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NASA远红外望远镜PRIMA进入设计阶段,2033年发射

2026-10-02 12:04 EDT · AI 整理 · 依据 9 家来源(网络) · 895 字 · 阅读 …

NASA 9 月 23 日宣布,远红外太空望远镜 PRIMA(PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics,天体物理远红外探测任务)进入 B 阶段——初步设计与技术研发阶段。这是 NASA 全新"探测者级"(Probe Explorers)任务类别的首个成员,项目经费上限 12 亿美元,目标 2033 年发射,设计寿命五年。

12亿美元,2033年上天

PRIMA 由 NASA 喷气推进实验室(JPL)牵头管理,戈达德航天中心和马歇尔航天中心参与。这笔 12 亿美元是"项目成本"上限,不含发射费用。按计划,它将在 2033 年升空,在日地 L2 点工作五年——恰好接上 2026 年发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,保持 NASA 大型天文台"一棒接一棒"的节奏。

"探测者级"定位在百亿美元级的旗舰任务(韦布、罗曼)与小型探索者任务之间,Ars Technica 评价说,NASA 这次想"以创纪录的速度造一台十亿美元级的太空望远镜"。

人类下一扇深空之窗

NASA 科学任务局副局长尼基·福克斯说:"PRIMA 任务是人类通往深空的下一扇窗口。它将揭开宇宙时间长河中的隐秘,帮助我们理解行星、恒星、黑洞的形成,甚至地球上的水从何而来。"

科学目标很具体:系外行星的起源、星系与其黑洞在宇宙历史中的共同演化、尘埃和重元素如何在宇宙中逐渐累积——说到底,是回答"宇宙为什么长成今天这个样子"。

补上韦布看不见的光

PRIMA 的 1.8 米(5.9 英尺)主镜专攻远红外波段(24 至 261 微米)——这正是韦布望远镜基本跳过、地面射电望远镜又够不着的一段电磁波谱。远红外光来自宇宙中最冷、尘埃最厚的地方:恒星诞生的尘埃云、星系深处的隐匿黑洞。

上一台能看这个波段的空间望远镜是欧洲的赫歇尔,已在 2013 年因液氦耗尽退役。十多年来,远红外一直是空间天文的"盲区",PRIMA 要把它补上,与韦布、智利的 ALMA 射电阵列形成互补。

4.5K极寒之镜

看远红外最大的敌人是热量——望远镜自身的热辐射会淹没信号。PRIMA 的全铝镜面将用闭式氦-3 制冷机主动冷却到 4.5 开尔文(约零下 269 摄氏度),不需要携带液氦。赫歇尔的寿命就卡在液氦上,只工作了约四年;PRIMA 没有这个"倒计时",五年设计寿命不受制冷剂限制。

探测器是另一项关键技术:荷兰工程师研制的动态电感探测器(KID),灵敏度只受量子背景噪声限制。据 JPL 称,它做光谱巡天的速度比以往任何远红外仪器快 3 到 5 倍。

七国联手造镜

这是个国际项目,七个航天机构参与:法国 CNES、意大利 ASI、德国 DLR、加拿大 CSA、韩国 KASI/KASA、日本 JAXA、英国 UKSA。加州理工学院及其 IPAC 中心、约翰斯·霍普金斯大学(3 名团队成员)、伦敦帝国理工学院等研究机构也深度参与。

先过确认审查这一关

进入 B 阶段不等于万事大吉。PRIMA 还要通过一次"确认审查",NASA 将根据技术、项目管理和成本表现,决定它是否有资格进入 C 阶段(正式实施)。只有过关,12 亿美元的经费上限和 2033 年的发射目标才算真正锁定。对一台要服役到 2038 年的望远镜来说,这只是万里长征的第一步。

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科学