SPHEREx

SPHEREx
Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer
Ilustracja
Państwo

 Stany Zjednoczone

Zaangażowani

NASA

Model satelity

teleskop kosmiczny

Rakieta nośna

Falcon 9[1]

Miejsce startu

Vandenberg Space Launch Complex 4[1]

Orbita (docelowa, początkowa)
Typ orbity

polarna

Pozycja

Słońce-Ziemia L2

Perygeum

700 km

Apogeum

700 km

Okres obiegu

90 min

Nachylenie

97°

Czas trwania
Początek misji

najwcześniej 17 czerwca 2024

Koniec misji

2026 (planowane)

Wymiary
Masa całkowita

178 kg

Masa ładunku użytecznego

74, 5 kg

SPHEREx (ang. Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) – projekt teleskopu kosmicznego przeznaczonego do obserwacji nieba w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni (0, 75-5, 0 μm)[a][1][2][3].

Historia

Projekt SPHEREx jest rozwinięciem misji CIBER (zakończonej w 2014) i CIBER-2 (rozpoczętej w 2021) prowadzonych przez zespół naukowców pod przewodnictwem Jamesa J. Bocka, profesora fizyki na Caltech[4]. 19 grudnia 2014 zespół przedstawił w NASA nowy projekt badawczy, który 30 lipca 2015 został wybrany do dalszego rozwoju koncepcyjnego (faza A) w ramach programu Small Explorer (SMEX)[5][6]. 19 lipca 2016 został złożony szczegółowy raport podsumowujący fazę A. 15 grudnia zespół przedłożył rozwiniętą wersję SPHEREx jako Medium-Class Explorer (MIDEX). 4 stycznia 2017 NASA odrzuciła pierwszy projekt (został wybrany projekt IXPE), a 9 sierpnia wybrała, wraz z dwiema innymi konkurencyjnymi misjami Arcus, oraz Fast Infrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer (FINESSE), rozwiniętą wersję w ramach MIDEX[7]. Każdy z zespołów otrzymał 2 miliony dolarów na dopracowanie koncepcji misji w ciągu kolejnych dziewięciu miesięcy[5][8].

13 lutego 2019 SPHEREx został wybrany przez NASA, a misja została zatwierdzona do rozpoczęcia budowy i wystrzelenia[2].

7 stycznia 2021 NASA ogłosiła, że misja weszła w fazę C, co oznacza, że wczesne plany projektowe zostały zatwierdzone i zespoły mogą rozpocząć ostateczny projekt oraz montaż sprzętu i oprogramowania. Start jest oczekiwany między czerwcem 2024 a kwietniem 2025 roku[9].

4 lutego 2021 roku NASA ogłosiła, że teleskop zostanie wyniesiony na orbitę z Space Launch Complex-4E w Vandenberg Air Force Base przy użyciu rakiety Falcon 9[1].

Cele i planowany przebieg misji

Misja SPHEREx stawia sobie trzy zasadnicze cele[3][7][9]:

  • badanie początków wszechświata, przede wszystkim fazy inflacji[8]
  • badanie początków i ewolucji galaktyk
  • badanie powstawania systemów planetarnych

W ciągu 24 miesięcy satelita dokona czterokrotnej obserwacji całego nieba, mapując je w 96 pasmach kolorów i zbierając dane o ponad 300 milionach galaktyk i ponad 100 milionach gwiazd w Drodze Mlecznej[10], tworząc trójwymiarową mapę nieba o rozdzielczości przekraczającej dotychczas uzyskane wyniki[9]. Analiza rozłożenia galaktyk we wszechświecie pozwoli na lepsze zrozumienie inflacji[2]. Wielkie znaczenie będzie miało również porównanie danych uzyskanych przez SPHEREx z danymi z innych obserwatoriów. Pozwoli to m.in. na lepsze poznanie rozkładu ciemnej materii[11][12].

Budowa

SPHEREx będzie odznaczał się stosunkowo prostą budową. Teleskop o średnicy 20 cm i polu widzenia 3,5° x 11° skieruje światło do sześciu zespołów detektorów HgCdTe, zgrupowanych w dwa układy i pracujących w jednym trybie obserwacji. Ważnym elementem umożliwiającym poprawne działanie będzie liniowy filtr zmienny (linear variable filter). Wymagana temperatura pracy (55-80 K) będzie zapewniona przez pasywny układ chłodzenia. Platforma satelitarna zostanie wyposażona w szukacz gwiazd i dwie anteny pracujące w pasmach Ka i S[13].

