Die Raumfahrtbehörde geht mit einem neuen Teleskopdesign voran und möchte das Universum auf eine Weise betrachten, die das rund 10 Milliarden Dollar teure James-Webb-Weltraumteleskop nicht kann. Die NASA ist in die vorbereitende Design- und Technikphase, auch Phase B, für PRIMA, die Probe für Infrarotastrophysik, eingetreten. Sollte alles nach Plan verlaufen, wird PRIMA nicht vor 2033 auf eine fünfjährige Mission starten.
Der weit-infrarote Kosmos ist es, auf den dieses Teleskop seine Aufmerksamkeit richten wird, wobei ein 1,8-Meter-Instrument für diese Wellenlängen gebaut wird. Das ist ein anderer Frequenzbereich als der, den JWST beobachtet – das Teleskop, das 2021 gestartet wurde. Hubble und das Nancy Grace Roman Space Telescope können ebenfalls etwas Infrarotlicht sehen, aber JWST wurde speziell für Nahinfrarot- und Mittelinfrarotlicht entwickelt.
Die wissenschaftlichen Fragen von PRIMA
Ein außerordentlicher Professor für Physik und Astronomie an der Johns Hopkins University, der sich auf die Bildung planetarischer Systeme spezialisiert hat, sprach mit Live Science darüber, was PRIMA kann, was JWST nicht kann.
„Die wichtigsten wissenschaftlichen Fragen, die PRIMA in Bezug auf die Planetenentstehung beantworten soll, sind die Quantifizierung der Rolle von Wasser bei der Antrieb der Planetenentstehung [und] die Bestimmung der gesamten Gasmassen und der Kohlenstoff- und Sauerstoff-Häufigkeiten in Scheiben, um aufzudecken, wo Exoplaneten entstehen“, sagte MacGregor.
Sie fügte hinzu, dass sie sich sicher sei, „Wir können diese wissenschaftlichen Fragen mit JWST nicht beantworten“, und dass sie keinen Zweifel an der Sache habe, „weil die erforderlichen Spektrallinien nur im Weit-Infrarot liegen – in längeren Wellenlängen, als JWST empfindlich ist.“
Der gesamte Zweck von PRIMA beruht auf diesem Unterschied. JWST ist auf Nahinfrarot- und Mittelinfrarotlicht spezialisiert, ein Merkmal, das seinen Preis von 10 Milliarden Dollar erklärt. PRIMA wurde gebaut, um im Weit-Infrarotbereich hervorragende Leistungen zu erbringen, einem Wellenlängenbereich, in dem das ältere Teleskop nicht ausreichend ist, und so die Lücken zu schließen, die es nicht erreichen kann.
Das Team hinter dem Projekt
Alberto Bolatto, ein Observatoriumsastronom an der University of Maryland, der die Forschung zur Galaxienentwicklung für PRIMA leitet, ist begeistert von dem Projekt.
Bolatto sagte in einer Erklärung, dass er sich „am meisten auf die Dinge freue, die ich noch nicht weiß“, und führte aus: „Ich bin begeistert, Teil der Zukunft der Astronomie zu sein – um ein Instrument zu entwickeln, das für die astronomische Gemeinschaft ein riesiges Werkzeug sein wird, um das Wissen der Menschheit voranzutreiben.“
Ein Wissenschaftler des Caltech-Instituts, der als Mit-Betreuer und wissenschaftlicher Leiter der PRIMA-Mission fungiert, wurde mit diesen Worten zitiert.
„Ich freue mich besonders darüber, wie PRIMA uns helfen wird, die Rolle leistungsstarker molekularer Ausflüsse in Galaxien über kosmische Zeiträume zu entdecken und zu verstehen, und wie sie die Sternentstehung und das Wachstum supermassereicher Schwarzer Löcher in den Zentren von Galaxien prägen“, sagte Armus in einer separaten Erklärung.
Die Kosten der Mission
Das Projektkostenlimit für PRIMA beläuft sich auf 1,2 Milliarden Dollar, zuzüglich der Startkosten sowie nicht-projektbezogener Ausgaben. Zum Vergleich beliefen sich die Startkosten für JWST im Jahr 2021 auf 10 Milliarden Dollar, ein Wert, der ebenfalls keine Inflation oder Startkosten beinhaltet.
