SPHEREx – Wikipedia, wolna encyklopedia

Ten artykuł dotyczy trwającego wydarzenia. Informacje w nim zamieszczone mogą się zmienić lub zdezaktualizować wraz z postępem zdarzenia, a początkowe doniesienia mogą być niepewne. Ostatnie zmiany tego artykułu mogą nie odzwierciedlać najbardziej aktualnych informacji.

SPHEREx

Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer

Państwo	Stany Zjednoczone
Zaangażowani	NASA
Model satelity	teleskop kosmiczny
Rakieta nośna	Falcon 9
Miejsce startu	Vandenberg Space Launch Complex 4
Orbita (docelowa, początkowa)
Typ orbity	okołoziemska
Pozycja	niska
Perygeum	700 km
Apogeum	700 km
Okres obiegu	90 min
Nachylenie	97°
Czas trwania
Początek misji	12 March 2025, 03:10:00 UTC
Koniec misji	2026 (planowane)
Wymiary
Masa całkowita	178 kg
Masa ładunku użytecznego	74, 5 kg
Multimedia w Wikimedia Commons

SPHEREx (ang. Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer) – teleskop kosmiczny, który czterokrotnie przeprowadzi przegląd całego nieba w celu zmierzenia widm w zakresie światła widzialnego i bliskiej podczerwieni rejestrując dane o około 450 milionach galaktyk i 100 milionach gwiazd.

Projekt SPHEREx jest rozwinięciem misji CIBER (zakończonej w 2014) i CIBER-2 (rozpoczętej w 2021) prowadzonych przez zespół naukowców pod przewodnictwem Jamesa J. Bocka, profesora fizyki na Caltech^[1]. 19 grudnia 2014 zespół przedstawił w NASA projekt badawczy, który 30 lipca 2015 został wybrany do dalszego rozwoju koncepcyjnego (faza A) w ramach programu Small Explorer (SMEX)^[2]. 19 lipca 2016 został złożony raport podsumowujący fazę A. 15 grudnia zespół przedłożył rozwiniętą wersję SPHEREx jako Medium-Class Explorer (MIDEX). 4 stycznia 2017 NASA odrzuciła pierwszy projekt (został wybrany IXPE(inne języki)), a 9 sierpnia wybrała, wraz z dwiema innymi konkurencyjnymi misjami Arcus, oraz Fast Infrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer (FINESSE), rozwiniętą wersję w ramach MIDEX^[3]. Każdy z zespołów otrzymał 2 miliony dolarów na dopracowanie koncepcji misji w ciągu dziewięciu miesięcy^[4].

13 lutego 2019 SPHEREx został wybrany przez NASA, a misja została zatwierdzona do rozpoczęcia budowy^[5].

7 stycznia 2021 NASA ogłosiła, że misja weszła w fazę C, co oznacza, że wczesne plany projektowe zostały zatwierdzone i zespoły mogą rozpocząć ostateczny projekt oraz montaż sprzętu i oprogramowania^[6].

SPHEREx wystrzelono 11 marca 2025 r. rakietą Falcon 9 wraz z mikrosatelitami PUNCH z bazy sił kosmicznych Vandenberg. Praca teleskopu rozpocznie się po około miesiącu od wyniesienia na orbitę^[7].

Satelita jest umieszczony na okołoziemskiej, niemal biegunowej, niskiej orbicie synchronicznej względem Słońca. Satelita pozostaje cały czas w tym samym ustawieniu względem Słońca. Jest to niezbędne, aby SPHEREx mógł chronić teleskop przed światłem i ciepłem Słońca^[7].

Twórcy misji oczekują, że zebrane przez nią dane pomogą odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące pochodzenia wszechświata, formowania się galaktyk i kluczowych składników życia^[8].

Misja skupia się na trzech zasadniczych celach^[9][8]

• dostarczenie danych do weryfikacji hipotez dotyczących początków wszechświata, przede wszystkim fazy inflacji,
• badanie początków i ewolucji galaktyk,
• badanie obfitości i składu wody oraz biogenicznych lodów we wczesnych fazach formowania się gwiazd i dysków planetarnych.

W ciągu 24 miesięcy satelita dokona czterokrotnej obserwacji całego nieba, mapując je w 102 pasmach kolorów, zbierając dane o ponad 300 milionach galaktyk i ponad 100 milionach gwiazd w Drodze Mlecznej, tworząc trójwymiarową mapę nieba o rozdzielczości przekraczającej dotychczas uzyskane wyniki. Analiza rozłożenia galaktyk we wszechświecie pozwoli na lepsze zrozumienie inflacji^[8]. Wielkie znaczenie będzie miało również porównanie danych uzyskanych przez SPHEREx z danymi z innych obserwatoriów. Pozwoli to m.in. na lepsze poznanie rozkładu ciemnej materii^[9][10].

SPHEREx jest teleskopem o średnicy 20 cm i polu widzenia 3,5° x 11°. Płaszczyzna ogniskowa ma trzy ogniska kierując światło różnej długości fali na inne detektory. Przed detektorami jest płytka dwudzielna, która odbija krótkie fale a przepuszcza długie, kierując je do oddzielnych matryc detektorów HgCdTe(inne języki). Każda matryca zawiera trzy tablice detektorów 2Kx2K umieszczone za zestawem filtrów zmiennych liniowych, zapewniający wąskie pasmo rejestracji z centrum pasma, które zmienia się wzdłuż jednej osi tablicy. Unikalna optyka, detektory filtry oraz metoda pomiaru umożliwiają uzyskanie rozkładu spektralnego w 1 pasmach pomimo tego, że aparatura nie zawiera spektroskopu. Widmo źródła uzyskuje się poprzez wielokrotne naświetlanie, umieszczając dane źródło w wielu pozycjach w polu widzenia. Wymaganą temperaturę pracy (55-80 K) zapewniana pasywny układ chłodzenia^[11]. Platforma satelitarna jest wyposażona w szukacz gwiazd i dwie anteny pracujące w pasmach Ka i S zapewniające łączność z Ziemią^[12].

Budową platformy satelitarnej zajmowała się firma Ball Aerospace & Technologies, a oprzyrządowaniem naukowym – Caltech i Jet Propulsion Laboratory. W projekcie bierze również udział Korea Astronomy and Space Science Institute, zapewniając dostęp do kriogenicznej komory testowej^[13].

Koszty misji MIDEX są ograniczone do 250 milionów USD, nie wliczając w to pojazdu nośnego^[3]. W lutym 2019 oszacowano koszt misji (bez wyniesienia na orbitę) na 242 miliony USD^[14]. W kwietniu 2020 wstępny całkowity koszt misji skorygowano na około 395-427 milionów USD^[15]. Koszt wystrzelenia i obsługi misji jest szacowany na 98,8 mln USD^[16].

• SPHEREx - Strona główna misji.