی نقش آب در شکلگیری ستارهها و سیارات نیز یکی دیگر از اهداف اصلی این مأموریت است؛ موضوعی که پریما را تا حدی در ادامه مسیر تلسکوپ فضایی هرشل قرار میدهد.
ناسا در هفته جاری مجوز ورود پریما به فاز B توسعه را صادر کرده است. در این مرحله، طراحی اولیه مأموریت با جزئیات بیشتری بررسی میشود و مهندسان و دانشمندان باید مشخص کنند که طرح فعلی تا چه اندازه میتواند الزامات علمی و فنی مأموریت را برآورده کند.
در صورت عبور موفقیتآمیز از مراحل بعدی، توسعه سختافزار پروازی آغاز خواهد شد و هدف فعلی ناسا، پرتاب پریما در سال ۲۰۳۳ است.
توسعه پریما به معنای کنار گذاشتن پروژههای بزرگتر ناسا نیست. این سازمان همزمان روی طراحی رصدخانه جهانهای زیستپذیر (HWO) نیز کار میکند. تلسکوپی پرچمدار که هزینه آن حدود ۱۱ میلیارد دلار برآورد شده و برای پرتاب در دهه ۲۰۴۰ در نظر گرفته شده است.
HWO قرار است جهان را در طول موجهای فرابنفش، نور مرئی و فروسرخ نزدیک بررسی کند و یکی از اهداف اصلی آن مطالعه سیارات فراخورشیدی و جستوجوی نشانههایی از شرایط قابلزیست خواهد بود.
در این میان، پریما قرار است مسیر متفاوتی را دنبال کند. مأموریتی با هزینه و زمان توسعه کمتر که همچنان میتواند به پرسشهای مهمی درباره شکلگیری ستارهها، سیارات و کهکشانها پاسخ دهد.
استفاده مجدد از فناوریهای آزمایششده در پروژههایی مانند جیمز وب نیز بخشی از همین رویکرد است و میتواند به ناسا اجازه دهد مأموریتهای علمی پیچیدهتری را بدون نیاز به بودجه و زمان تلسکوپهای پرچمدار توسعه ده