Budową platformy satelitarnej zajmuje się firma Ball Aerospace & Technologies, a oprzyrządowania naukowego – Caltech i Jet Propulsion Laboratory. W projekcie bierze również udział Korea Astronomy and Space Science Institute, zapewniając dostęp do kriogenicznej komory testowej[14].

Koszty misji

Koszty misji MIDEX są ograniczone do 250 milionów USD, nie wliczając w to pojazdu nośnego[7]. W lutym 2019 oszacowano koszt misji (bez wyniesienia na orbitę) na 242 miliony USD[10]. W kwietniu 2020 wstępny całkowity koszt misji skorygowano na około 395-427 milionów USD[15]. Koszt wystrzelenia i obsługi misji jest szacowany na 98,8 mln USD[1].

Uwagi

  1. ↑ Angielskojęzyczne źródła (włącznie z NASA) mówią o zakresie bliskiej podczerwieni (near-infrared). Zgodnie z podziałem używanym w Polsce, bliska podczerwień leży w zakresie 0,8−2,5 μm, co oznacza, że SPHEREx obejmuje również widzialną część światła w obszarze głębokiej czerwieni.

Przypisy

  1. ↑ a b c d e Sean Potter, NASA Awards Launch Services Contract for SPHEREx Astrophysics Mission, NASA, 2021 [dostęp 2022-03-29].
  2. ↑ a b c Stephen Clark, NASA selects mission to probe the history of galaxies – Spaceflight Now [dostęp 2022-03-29] (ang.).
  3. ↑ a b Science, spherex.caltech.edu [dostęp 2022-03-29].
  4. ↑ CIBER-2 Takes Its First Flight, 7 czerwca 2021.
  5. ↑ a b SPHEREx News, spherex. caltech.edu [dostęp 2022-03-29].
  6. ↑ Karen Northon, NASA Selects Proposals to Study Neutron Stars, Black Holes and More, NASA, 2015 [dostęp 2022-03-29].
  7. ↑ a b c Katherine Brown, NASA Selects Proposals to Study Galaxies, Stars, Planets, NASA, 2017 [dostęp 2022-03-29].
  8. ↑ a b Missions to probe exoplanets, galaxies, and cosmic inflation vie for $250 million NASA slot, www. science.org [dostęp 2022-03-29] (ang.).
  9. ↑ a b c Ashley Strickland, New NASA space telescope will explore the Big Bang, CNN [dostęp 2022-03-29].
  10. ↑ a b NASA Selects New Mission to Explore Origins of Universe, NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [dostęp 2022-03-29] (ang.).
  11. ↑ Science, spherex.caltech.edu [dostęp 2022-03-29].
  12. ↑ Olivier Doré i inni, Science Impacts of the SPHEREx All-Sky Optical to Near-Infrared Spectral Survey II: Report of a Community Workshop on the Scientific Synergies Between the SPHEREx Survey and Other Astronomy Observatories, „arXiv [astro-ph]”, 24 maja 2018, arXiv:1805.05489 [dostęp 2022-03-29].
  13. ↑ Instrument, spherex.caltech.edu [dostęp 2022-03-29].
  14. ↑ SPHEREx, NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) [dostęp 2022-03-29] (ang.).
  15. ↑ United States Government Accountability Office, NASA Assessments of Major Projects, kwiecień 2020, s. 45.

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Gnome globe current event.svg
Autor: David Vignoni (globe, clock face/ring), Anomie (clock hands), David Göthberg (making the clock red, shadows). Anomie and David G (putting all the parts together)., Licencja: LGPL
Globe with clock to represent a "current event"
Flag of the United States.svg
The flag of Navassa Island is simply the United States flag. It does not have a "local" flag or "unofficial" flag; it is an uninhabited island. The version with a profile view was based on Flags of the World and as a fictional design has no status warranting a place on any Wiki. It was made up by a random person with no connection to the island, it has never flown on the island, and it has never received any sort of recognition or validation by any authority. The person quoted on that page has no authority to bestow a flag, "unofficial" or otherwise, on the island.
SPHEREx Space Observatory NASA.jpg
SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) is a proposed space observatory by NASA that would explore the origin of the universe, the origin and history of galaxies, and explore the origin of water in planetary systems.