Sinds 1958 voert het NASA Explorer-programma goedkope missies uit die relevant werden geacht voor de doelstellingen van het Directoraat Wetenschapsmissie (SMD), met name wat betreft de studie van onze Zon en de diepere kosmische mysteries. Onlangs heeft het Explorer-programma vier missies geselecteerd die volgens hen geschikt waren voor deze doelen, waarvan er twee de komende jaren zullen worden gelanceerd.
Bestaande uit twee astrofysica Small Explorer (SMEX) en twee Missions of Opportunity (MO) voorstellen, zijn deze missies ontworpen om kosmische explosies en het puin dat ze achterlaten te bestuderen, en om te monitoren hoe nabije stellaire fakkels de atmosfeer van planeten kunnen beïnvloeden. Na gedetailleerde evaluaties zullen twee van deze missies volgend jaar worden geselecteerd en ergens in 2025 de ruimte in gaan.
Dit programma is genoemd ter ere van de Explorer I missie, de eerste satelliet die in 1958 door de Verenigde Staten werd gelanceerd. Dit ruimtevaartuig was verantwoordelijk voor de ontdekking van de stralingsgordels van de aarde, die vervolgens werden genoemd naar Dr. James A. van Allen, de man die verantwoordelijk was voor het ontwerp van het stralingsinstrument van de satelliet.
Tot nu toe heeft het programma 90 missies naar de ruimte gestuurd, waaronder de Uhuru- en Cosmic Background Explorer (COBE) -missies - die respectievelijk kosmische röntgenbronnen en de CMB in kaart hebben gebracht. De twee missies die in 2021 doorgaan, zijn de volgende astrofysische missies van het Explorer-programma. Zoals Thomas Zurbuchen, associate administrator van de SMD, zei in een recent persbericht van NASA:
“Deze veelbelovende voorstellen in het kader van het programma Explorers brengen enkele van de meest creatieve, innovatieve manieren naar voren om de geheimen van het universum te onthullen. Van het bestuderen van sterren en planeten buiten ons zonnestelsel tot het zoeken naar antwoorden op de grootste kosmische mysteries, ik kijk uit naar de baanbrekende wetenschap van deze bescheiden missies. ”
De SMEX-voorstellen omvatten de missie Extreme-ultraviolet Stellar Characterization for Atmospheric Physics and Evolution (ESCAPE). Indien geselecteerd, bestudeert deze missie de hoogenergetische stralingsomgevingen binnen de bewoonbare zones (HZ's) rond nabijgelegen sterren. In het bijzonder zal ESCAPE het effect aanpakken dat sterke ultraviolette uitbarstingen hebben op de bewoonbaarheid van exoplaneten.
Deze vraag is van bijzonder belang vanwege het aantal aardse (rotsachtige) planeten dat de afgelopen jaren rond M-type (rode dwerg) sterren is ontdekt. Gezien het zwakke en onstabiele karakter van dit type ster (wat leidt tot intense opflakkeringen), valt nog te bezien of exoplaneten die in een baan om rode dwergen draaien, in staat zijn hun atmosfeer vast te houden.
De hoofdonderzoeker zal Dr. Kevin France zijn en de missie zal worden gecontroleerd door de Universiteit van Colorado in Boulder. Er is ook de Compton Spectrometer and Imager (COSI), die zal worden gecontroleerd door PI John Tomsick en een team van UC Berkeley. Deze missie is een voorbeeld van een Compton-telescoop, een instrument dat is ontworpen om elektromagnetische straling in de gammastraalgolflengte te scannen.
COSI zoekt naar gammastraling die binnen de "MeV Gap" valt, het minst onderzochte gebied van het hele elektromagnetische spectrum. Het zal met name in de Melkweg zoeken naar radioactieve elementen geproduceerd door supernova's en de polarisatie van gammastraaluitbarstingen (GRB's) meten. Hieruit zal het de recente geschiedenis van sterdood en elementproductie in kaart brengen en ons begrip van de meest energetische verschijnselen in het heelal verbeteren.
De MO-concepten omvatten ondertussen de Gravitational-wave Ultraviolet Counterpart Imager (GUCI), die zal worden gecontroleerd door PI Stephen B. Cenko en een team van NASA Goddard. De missie zal bestaan uit twee onafhankelijke satellieten die de lucht in kaart brengen in de UV-golflengte en het licht detecteren van hete gasexplosies die volgen op de burst van GW's veroorzaakt door de samensmelting van neutronensterren en / of zwarte gaten.
Ten slotte is er het LargE Area burst Polarimeter (LEAP) -concept, PI is Mark McConnell aan de Universiteit van New Hampshire in Durham. Deze missie zal aan boord van het ISS worden gemonteerd en zou de relativistische stralen van supernova's (of de samensmelting van compacte objecten zoals neutronensterren) bestuderen om de vraag te beantwoorden hoe deze hoogenergetische stralen die dicht bij de lichtsnelheid komen, gevormd.
Terwijl de SMEX-voorstellen elk $ 2 miljoen ontvangen voor een negen maanden durende missieconceptstudie, krijgen de MO-voorstellen elk $ 500.000 voor een negen maanden durende implementatieconceptstudie. Zoals Paul Hertz, directeur van de Astrophysics Division op het NASA-hoofdkantoor, uitlegde:
'Elk van deze missies zou de volgende stappen nemen in een aantal van de heetste gebieden van de astrofysica van vandaag. Met de hoge wetenschappelijke beloningen voor lage bedragen in dollars, vullen Explorers-missies met succes de wetenschappelijke hiaten in onze huidige vloot van ruimteobservatoria op. ”
Een aantal behoorlijk spannende NASA-missies staan gepland voor het komende decennium. En terwijl de Flagship-class missies zoals de James Webb Space Telescope (JWST) of de Volharding rover zijn vaak de grote aandachttrekkers, missies die via andere programma's zijn opgezet - zoals Discovery, Explorer en New Frontiers - zijn ook van onschatbare waarde.
