NASA wählt sechs Vorschläge für neue Explorer-Missionen aus

Die NASA hat im Rahmen des Astrophysics Explorers Program sechs Vorschläge für Konzeptstudien ausgewählt. Die vorgeschlagenen Missionen würden Gamma- und Röntgenemissionen von Galaxienhaufen und Neutronensternsystemen untersuchen, sowie Infrarotemissionen von Galaxien im frühen Universum und die Atmosphären von Exoplaneten, also Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.

Die ausgewählten Vorschläge – drei Medium Class Explorers Missionen und drei Explorers Missions of Opportunity – erfordern konzentrierte, wissenschaftliche Untersuchungen und die Entwicklung von Instrumenten, die die wissenschaftlichen Lücken zwischen den größeren Missionen der Agentur füllen.

„Das Explorers Program bringt einige der kreativsten Ideen für Mission hervor, um dabei zu helfen, die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln“, sagte Thomas Zurbuchen, der Associate Administrator des Science Mission Directorate in Washington. „Das Programm hat großartige Missionen hervorgebracht, die umwälzende Erkenntnisse lieferten, und die ausgewählten Vorschläge versprechen diese Tradition fortzuführen.“

Die Vorschläge wurden basierend auf ihrem potenziellen wissenschaftlichen Nutzen und der Machbarkeit von Entwicklungsplänen ausgewählt. Nach Konzeptstudien und detaillierten Betrachtungen wird bis zum Jahr 2019 eine Mission jedes Typs ausgewählt, um mit der Konstruktion zu beginnen und sie in den Weltraum zu bringen. Der früheste Starttermin wäre im Jahr 2022. Die Kosten der Medium Class Explorer Missions sind bei 250 Millionen US-Dollar pro Mission gedeckelt (ohne die zum Start benötigte Rakete). Die Kosten der Missions of Opportunity liegen bei maximal 70 Millionen US-Dollar pro Mission.

Jede Astrophysics Medium Class Explorer Mission wird zwei Millionen US-Dollar erhalten, um eine neunmonatige Konzeptstudie durchzuführen. Die ausgewählten Vorschläge sind:

Arcus: Exploring the Formation and Evolution of Clusters, Galaxies and Stars

• Arcus würde Sterne, Galaxien und Galaxienhaufen mittels hochauflösender Röntgenspektroskopie
  untersuchen, um die Interaktionen zwischen diesen Objekten und dem diffusen, Millionen Grad heißen Gas zu charakterisieren, das sie umgibt und durchzieht.
• Leitender Wissenschaftler: Randall Smith vom Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge (Massachusetts)

Fast INfrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer (FINESSE)

• FINESSE würde den Prozess erforschen, der die Entstehung von Planeten und globaler Klimata steuert und die Mechanismen untersuchen, die die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre und deren Entwicklung etablieren. Die Mission würde optische und nahinfrarote Transitspektroskopie an mindestens 500 exoplanetaren Atmosphären durchführen, wobei ein Bereich von Supererden über Subneptune bis hin zu Gasriesen abgedeckt werden würde.
• Leitender Wissenschaftler: Mark Swain vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien)

Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer (SPHEREx): An All-Sky Spectral Survey

• SPHEREx würde eine Durchmusterung des gesamten Himmels im nahinfraroten Spektralbereich durchführen, um den Ursprung des Universums und den Ursprung und die Entwicklung von Galaxien zu erforschen und zu untersuchen, ob Planeten um andere Sterne Leben beherbergen könnten.
• Leitender Wissenschaftler: James Bock vom California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena (Kalifornien)

Die Missions of Opportunity werden 500.000 US-Dollar erhalten, um eine neunmonatige Konzeptstudie für die Implementierung durchzuführen. Die ausgewählten Vorschläge sind:

Compton Spectrometer and Imager Explorer (COSI-X), a Small Complete Superpressure Balloon Mission

• COSI-X ist ein ballonbasiertes Weitfeldteleskop, das den Röntgenhimmel bei Energien von 0,2 bis 5 MeV beobachten würde. Dafür würde es hochauflösende Spektroskopie, Weitfeldfotografie und Polarisationsmessungen verwenden. COSI-X würde Gammastrahlung von Antimaterie aus der Umgebung des Milchstraßenzentrums kartieren, sowie von neu entstandenen radioaktiven Elementen in den Überresten von stellaren Explosionen.
• Leitender Wissenschaftler: Steven Boggs von der University of California in Berkeley

Transient Astrophysics Observer on the International Space Station (ISS-TAO)

• ISS-TAO ist ein Weitfelddetektor für temporäre Röntgenquellen und käme an Bord der Internationalen Raumstation ISS zum Einsatz, wo er pro Jahr zahlreiche Beobachtungen von temporären Röntgenquellen machen würde, die mit kompakten Objekten in Zusammenhang stehen. Das Hauptziel der Mission wäre der Nachweis der Auslöser von Gravitationswellen im Röntgenbereich, die von Neutronensternen erzeugt wurden, welche mit Schwarzen Löchern oder anderen Neutronensternen verschmelzen. Andere Ziele wären Schockwellen von Supernovae, Ausbrüche auf Neutronensternen und Gammablitze mit hoher Rotverschiebung.
• Leitender Wissenschaftler: Jordan Camp vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt (Maryland)

Eine Partner Mission of Opportunity (PMO) wurde bedingungsweise ausgewählt, um Detektoren für die Fine Guidance Sensor assembly of the Atmospheric Remote Sensing Infrared Exoplanet Large-Survey (ARIEL) Mission bereitzustellen – eine der drei vorgeschlagenen Missionen, die momentan bei der European Space Agency (ESA) zur Diskussion stehen. Die PMO würde mit der Konstruktion nur dann beginnen, falls ARIEL von der ESA ausgewählt wird.

Die PMO ist:

Contribution to ARIEL Spectroscopy of Exoplanets (CASE)

• CASE würde Detektoren für ARIELs Fine Guidance Sensor zur Verfügung stellen. ARIEL würde die Spektren von hunderten warmer und heißer Gasriesen, neptunähnlicher Planeten und Supererden beim Transit messen, welche um eine Vielzahl verschiedener Sterne kreisen. Die Beobachtungen dieser Exoplaneten würden uns erlauben, die frühen Stadien der Entstehung von Planeten und Atmosphären während der Nebelphase und der nachfolgenden paar Millionen Jahre zu verstehen.
• Leitender Wissenschaftler: Mark Swain vom JPL

Das Explorers Program ist das älteste laufende NASA-Programm, das einen häufigen, kostengünstigen Zugang zum Weltraum ermöglichen soll. Die Missionen stehen unter Aufsicht eines leitenden Wissenschaftlers und führen Untersuchungen durch, die für die Astrophysik- und Sonnenphysikprogramme des Science Mission Directorate relevant sind. Seit dem Start von Explorer 1 im Jahr 1958, der die Strahlungsgürtel der Erde entdeckte, hat das Explorers Program mehr als 90 Missionen gestartet. Dazu gehören beispielsweise Uhuru und der Cosmic Background Explorer (COBE), die zu Nobelpreisen für ihre leitenden Wissenschaftler führten.

Das Programm wird vom Goddard Space Flight Center für das Science Mission Directorate geleitet, das ein breites Spektrum an Forschungsprogrammen für Erderkundung, Weltraumwetter, das Sonnensystem und das Universum unterhält.

Quelle

(THK)