NASA beginnt mit der Entwicklung des PRIMA-Teleskops zur Erforschung des fernen Infrarot-Universums

Die wichtigste Eigenschaft von PRIMA ist, dass es seine Beobachtungen im fernen Infrarot (far-infrared) durchführen wird. Dieser Bereich wird eine wichtige Beobachtungslücke zwischen bestehenden Infrarot-Observatorien wie dem James-Webb-Weltraumteleskop und Radioteleskopen schließen. Laut NASA können dadurch einige kosmische Prozesse, die bei anderen Wellenlängen nicht deutlich sichtbar sind, direkt untersucht werden.

Ein 1,8-Meter-Teleskop wird verwendet

PRIMA soll über ein Teleskop mit einem Durchmesser von etwa 1,8 Metern verfügen. In der zuvor veröffentlichten Missionsbeschreibung der NASA wurde dieselbe Größe bestätigt, und es wurde angegeben, dass sich die Mission insbesondere auf die Entstehung von Planetensystemen, Sterne, Galaxien, supermassereiche Schwarze Löcher und kosmischen Staub konzentrieren wird.

Das Arbeitsfeld von PRIMA wird sich nicht nur auf die Gewinnung von Bildern beschränken. Die Mission zielt darauf ab, durch die Untersuchung der Eigenschaften der fernen Infrarotstrahlung Informationen über die chemische und physikalische Struktur von Himmelsobjekten zu sammeln. Dies könnte Forschern helfen, sowohl die Entstehung von Sternen und Planeten als auch die Veränderung von Galaxien im Laufe der Zeit zu verfolgen.

In wissenschaftlichen Arbeiten zur technischen Infrastruktur der Mission wird angegeben, dass das Teleskop auf sehr niedrige Temperaturen heruntergekühlt werden soll und empfindliche Infrarotsensoren zum Einsatz kommen. In der technischen PRIMA-Studie von 2025 wird berichtet, dass das Beobachtungssystem im Bereich von 24 bis 264 Mikrometern arbeiten soll und das Teleskop auf etwa 4,5 Kelvin heruntergekühlt werden soll.

PRIMA wird James Webb nicht ersetzen

PRIMA soll nicht das James-Webb-Weltraumteleskop ersetzen. Die beiden Observatorien werden bei unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten und sich gegenseitig ergänzen.

Laut der Missionsbeschreibung der NASA zielt PRIMA darauf ab, insbesondere die im fernen Infrarot auftretende Strahlung zu untersuchen und so die Beobachtungslücke zwischen James Webb und Radioteleskopen zu schließen. Dieser Ansatz könnte Astronomen ermöglichen, dieselben kosmischen Objekte bei verschiedenen Wellenlängen zu untersuchen und ein umfassenderes Bild zu erstellen.

In dieser Hinsicht ist es treffender, PRIMA nicht als direkten Konkurrenten bestehender Teleskope zu betrachten, sondern als neues Element des multwellenlängen-Beobachtungsnetzwerks, das Astronomen nutzen.

Von Planeten bis zu Schwarzen Löchern: ein breites Forschungsfeld

Die wissenschaftlichen Fragen, denen die NASA Priorität einräumt, sind recht breit gefächert. Mit PRIMA sollen insbesondere folgende Themen untersucht werden:

1. Wie Planeten außerhalb des Sonnensystems und Planetensysteme entstehen,
2. wie Galaxien im Laufe der kosmischen Zeit wachsen und sich verändern,
3. die Beziehung zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern und der Evolution von Galaxien,
4. die Entstehung und Lebenszyklen von Sternen,
5. wie sich kosmischer Staub und schwere Elemente im Laufe der Zeit ansammeln,
6. ein besseres Verständnis der Prozesse im Zusammenhang mit Wasser und Planetenentstehung.

Insbesondere das Thema Staub ist wichtig. Sternentstehungsgebiete können durch dichten Staub im sichtbaren Licht weitgehend verborgen sein, während Infrarotbeobachtungen es ermöglichen, die Strahlung aus diesen Regionen zu untersuchen. Auch die SPHEREx-Mission der NASA zeigt den wissenschaftlichen Wert dieses Ansatzes, indem sie den gesamten Himmel bei verschiedenen Infrarotwellenlängen durchmustert; PRIMA hingegen wird sich auf deutlich längere Wellenlängen konzentrieren.

Wann wird PRIMA ins All geschickt?

Nach dem aktuellen Plan der NASA soll PRIMA im Jahr 2033 gestartet werden. Die geplante Betriebsdauer der Mission beträgt fünf Jahre. Dieses Datum ist jedoch kein endgültiger Starttermin; laut der Erklärung der NASA muss das Projekt noch ein Genehmigungsverfahren durchlaufen, bei dem die technische, programmatische und finanzielle Leistung bewertet wird.

Für die Projektkosten der Mission wurde eine Obergrenze von 1,2 Milliarden US-Dollar festgelegt. In dieser Summe sind der Start und einige Kosten außerhalb des Projekts nicht enthalten.

Das erste Beispiel einer neuen NASA-Missionsklasse

Eine weitere Besonderheit von PRIMA ist, dass es der erste Vertreter der neuen Astrophysik-Missionsklasse ist, die die NASA als Probe Explorers bezeichnet.

Die NASA hatte 2024 im Rahmen dieser Klasse zwei verschiedene Konzepte für eine eingehende Prüfung ausgewählt: das Ferninfrarot-Observatoriumskonzept PRIMA und das Röntgenobservatorium AXIS. Beide Projekte wurden einer weiteren Bewertung unterzogen, und die NASA entschied später, PRIMA in der Entwicklungsphase voranzutreiben.

Für die Leitung von PRIMA wird die Einheit Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA verantwortlich sein. Am Projekt sind neben den Goddard- und Marshall-Zentren der NASA auch Institutionen aus Frankreich, Italien, Deutschland, Kanada, Südkorea, Japan und dem Vereinigten Königreich beteiligt.

Das eigentliche Ziel: zu verstehen, wie das Universum zu seinem heutigen Zustand gelangte.

Die Bedeutung von PRIMA beruht nicht auf einem einzigen Entdeckungsziel. Die Beobachtungen des Teleskops im fernen Infrarot sollen die Entstehungsprozesse von Sternen, Planeten, Galaxien und Schwarzen Löchern als verschiedene Teile derselben kosmischen Geschichte untersuchen.

Nach Angaben der NASA wird die Mission ein neues Beobachtungsfenster öffnen, um die Entstehung und Entwicklung des Universums im Laufe der Zeit besser zu verstehen. Doch das Teleskop ist noch nicht im All: Das Ziel 2033 hängt vom erfolgreichen Abschluss der laufenden Entwicklungs- und Genehmigungsverfahren ab.

Bei der Quellenüberprüfung wurde die offizielle Ankündigung der NASA vom 23. September 2026 zugrunde gelegt; sie wurde mit der Missionsauswahl der NASA von 2024, den Missionsseiten von NASA Science, der Erklärung von UKRI und den technischen Arbeiten von PRIMA abgeglichen.