繼2016年年底發射STO-2探空氣球后,GUSTO氣球探空項目從32個備選方案中脫穎而出最終獲得NASA總投資近4000萬美元。預期將于2021年12月在美國南極麥克默多站(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,對宇宙爆炸時產生的分子云進行觀測(天文學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電離氮觀測窗口) 1.9THz(CII電離碳觀測窗口) 4.7THz(OI中性氧觀測窗口) |
1.4THz(NII電離氮觀測窗口) 1.9THz(CII電離碳觀測窗口) 4.7THz(OI中性氧觀測窗口) |
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 |
太赫茲接收機技術方案 | HEB超外差接收機(工作溫度4K) | HEB超外差接收機(工作溫度4K) |
滯空時間 | 40天 | 140天 |
高度 | 40KM | 40KM |
亞利桑那大學將負責整個項目,SRON (荷蘭宇航局)和荷蘭Delft大學將提供低溫HEB超外差太赫茲焦平面陣列相機。
此前HEB超外差接收機已在STO-2項目已得到驗證,在40天的滯空觀測周期中1.4THz和1.9THz四個接收機通道工作正常,在返回地面后提供了大量探測數據(下圖是1.9THz光譜圖)。但是4.7THz接收通道由于本振鏈路(高穩定QCL/200μW輸出)BUG沒有正常工作。
美國和歐洲在過去的數十年中開發了一系列星載、機載以及地基的紅外及太赫茲頻段望遠鏡,包括星載SWAS、ODIN、PLANCK,機載SOFIA,地基ALMA等等。太赫茲同溫層探空氣球在排除水汽負面影響的同時還可提供了長期穩定的觀測平臺,已成為NASA低成本和高效的補充手段。