Sedan 1958 har NASA Explorer-programmet genomfört lågkostnadsuppdrag som ansågs vara relevanta för målen för Science Mission Directorate (SMD), särskilt när det gäller studien av vår sol och de djupare kosmiska mysterierna. Nyligen valde Explorer-programmet fyra uppdrag som de ansåg vara väl lämpade för dessa mål, varav två kommer att väljas för lansering under de kommande åren.
Bestående av två astrofysiker Small Explorer (SMEX) och två missions of Opportunity (MO) -förslag, dessa uppdrag är utformade för att studera kosmiska explosioner och skräpet som de lämnar bakom, samt övervaka hur närliggande stellar flares kan påverka atmosfären i kretsande planeter. Efter detaljerade utvärderingar kommer två av dessa uppdrag att väljas nästa år och kommer att ta plats någon gång 2025.
Detta program heter för att hedra Utforskare I uppdraget, som var den första satelliten som sjösattes av USA 1958. Detta rymdskepp ansvarade för upptäckten av jordens strålningsbälten, som därefter uppkallades efter Dr. James A. van Allen, mannen ansvarig för att utforma satellitens strålningsinstrument.
Hittills har programmet skickat 90 uppdrag till rymden, inklusive Uhuru- och Cosmic Background Explorer-uppdragen (COBE) - som kartlade kosmiska röntgenkällor respektive CMB. De två uppdragen som gör nedskärningen 2021 kommer att vara de nästa astrofysikuppdragen i Explorer-programmet. Som Thomas Zurbuchen, associerad administratör av SMD, sa i ett pressmeddelande från NASA:
”Dessa lovande förslag under Explorers-programmet tar fram några av de mest kreativa, innovativa sätten att hjälpa till att avslöja universums hemligheter. Från att studera stjärnor och planeter utanför vårt solsystem till att söka svar på de största kosmiska mysterierna ser jag fram emot genombrottsvetenskapen från dessa blygsamma uppdrag. ”
SMEX-förslagen inkluderar uppdraget Extreme-ultraviolett Stellar Characterization for Atmospheric Physics and Evolution (ESCAPE). Om det är valt kommer detta uppdrag att studera miljöerna med hög energi strålning inom de beboeliga zonerna (HZ) runt stjärnor i närheten. Närmare bestämt kommer ESCAPE att ta itu med den effekt som starka ultravioletta fällningar har på exoplanets livsmiljö.
Denna fråga är särskilt viktig på grund av antalet markbundna (steniga) planeter som har upptäckts runt stjärnor av M-typ (röd dvärg) under de senaste åren. Med tanke på den snygga och instabila naturen hos denna typ av stjärna (vilket leder till intensiva uppblåsningar) återstår det att se om exoplaneter som kretsar runt röda dvärgar kan hålla fast vid sina atmosfärer.
Huvudutredaren kommer att vara Dr. Kevin France och uppdraget kommer att övervakas av University of Colorado i Boulder. Det finns också Compton Spectrometer and Imager (COSI), som kommer att övervakas av PI John Tomsick och ett team från UC Berkeley. Detta uppdrag är ett exempel på ett Compton-teleskop, ett instrument som är utformat för att skanna elektromagnetisk strålning i gammastrålvåglängden.
COSI kommer att söka efter gammastrålar som faller inom "MeV Gap", det minst undersökta området i hela det elektromagnetiska spektrumet. Specifikt kommer den att söka i Vintergatan efter radioaktiva element som produceras av supernovaer och mäta polarisationen av gammastrålningsskurar (GRB). Från detta kommer det att kartlägga den senaste historien om stjärndöd och elementproduktion och förbättra vår förståelse för de mest energiska fenomenen i universum.
MO-koncepten inkluderar under tiden Gravitational-Wave Ultraviolet Counterpart Imager (GUCI), som kommer att övervakas av PI Stephen B. Cenko och ett team från NASA Goddard. Uppdraget kommer att bestå av två oberoende satelliter som kommer att kartlägga himlen i UV-våglängden och upptäcka ljuset från heta gasexplosioner som följer sprängningen av GW orsakade av sammanslagningen av neutronstjärnor och / eller svarta hål.
Till sist finns det LargE Area burst Polarimeter (LEAP) -konceptet som är PI som kommer att vara Mark McConnell vid University of New Hampshire i Durham. Detta uppdrag kommer att monteras ombord på ISS och skulle studera de relativistiska strålarna som produceras av supernovaer (eller sammanslagningen av kompakta föremål som neutronstjärnor) för att lösa frågan om hur dessa högenergi-jetstrålar som rör sig nära ljusets hastighet är bildas.
Medan SMEX-förslagen vardera får två miljoner dollar för att genomföra en niomånaders uppdragsundersökningskoncept, kommer MO-förslagen vardera att få 500 000 dollar för att genomföra en niomånadersstudie om implementeringskoncept. Som Paul Hertz, chef för Astrofysikavdelningen vid NASA: s huvudkontor, förklarade:
”Var och en av dessa uppdrag skulle ta nästa steg i några av de hetaste områdena i astrofysik idag. Med de höga vetenskapliga belöningarna för låga dollarbelopp fyller Explorers uppdrag framgångsrikt de vetenskapliga luckorna i vår nuvarande rymdobservatörsflotta. ”
Några ganska spännande NASA-uppdrag planeras ske under det kommande decenniet. Och medan flaggskeppsuppdragen gillar James Webb rymdteleskope (JWST) eller Uthållighet rover tenderar att vara de stora uppmärksamhetsintressen, uppdrag monterade genom andra program - som Discovery, Explorer och New Frontiers - är också av oändlig betydelse.
