Od té doby, co vesmírný dalekohled Herschel Evropské kosmické agentury ukončil svůj provoz v roce 2013 a letecká observatoř SOFIA, společný projekt NASA a Německa, přestala fungovat v září 2022, žádný velký astronomický přístroj se výhradně nevěnuje dalekému infračervenému spektru.
Tuto mezeru by mohla zaplnit PRIMA, observatoř, kterou americká kosmická agentura právě vybrala jako první misi zcela nové kategorie.
Nová třída misí pro NASA
PRIMA zahájí kategorii Probe Explorers, která byla koncipována v rámci historického programu Explorers NASA a doporučena v desetileté studii o astronomii a astrofyzice z roku 2020. Odborníci agentury tuto třídu navrhli tak, aby zaplnila mezeru mezi velkými strategickými misemi a menšími projekty, které v programu již existovaly.
Celý název projektu zní PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics a jeho vývoj má na starosti Jet Propulsion Laboratory, známé jako JPL, centrum NASA specializované na průzkumné mise. PRIMA zvítězila ve výběrovém řízení nad rentgenovou observatoří AXIS, navrženou Goddardovým centrem, a právě postoupila do fáze B, což však neznamená, že její stavba je definitivně schválena.
Dálkové infračervené záření: okno, kam Webb nedosáhne
Abychom pochopili význam nového dalekohledu, musíme se zaměřit na tu část elektromagnetického spektra, ve které bude pracovat. Naše oči vnímají pouze viditelné světlo, které zabírá velmi úzký pás tohoto spektra. Infračervené záření odpovídá delším vlnovým délkám, které rovněž vyzařují hvězdy, planety, kosmický prach a další nebeská tělesa. Dalekohledy citlivé na toto záření mohou studovat tělesa a oblasti, které viditelné světlo neodhaluje, zejména studené materiály a oblasti zahalené obrovskými oblaky prachu.
V rámci infračerveného spektra se podle vlnové délky rozlišují různé oblasti. Blízká infračervená oblast je nejblíže světlu, které vidíme; střední infračervená oblast využívá delší vlnové délky a vzdálená infračervená oblast se nachází ještě dále, přičemž je obzvláště účinná při detekci záření studeného prachu a při analýze plynu, z něhož vznikají hvězdy a planetární soustavy.
Teleskop James Webb pracuje v rozsahu od 0,6 do 28,5 mikrometrů a pokrývá především blízké a střední infračervené spektrum. PRIMA, vybavená primárním zrcadlem o průměru 1,8 metru, bude pozorovat přibližně v rozsahu od 25 do 260 mikrometrů. Oba přístroje budou mít malou oblast překrývání, ale nová observatoř pronikne do oblastí spektra, které jsou zcela mimo dosah teleskopu Webb.
Vědecké cíle
Přístroje observatoře PRIMA jsou navrženy tak, aby pronikly do oblastí skrytých za hustými závoji prachu a sledovaly vývoj materiálů, z nichž nakonec vznikají nové planetární systémy. Vědci navíc budou moci studovat, jak galaxie rostly, jaká souvislost existuje mezi tímto růstem a růstem supermasivních černých děr, které mnohé z nich ukrývají ve svém středu, jak se v průběhu kosmické historie hromadily těžké prvky a jakou roli sehrála voda při vzniku planet.
Nicky Foxová, zástupkyně ředitele Úřadu pro vědecké mise NASA, to v tiskové zprávě shrnula takto: „Mise PRIMA je dalším oknem lidstva do hlubokého vesmíru. Umožní odhalit to, co zůstává skryto v průběhu kosmické historie, abychom lépe porozuměli vzniku planet, hvězd a černých děr, a dokonce i tomu, jak se na Zemi objevila voda.“
Harmonogram a rozpočet
Než mise dostane definitivní zelenou, bude muset JPL dokončit předběžný návrh, zdokonalit potřebné technologie a prokázat, že náklady a termíny jsou reálné. Teprve po úspěšném absolvování této kontroly postoupí mise do fáze C, zaměřené na finální návrh a výrobu, na kterou naváží testy a příprava na start.
Pokud vše půjde podle plánu, PRIMA odstartuje v roce 2033 na počáteční pětiletou misi, kterou bude řídit JPL. Rozpočtový strop byl stanoven na 1,2 miliardy dolarů, přičemž tato částka nezahrnuje náklady na start ani další externí výdaje.