p Por décadas, A NASA lançou enormes balões científicos na atmosfera da Terra, milhas acima da altitude de voos comerciais. O Programa Balão está atualmente preparando novas missões com instrumentos sensíveis, incluindo um projetado para investigar o nascimento de nosso universo e outro com origens em balão que voará na Estação Espacial Internacional. p Explorador de polarização de inflação primordial da NASA (PIPER), que lançará uma série de voos de teste nos próximos anos, poderia confirmar a teoria de que nosso universo nascente se expandiu por um trilhão de trilhões (1024) de vezes imediatamente após o big bang. Esta rápida inflação teria abalado a estrutura do espaço-tempo, gerando ondulações chamadas ondas gravitacionais. Essas ondas, por sua vez, deveria ter produzido distorções detectáveis ​​na radiação cósmica de fundo (CMB), a primeira luz no universo se alongou em microondas hoje pela expansão cósmica. Os padrões aparecerão em medições de como a luz CMB está organizada, uma propriedade chamada polarização. Descobrindo torção, Os padrões de polarização do tipo catavento na CMB provarão que a inflação ocorreu e levarão os astrofísicos de volta à beira do big bang.

p Embora as teorias de Albert Einstein descrevam com precisão a gravidade no cosmos dilatado de hoje, essas leis físicas em grande escala não se aplicavam quando nosso universo ainda era do tamanho de um átomo de hidrogênio. Para reconciliar essa disparidade, O PIPER mapeará todo o céu em quatro frequências diferentes, diferenciando entre padrões de torção na CMB (indicando ondas gravitacionais primordiais) e diferentes sinais de polarização devido à poeira interestelar. Para manter a sensibilidade, o telescópio voará imerso em um balde de hélio líquido do tamanho de uma banheira de hidromassagem, mas muito mais frio - quase 457 graus abaixo de zero Fahrenheit (menos 272 graus Celsius) e perto do zero absoluto, a temperatura mais fria possível.

p A missão PIPER foi projetada, construído e testado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em colaboração com a Universidade Johns Hopkins em Baltimore, a Universidade de British Columbia, Canadá, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia de Boulder, Colorado, e a Cardiff University no País de Gales.

p "Esperamos obter uma visão do nosso universo inicial à medida que ele se expandiu do tamanho subatômico para maior do que um planeta em menos de um segundo, "disse Al Kogut de Goddard, Investigador principal da PIPER. "Compreender a inflação também aumenta nosso conhecimento da física de partículas de alta energia, onde as forças da natureza agem indistinguivelmente umas das outras. "

p Enquanto o PIPER se prepara para observar cerca de 20 milhas acima da Terra, a última iteração do experimento de Energia e Massa dos Raios Cósmicos (CREAM) está programado para ser lançado na estação espacial em agosto. Embora CREAM tenha sido transportado por um balão durante suas seis missões anteriores, a carga útil atual levará a tecnologia além da atmosfera da Terra e para o espaço. CREAM irá amostrar diretamente a matéria em movimento rápido de fora do sistema solar, chamados de raios cósmicos, de seu novo ponto de vista no Módulo Experimental Japonês - Instalação Exposta.

p Os raios cósmicos são partículas de alta energia que viajam perto da velocidade da luz e constantemente chovem a Terra. Mas precisamente como eles se originam e aceleram através do espaço requer mais estudo, assim como seu declínio abrupto em energias superiores a 1, 000 trilhões de elétron-volts. Essas partículas foram aumentadas para mais de 100 vezes a energia alcançável pelo acelerador de partículas mais poderoso do mundo, o Grande Colisor de Hádrons no CERN.

p CREAM - aproximadamente do tamanho de uma geladeira - carregará versões recondicionadas dos detectores de carga de silício e calorímetro de ionização das missões de balão anteriores sobre a Antártica. A edição orbital do CREAM conterá dois novos instrumentos:os detectores de contagem superior / inferior, contribuído pela Kyungpook National University em Daegu, Coreia do Sul, e um detector de cintilador borado para distinguir elétrons de prótons, construído por uma equipe de Goddard, Pennsylvania State University em University Park e Northern Kentucky University em Highland Heights.

p A colaboração internacional, liderado pelo físico Eun-Suk Seo da Universidade de Maryland, College Park, inclui equipes de várias instituições nos Estados Unidos, bem como instituições colaboradoras na República da Coréia, México e França. O gerenciamento geral e a integração do experimento foram liderados pelo Wallops Flight Facility da NASA na costa leste da Virgínia sob a direção de Linda Thompson, o Gerente de Projetos CREAM.

p De acordo com o co-investigador Jason Link, uma Universidade de Maryland, Cientista pesquisador do Condado de Baltimore trabalhando em Goddard, A evolução do CREAM demonstra o poder do Programa de Balões da NASA como um teste de desenvolvimento para instrumentação espacial.

p "Uma missão de balão pode ir de uma ideia na cabeça de um cientista a uma carga voadora em cerca de cinco anos, "Link disse." Na verdade, muitos cientistas que planejam experimentos para missões espaciais começam no balonismo. É um poderoso campo de treinamento para pesquisadores e engenheiros. "

p Como acontece com qualquer missão complexa, as coisas nem sempre saem como planejado. Esse foi o caso do experimento Balloon Experimental Twin Telescope for Infrared Interferometer (BETTII), destina-se a investigar objetos frios que emitem luz na região do infravermelho distante do espectro eletromagnético.

p O BETTII foi lançado em 8 de junho na Columbia Scientific Balloon Facility da NASA na Palestina, Texas. Embora quase todos os componentes da missão funcionassem como deveriam, a carga se soltou de seu pára-quedas e caiu 130, 000 pés em 12 minutos, pois o vôo terminou no dia seguinte.

p O investigador principal da BETTII, Stephen Rinehart, em Goddard, estima que levará vários anos para garantir o financiamento e reconstruir a missão.

p Projetado, montado e testado em Goddard em colaboração com a Universidade de Maryland, Universidade Johns Hopkins, Cardiff University, University College London e a equipe de experimentos do Telescópio Interferométrico do infravermelho distante no Japão, O BETTII foi projetado para examinar frequências infravermelhas mais baixas com resolução sem precedentes. Embora telescópios ópticos como o Hubble não possam ver estrelas envoltas por espessas nuvens de poeira, observações de infravermelho distante perfuram o véu, revelando como esses objetos se formam e evoluem.

p "BETTII é um dos experimentos de balão mais complexos já realizados, "Rinehart disse." Como uma comunidade de pesquisa, entendemos que esse risco é necessário para o progresso científico e técnico que fazemos com os balões. "

p Afinal, assim como o risco e o fracasso andam de mãos dadas, o mesmo acontece com o risco e a recompensa.