Ein Teleskop, das entdeckt, was das 10 Milliarden Dollar teure James Webb nicht entdecken kann, hat ein festes Preisobergrenze, was den Vergleich einfach macht.
Eine neue Klasse von Raumfahrzeugen
PRIMA ist das erste in einer neuen Klasse von Raumfahrzeugen, die NASA als Probe Explorer bezeichnet. Diese sollen irgendwo zwischen den Flaggschiffmissionen wie JWST und kleineren Behördenbemühungen liegen. Die Probe Explorer sind Teil des seit Jahrzehnten bestehenden Explorers Programms, das mit dem Start von Explorer 1 im Jahr 1958 begann und auf das weitere 100 Missionen folgten.
„Explorer führen ‚eine breite Vielfalt an Forschungs- und wissenschaftlichen Explorationsprogrammen für Erdstudien, Weltraumwetter, das Sonnensystem und das Universum‘ durch“, so die Behörde. Die Probe Explorer wurden nach einer Empfehlung von Astrophysikern im Rahmen der Decadal Survey 2020 umgesetzt, einem Konsensbericht der Nationalen Akademie der Wissenschaften, Ingenieurwesen und Medizin im Auftrag der Fachwelt.
Wie die NASA beschloss, vorzugehen
Die NASA finanzierte zwei Konzepte im Jahr 2024 mit je 5 Millionen Dollar und erwog sowohl PRIMA als auch den Advanced X-ray Imaging Satellite, bevor sie diese Woche ihre Entscheidung, mit PRIMA fortzufahren, bekannt gab. Die Agentur gab am Mittwoch (23. Sept.) bekannt, dass sie PRIMA nach einer detaillierten Bewertung von Konzeptstudien für Probe Explorer Missionen für die Entwicklung ausgewählt habe.
Die Bewertung basierte auf wissenschaftlichem Wert, in Übereinstimmung mit den Empfehlungen der Decadal Survey, der Durchführbarkeit von Entwicklungsplänen in Bezug auf Kosten und Zeitplan sowie der Nutzung von Technologien, die die Entwicklung zukünftiger großer Missionen unterstützen könnten. Die NASA und das Jet Propulsion Laboratory werden PRIMA verwalten, mit Beiträgen vieler anderer NASA-Zentren und internationaler Agenturen.
Was als Nächstes geschieht
Die Mission befindet sich nun in Phase B, der Vorbereitungsdesign- und Technologiephase. Die Manager werden den Fortschritt der Mission überprüfen, bevor offiziell die Reise des Teleskops zum Start beginnt. Wenn alles nach Plan verläuft, wird PRIMA nicht früher als 2033 eine fünfjährige Mission antreten.
Mit einer Projektkostenobergrenze von 1,2 Milliarden Dollar betrachtet die NASA PRIMA als eine mittelgroße Mission und nicht als eine Spitzenmission.
- PRIMA befindet sich in Phase B, der Vorbereitungsdesign- und Technologiephase
- Projektkostenobergrenze: 1,2 Milliarden Dollar, ohne Start und andere nicht-projektbezogene Ausgaben
- JWST Startkosten: 10 Milliarden Dollar, 2021
- Missionsdauer: fünf Jahre
- Start nicht früher als: 2033
- Teleskopdurchmesser: 5,9 Fuß (1,8 Meter)
Der Unterschied zwischen PRIMA und JWST lässt sich auf den Maßstab zurückführen. JWST ist gebaut worden, um nahes und mittleres Infrarotlicht zu sehen und nimmt einen Teil des elektromagnetischen Spektrums ein. PRIMA hingegen ist für das Weit-Infrarotlicht ausgelegt. Damit arbeiten die beiden Teleskope in völlig unterschiedlichen Bereichen desselben Spektrums.
Was PRIMA entdecken wird, ist die eigentliche Frage, die es wert ist, gestellt zu werden. Bolattos Begeisterung für das, was er noch nicht weiß, ist die richtige Einstellung für eine so ambitionierte Mission. Wir werden nicht wissen, welche Entdeckungen PRIMA macht, bis es sein Auge auf das Universum richtet.
Das Teleskop existiert derzeit nur im Konzept, wobei die Designphase noch läuft. Eine Missionsüberprüfung ist der nächste Kontrollpunkt, gefolgt von einem langen Weg bis zum Start.
Quelle: „NASA teases new PRIMA telescope that could see what even the James Webb telescope can’t,” Live Science.
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