Depuis 1958, le programme NASA Explorer a mené des missions à faible coût jugées pertinentes par rapport aux objectifs de la Direction des missions scientifiques (SMD), en particulier en ce qui concerne l'étude de notre Soleil et des mystères cosmiques plus profonds. Récemment, le programme Explorer a sélectionné quatre missions qu'il jugeait bien adaptées à ces objectifs, dont deux seront sélectionnées pour un lancement dans les années à venir.
Composées de deux propositions d'astrophysique Small Explorer (SMEX) et de deux missions d'opportunité (MO), ces missions sont conçues pour étudier les explosions cosmiques et les débris qu'elles laissent derrière eux, ainsi que pour surveiller comment les éruptions stellaires à proximité peuvent affecter l'atmosphère des planètes en orbite. Après des évaluations détaillées, deux de ces missions seront sélectionnées l'année prochaine et prendront de l'espace dans le courant de 2025.
Ce programme est nommé en l'honneur du Explorer I mission, qui a été le premier satellite lancé par les États-Unis en 1958. Ce vaisseau spatial était responsable de la découverte des ceintures de rayonnement de la Terre, qui ont ensuite été nommées d'après le Dr James A. van Allen, l'homme responsable de la conception de l'instrument de rayonnement du satellite.
À ce jour, le programme a envoyé 90 missions dans l'espace, y compris les missions Uhuru et Cosmic Background Explorer (COBE) - qui ont cartographié les sources de rayons X cosmiques et le CMB, respectivement. Les deux missions qui feront le saut en 2021 seront les prochaines missions d'astrophysique du programme Explorer. Comme Thomas Zurbuchen, administrateur associé du SMD, l'a déclaré dans un récent communiqué de presse de la NASA:
«Ces propositions prometteuses dans le cadre du programme Explorers mettent en évidence certaines des façons les plus créatives et innovantes d'aider à découvrir les secrets de l'univers. De l'étude des étoiles et des planètes en dehors de notre système solaire à la recherche de réponses aux plus grands mystères cosmiques, j'ai hâte de découvrir la science révolutionnaire de ces missions de taille modeste. »
Les propositions SMEX incluent la mission de caractérisation stellaire extrême-ultraviolette pour la physique et l'évolution de l'atmosphère (ESCAPE). Si elle est sélectionnée, cette mission étudiera les environnements de rayonnement à haute énergie dans les zones habitables (HZ) autour des étoiles proches. Plus précisément, ESCAPE traitera de l'effet des éruptions ultraviolettes puissantes sur l'habitabilité des exoplanètes.
Cette question est particulièrement importante en raison du nombre de planètes terrestres (rocheuses) qui ont été découvertes autour des étoiles de type M (naine rouge) ces dernières années. Compte tenu de la nature ténue et instable de ce type d'étoile (qui conduit à des fusées éclairantes intenses), il reste à voir si les exoplanètes en orbite autour des naines rouges sont capables de conserver leur atmosphère.
Le chercheur principal sera le Dr Kevin France et la mission sera supervisée par l'Université du Colorado à Boulder. Il y a aussi le spectromètre et imageur Compton (COSI), qui sera supervisé par PI John Tomsick et une équipe de UC Berkeley. Cette mission est un exemple de télescope Compton, un instrument conçu pour balayer le rayonnement électromagnétique dans la longueur d'onde des rayons gamma.
COSI recherchera les rayons gamma qui relèvent du «MeV Gap», la région la moins explorée de l'ensemble du spectre électromagnétique. Plus précisément, il cherchera dans la Voie lactée des éléments radioactifs produits par des supernovae et mesurera la polarisation des sursauts gamma (GRB). À partir de cela, il dressera une carte de l'histoire récente de la mort des étoiles et de la production d'éléments et améliorera notre compréhension des phénomènes les plus énergétiques de l'Univers.
Les concepts MO, quant à eux, incluent l'imageur homologue ultraviolet à ondes gravitationnelles (GUCI), qui sera supervisé par PI Stephen B. Cenko et une équipe de la NASA Goddard. La mission consistera en deux satellites indépendants qui cartographieront le ciel dans la longueur d'onde UV et détecteront la lumière des explosions de gaz chauds qui suivent l'éclatement des GW provoqués par la fusion des étoiles à neutrons et / ou des trous noirs.
Enfin, il y a le concept de polarimètre en rafale de la zone LargE (LEAP) qui sera PI McCark à l'Université du New Hampshire à Durham. Cette mission sera montée à bord de l'ISS et étudierait les jets relativistes produits par les supernovae (ou la fusion d'objets compacts comme les étoiles à neutrons) afin de trancher la question de savoir comment ces jets à haute énergie qui se rapprochent de la vitesse de la lumière sont formé.
Alors que les propositions SMEX recevront chacune 2 millions de dollars pour mener une étude de concept de mission de neuf mois, les propositions de MO recevront chacune 500 000 $ pour mener une étude de concept de mise en œuvre de neuf mois. Comme Paul Hertz, directeur de la Division d'astrophysique au siège de la NASA, l'a expliqué:
«Chacune de ces missions franchirait les prochaines étapes dans certains des domaines les plus chauds de l'astrophysique aujourd'hui. Avec des récompenses scientifiques élevées pour de faibles montants, les missions Explorers ont réussi à combler les lacunes scientifiques de notre flotte actuelle d’observatoires spatiaux. »
Certaines missions assez excitantes de la NASA devraient avoir lieu au cours de la prochaine décennie. Et tandis que les missions de classe phare comme le James Webb Space Telescope (JWST) ou le Persévérance Le rover a tendance à être le plus attrayant, les missions montées à travers d'autres programmes - comme Discovery, Explorer et New Frontiers - sont également d'une importance incommensurable.
