NASA rozpoczyna prace nad teleskopem PRIMA, który zbada odległy wszechświat w podczerwieni

Najważniejszą cechą PRIMA jest to, że będzie prowadzić obserwacje w zakresie dalekiej podczerwieni (far-infrared). Ten zakres uzupełni istotne okno obserwacyjne pomiędzy istniejącymi obserwatoriami podczerwieni, takimi jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, a radioteleskopami. Według NASA pozwoli to bezpośrednio badać niektóre procesy kosmiczne, których nie można wyraźnie zaobserwować w innych zakresach widma.

Zostanie wykorzystany teleskop o średnicy 1,8 metra

PRIMA ma mieć teleskop o średnicy około 1,8 metra. Ten sam rozmiar potwierdzono w opublikowanej wcześniej przez NASA definicji misji, w której wskazano, że koncentrować się ona będzie przede wszystkim na formowaniu się układów planetarnych, gwiazdach, galaktykach, supermasywnych czarnych dziurach i kosmicznym pyle.

Zakres prac PRIMA nie ograniczy się wyłącznie do uzyskiwania obrazów. Misja ma na celu zbieranie informacji o chemicznej i fizycznej strukturze ciał niebieskich poprzez badanie właściwości dalekiej podczerwieni. Może to pomóc naukowcom w śledzeniu formowania się gwiazd i planet, a także tego, jak galaktyki zmieniały się w czasie.

W pracach naukowych dotyczących zaplecza technicznego misji wskazuje się, że teleskop ma być schładzany do bardzo niskich temperatur i wykorzystywać precyzyjne czujniki podczerwieni. W technicznym opracowaniu PRIMA z 2025 roku podano, że system obserwacyjny ma działać w zakresie od 24 do 264 mikrometrów, a teleskop ma być schładzany do około 4,5 kelwina.

Nie zastąpi Jamesa Webba

Celem PRIMA nie jest zastąpienie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Oba obserwatoria będą pracować w różnych zakresach widma i wzajemnie się uzupełniać.

Zgodnie z definicją misji NASA, PRIMA ma wypełnić lukę obserwacyjną pomiędzy Jamesem Webbem a radioteleskopami, badając w szczególności promieniowanie pojawiające się w dalekiej podczerwieni. Takie podejście może pozwolić astronomom na stworzenie pełniejszego obrazu poprzez badanie tych samych obiektów kosmicznych w różnych zakresach widma.

Z tego względu PRIMA jest raczej nowym elementem wielozakresowej sieci obserwacyjnej wykorzystywanej przez astronomów niż bezpośrednim konkurentem istniejących teleskopów.

Szeroki obszar badań: od planet po czarne dziury

Pytania naukowe, którym NASA priorytetowo nadała, są bardzo szerokie. Za pomocą PRIMA planuje się badać w szczególności:

1. jak powstają planety i układy planetarne poza Układem Słonecznym,
2. jak galaktyki rosły i zmieniały się w kosmicznym czasie,
3. związek supermasywnych czarnych dziur z ewolucją galaktyk,
4. powstawanie gwiazd i ich cykle życia,
5. jak kosmiczny pył i ciężkie pierwiastki gromadziły się w czasie,
6. lepsze zrozumienie procesów związanych z wodą i formowaniem się planet.

Szczególnie istotna jest kwestia pyłu. Obszary formowania się gwiazd mogą być w dużym stopniu ukryte w świetle widzialnym z powodu gęstego pyłu, natomiast obserwacje w podczerwieni umożliwiają badanie promieniowania pochodzącego z tych regionów. Misja SPHEREx również pokazuje wartość naukową tego podejścia, skanując całe niebo w różnych zakresach podczerwieni; PRIMA skupi się jednak na znacznie dłuższych falach.

Kiedy PRIMA zostanie wysłana w kosmos?

Zgodnie z obecnym planem NASA PRIMA ma zostać wystrzelona w 2033 roku. Planowany czas operacyjny misji to pięć lat. Data ta nie jest jednak ostateczna; według NASA projekt przejdzie jeszcze proces zatwierdzania, w którym oceniane będą wyniki techniczne, programowe i finansowe.

Górny limit kosztów projektu misji ustalono na 1,2 miliarda dolarów. Kwota ta nie obejmuje startu ani niektórych kosztów poza projektem.

Pierwszy przedstawiciel nowej klasy misji NASA

PRIMA jest także pierwszym przedstawicielem nowej klasy misji astrofizycznych NASA o nazwie Probe Explorers.

W 2024 roku NASA wybrała w ramach tej klasy dwie koncepcje do szczegółowej analizy: koncepcję obserwatorium dalekiej podczerwieni PRIMA oraz obserwatorium rentgenowskie AXIS. Oba projekty zostały skierowane do dalszej oceny, a NASA zdecydowała następnie o kontynuowaniu rozwoju PRIMA.

Za zarządzanie PRIMA odpowiadać będzie jednostka Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA. W projekt zaangażowane są także centra Goddard i Marshall NASA oraz instytucje z Francji, Włoch, Niemiec, Kanady, Korei Południowej, Japonii i Wielkiej Brytanii.

Główny cel: zrozumieć, jak wszechświat stał się tym, czym jest dziś.

Znaczenie PRIMA nie wynika z jednego celu badawczego. Obserwacje teleskopu w dalekiej podczerwieni mają na celu badanie procesów powstawania gwiazd, planet, galaktyk i czarnych dziur jako różnych części tej samej kosmicznej historii.

Jak ujmuje to NASA, misja otworzy nowe okno obserwacyjne pozwalające lepiej zrozumieć powstawanie i rozwój wszechświata w czasie. Teleskop nie znajduje się jednak jeszcze w kosmosie: cel na 2033 rok zależy od pomyślnego zakończenia trwających prac rozwojowych i procesów zatwierdzania.

Przy weryfikacji źródłowej oparto się na oficjalnym ogłoszeniu NASA z 23 września 2026 roku; informacje skonfrontowano z wyborem misji NASA z 2024 roku, stronami misji NASA Science, komunikatem UKRI oraz opracowaniami technicznymi PRIMA.