繼2016年年底發(fā)射STO-2探空氣球后,GUSTO氣球探空項(xiàng)目從32個(gè)備選方案中脫穎而出最終獲得NASA總投資近4000萬(wàn)美元。預(yù)期將于2021年12月在美國(guó)南極麥克默多站(南極最大科考站)升空,在離南極40KM的上空(無水蒸汽干擾)停留100-140天,對(duì)宇宙爆炸時(shí)產(chǎn)生的分子云進(jìn)行觀測(cè)(天文學(xué)家用于研究恒星的形成過程)。
前后兩代探空氣球的比較如下:
類別 | STO2 | GUSTO |
工作頻率 | 1.4THz(NII電離氮觀測(cè)窗口) 1.9THz(CII電離碳觀測(cè)窗口) 4.7THz(OI中性氧觀測(cè)窗口) |
1.4THz(NII電離氮觀測(cè)窗口) 1.9THz(CII電離碳觀測(cè)窗口) 4.7THz(OI中性氧觀測(cè)窗口) |
陣列像素 | 1.4THz(x2) 1.9THz(x2) 4.7THz(x1) |
1.4THz(x8) 1.9THz(x8) 4.7THz(x8) |
反射面天線 | 0.8米 | 1米 |
太赫茲接收機(jī)技術(shù)方案 | HEB超外差接收機(jī)(工作溫度4K) | HEB超外差接收機(jī)(工作溫度4K) |
滯空時(shí)間 | 40天 | 140天 |
高度 | 40KM | 40KM |
亞利桑那大學(xué)將負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目,SRON (荷蘭宇航局)和荷蘭Delft大學(xué)將提供低溫HEB超外差太赫茲焦平面陣列相機(jī)。
此前HEB超外差接收機(jī)已在STO-2項(xiàng)目已得到驗(yàn)證,在40天的滯空觀測(cè)周期中1.4THz和1.9THz四個(gè)接收機(jī)通道工作正常,在返回地面后提供了大量探測(cè)數(shù)據(jù)(下圖是1.9THz光譜圖)。但是4.7THz接收通道由于本振鏈路(高穩(wěn)定QCL/200μW輸出)BUG沒有正常工作。
美國(guó)和歐洲在過去的數(shù)十年中開發(fā)了一系列星載、機(jī)載以及地基的紅外及太赫茲頻段望遠(yuǎn)鏡,包括星載SWAS、ODIN、PLANCK,機(jī)載SOFIA,地基ALMA等等。太赫茲同溫層探空氣球在排除水汽負(fù)面影響的同時(shí)還可提供了長(zhǎng)期穩(wěn)定的觀測(cè)平臺(tái),已成為NASA低成本和高效的補(bǔ)充手段。