منذ عام 1958 ، قام برنامج ناسا إكسبلورر بمهام منخفضة التكلفة اعتبرت ذات صلة بأهداف مديرية مهمة العلوم (SMD) ، خاصة فيما يتعلق بدراسة شمسنا والأسرار الكونية الأعمق. في الآونة الأخيرة ، اختار برنامج إكسبلورر أربع مهام اعتبرها مناسبة تمامًا لهذه الأهداف ، سيتم اختيار اثنتين منها للإطلاق في السنوات القادمة.
تتكون من اثنين من الفيزياء الفلكية ، مستكشف صغير (SMEX) واثنين من مهمات الفرص (MO) ، تم تصميم هذه المهام لدراسة الانفجارات الكونية والحطام الذي تتركه وراءها ، بالإضافة إلى مراقبة كيفية تأثير المشاعل النجمية القريبة على أجواء الكواكب المدارية. بعد التقييمات التفصيلية ، سيتم اختيار بعثتين من هذه البعثات العام المقبل ، وستصل إلى الفضاء في وقت ما في عام 2025.
يدعى هذا البرنامج تكريما لل إكسبلورر الأول المهمة ، التي كانت أول قمر صناعي أطلقته الولايات المتحدة في عام 1958. وكانت هذه المركبة الفضائية مسؤولة عن اكتشاف أحزمة إشعاع الأرض ، والتي سميت لاحقًا باسم الدكتور جيمس أ. فان ألين ، الرجل المسؤول عن تصميم جهاز إشعاع القمر الصناعي.
حتى الآن ، أرسل البرنامج 90 مهمة إلى الفضاء ، بما في ذلك مهمات Uhuru و مستكشف الخلفية الكونية (COBE) - التي ربطت مصادر الأشعة السينية الكونية و CMB ، على التوالي. وستكون المهمتان اللتان تقومان بالقطع في عام 2021 هي مهمات الفيزياء الفلكية التالية لبرنامج إكسبلورر. كما قال توماس زوربوشن ، المدير المساعد لـ SMD ، في بيان صحفي صدر مؤخرا عن وكالة ناسا:
تبرز هذه المقترحات الواعدة في إطار برنامج المستكشفين بعضًا من أكثر الطرق إبداعًا وابتكارًا للمساعدة في الكشف عن أسرار الكون. من دراسة النجوم والكواكب خارج نظامنا الشمسي إلى البحث عن إجابات لأكبر الألغاز الكونية ، أتطلع إلى اكتشاف العلوم من هذه المهام المتواضعة الحجم ".
تشمل مقترحات SMEX مهمة التخصيص النجمي للأشعة فوق البنفسجية المتطرفة لفيزياء وتطور الغلاف الجوي (ESCAPE). إذا تم تحديدها ، ستدرس هذه المهمة بيئات الإشعاع عالية الطاقة داخل المناطق الصالحة للسكن (HZs) حول النجوم القريبة. وعلى وجه التحديد ، ستعالج اللجنة الاقتصادية والاجتماعية لآسيا والمحيط الهادئ تأثير التوهجات القوية للأشعة فوق البنفسجية على قابلية الكواكب الخارجية للسكن.
هذا السؤال له أهمية خاصة بسبب عدد الكواكب الأرضية (الصخرية) التي تم اكتشافها حول النجوم من النوع M (القزم الأحمر) في السنوات الأخيرة. بالنظر إلى الطبيعة الهشة وغير المستقرة لهذا النوع من النجوم (مما يؤدي إلى اندفاعات شديدة) ، يبقى أن نرى ما إذا كانت الكواكب الخارجية التي تدور حول الأقزام الحمراء قادرة على التمسك بأجواءها.
سيكون الباحث الرئيسي هو الدكتور Kevin France وستشرف على المهمة جامعة كولورادو في بولدر. هناك أيضًا جهاز Compton Spectrometer and Imager (COSI) ، والذي سيشرف عليه PI John Tomsick وفريق من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. هذه المهمة هي مثال على تلسكوب كومبتون ، وهو أداة مصممة لمسح الإشعاع الكهرومغناطيسي في الطول الموجي لأشعة غاما.
سيبحث COSI عن أشعة غاما التي تقع ضمن "MeV Gap" ، المنطقة الأقل استكشافًا من الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله. على وجه التحديد ، ستبحث في درب التبانة عن العناصر المشعة التي تنتجها المستعرات الأعظمية وقياس استقطاب رشقات أشعة غاما (GRBs). من هذا ، سوف يرسم التاريخ الحديث لموت النجوم وإنتاج العناصر ويحسن فهمنا لأكثر الظواهر نشاطًا في الكون.
وفي الوقت نفسه ، تتضمن مفاهيم MO جهاز التصوير المناظير الموجي فوق البنفسجي (GUCI) ، والذي سيشرف عليه PI Stephen B. Cenko وفريق من NASA Goddard. وستتكون المهمة من قمرين صناعيين مستقلين يرسمان السماء في الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية ويكتشفان الضوء من انفجارات الغاز الساخن التي تتبع انفجار GWs الناتج عن اندماج النجوم النيوترونية و / أو الثقوب السوداء.
أخيرًا ، هناك مفهوم LargE لمنطقة انفجار القطبية (LEAP) الذي سيكون PI مارك ماكونيل في جامعة نيو هامبشاير في دورهام. ستُركب هذه المهمة على متن محطة الفضاء الدولية وستدرس الطائرات النسبية التي تنتجها المستعرات الأعظمية (أو اندماج الأجسام المدمجة مثل النجوم النيوترونية) من أجل حل مسألة كيف أن هذه الطائرات عالية الطاقة التي تقترب من سرعة الضوء شكلت.
في حين أن مقترحات SMEX ستحصل كل منها على 2 مليون دولار لإجراء دراسة مفهوم مهمة لمدة تسعة أشهر ، ستحصل كل من مقترحات MO على 500000 دولار لإجراء دراسة مفهوم التنفيذ لمدة تسعة أشهر. كما أوضح بول هيرتز ، مدير قسم الفيزياء الفلكية في مقر وكالة ناسا:
"ستقوم كل من هذه البعثات بالخطوات التالية في بعض أكثر مناطق الفيزياء الفلكية سخونة اليوم. مع المكافآت العلمية العالية لمبالغ منخفضة من الدولار ، نجحت بعثات المستكشفين في سد الفجوات العلمية في أسطولنا الحالي من مراصد الفضاء. "
من المقرر أن تتم بعض مهام وكالة ناسا المثيرة في العقد المقبل. وبينما البعثات من الدرجة الرائدة مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائيه (JWST) أو عزيمة تميل روفر إلى أن تكون منتبهًا كبيرًا ، كما أن المهمات التي يتم تثبيتها من خلال برامج أخرى - مثل Discovery و Explorer و New Frontiers - ذات أهمية كبيرة أيضًا.
