NASA aloittaa PRIMA-teleskoopin kehittämisen kaukoinfrapunauniversumin tutkimiseen

PRIMAn tärkein ominaisuus on, että se tekee havaintonsa kaukoinfrapuna-alueella (far-infrared). Tämä alue täydentää merkittävää havaintoväliä, joka jää James Webb -avaruusteleskoopin kaltaisten infrapunahavaintolaitteiden ja radioteleskooppien väliin. NASAn mukaan tämän ansiosta voidaan suoraan tutkia joitakin kosmisia prosesseja, jotka eivät erotu selvästi muilla aallonpituuksilla.

Käytössä 1,8 metrin teleskooppi

PRIMAan suunnitellaan noin 1,8 metrin halkaisijaltaan olevaa teleskooppia. NASAn aiemmin julkaisemassa tehtäväkuvauksessa vahvistetaan sama koko, ja hankkeen kerrotaan keskittyvän erityisesti planeettakuntien syntyyn, tähtiin, galakseihin, supermassiivisiin mustiin aukkoihin ja kosmiseen pölyyn.

PRIMAn toiminta ei rajoitu pelkästään kuvien tuottamiseen. Tehtävän tavoitteena on kerätä tietoa taivaankappaleiden kemiallisesta ja fysikaalisesta rakenteesta tutkimalla kaukoinfrapunasäteilyn ominaisuuksia. Tämä voi auttaa tutkijoita seuraamaan tähtien ja planeettojen syntyä sekä sitä, miten galaksit muuttuvat ajan myötä.

Hankkeen teknistä infrastruktuuria koskevissa tieteellisissä töissä kerrotaan, että teleskooppi on tarkoitus jäähdyttää erittäin alhaisiin lämpötiloihin ja että siinä käytetään herkkiä infrapunailmaisimia. Vuonna 2025 julkaistussa PRIMAn teknisessä työssä kerrotaan, että havaintöjärjestelmän on suunniteltu toimivan 24–264 mikrometrin alueella ja että teleskooppi on tarkoitus jäähdyttää noin 4,5 kelviniin.

Ei korvaa James Webbiä

PRIMAn tarkoituksena ei ole korvata James Webb -avaruusteleskooppia. Kaksi havaintolaitosta toimii eri aallonpituuksilla ja täydentää toisiaan.

NASAn tehtäväkuvauksen mukaan PRIMA pyrkii erityisesti tutkimaan kaukoinfrapunassa ilmenevää säteilyä ja täyttämään James Webbin ja radioteleskooppien välisen havaintovajeen. Tämä lähestymistapa voi mahdollistaa astronomeille kattavamman kokonaiskuvan muodostamisen tutkimalla samoja kosmisia kohteita eri aallonpituuksilla.

Tässä mielessä PRIMAA on osuvampaa pitää astronomien käyttämän moniaallonpituuksisen havaintoverkon uutena osana kuin nykyisten teleskooppien suorana kilpailijana.

Laaja tutkimuskenttä planeetoista mustiin aukkoihin

NASAn priorisoimat tieteelliset kysymykset ovat varsin laajoja. PRIMAlla on tarkoitus tutkia erityisesti seuraavia aiheita:

1. Aurinkokunnan ulkopuolisten planeettojen ja planeettakuntien synty,
2. galaksien kasvu ja muutos kosmisen ajan kuluessa,
3. supermassiivisten mustien aukkojen yhteys galaksien evoluutioon,
4. tähtien synty ja elinkaaret,
5. kosmisen pölyn ja raskaiden alkuaineiden kertyminen ajan myötä,
6. veden ja planeettojen syntyyn liittyvien prosessien parempi ymmärtäminen.

Erityisesti pölykysymys on tärkeä. Tähtien syntyalueet voivat peittyä näkyvässä valossa suurelta osin tiheän pölyn vuoksi, mutta infrapunahavainnot mahdollistavat näistä alueista tulevan säteilyn tutkimisen. NASAn SPHEREx-hanke osoittaa myös skannaamalla koko taivaan eri infrapuna-aallonpituuksilla tämän lähestymistavan tieteellisen arvon; PRIMA puolestaan keskittyy huomattavasti pidempiin aallonpituuksiin.

Milloin PRIMA lähetetään avaruuteen?

NASAn nykyisen suunnitelman mukaan PRIMAn lähettämistä vuonna 2033 tavoitellaan. Hankkeen suunniteltu toimintakausi on viisi vuotta. Tämä päivämäärä ei kuitenkaan ole vahvistettu laukaisupäivä; NASAn tiedotteen mukaan hanke käy vielä läpi hyväksyntäprosessin, jossa arvioidaan teknistä, ohjelmallista ja taloudellista suorituskykyä.

Hankkeen projektikustannusten ylärajaksi on asetettu 1,2 miljardia dollaria. Tähän summaan eivät sisälly laukaisu ja eräät projektin ulkopuoliset kustannukset.

Uuden NASA-tehtäväluokan ensimmäinen edustaja

PRIMAn toinen ominaisuus on, että se on NASAn Probe Explorers -nimisen uuden astrofysiikan tehtäväluokan ensimmäinen edustaja.

NASA valitsi vuonna 2024 tämän luokan puitteissa kaksi eri konseptia tarkempaan tarkasteluun: PRIMAn kaukoinfrapunahavaintolaitoksen konseptin ja röntgenhavaintolaitos AXIS:n. Molemmat hankkeet otettiin jatkoarviointiin, minkä jälkeen NASA päätti edistää PRIMAA kehitysprosessissa.

PRIMAn hallinnasta vastaa NASAn Jet Propulsion Laboratory (JPL) -yksikkö. Hankkeessa ovat mukana NASAn Goddardin ja Marshallin keskusten lisäksi Ranskan, Italian, Saksan, Kanadan, Etelä-Korean, Japanin ja Yhdistyneen kuningaskunnan laitokset.

Päätavoite: ymmärtää, miten maailmankaikkeudesta tuli nykyisenlainen.

PRIMAn merkitys ei johdu yhdestä löytötavoitteesta. Teleskoopin kaukoinfrapunassa tekemien havaintojen tavoitteena on tutkia tähtien, planeettojen, galaksien ja mustien aukkojen syntyprosesseja saman kosmisen tarinan eri osina.

NASAn mukaan hanke avaa uuden havaintoikkunan maailmankaikkeuden synnyn ja kehityksen parempaan ymmärtämiseen ajan kuluessa. Teleskooppi ei kuitenkaan ole vielä avaruudessa: vuoden 2033 tavoite riippuu käynnissä olevien kehitys- ja hyväksyntäprosessien onnistuneesta loppuun saattamisesta.

Lähdevarmennuksessa on käytetty perustana NASAn 23. syyskuuta 2026 päivättyä virallista tiedotetta; se on ristiintarkistettu NASAn vuoden 2024 tehtävävalinnan, NASA Sciencen tehtäväsivujen, UKRI:n tiedotteen ja PRIMAn teknisten töiden kanssa.