Het National Radio Astronomy Observatory (NRAO) heeft zich aangesloten bij een nieuwe NASA-ruimtemissie naar de andere kant van de maan om te onderzoeken wanneer de eerste sterren zich in het vroege heelal begonnen te vormen.

Het universum was donker en mistig tijdens zijn "donkere tijden, " slechts 380 duizend jaar na de oerknal. Er waren nog geen lichtproducerende structuren zoals sterren en sterrenstelsels, alleen grote wolken waterstofgas. Toen het heelal uitdijde en begon af te koelen, zwaartekracht dreef de vorming van de sterren en zwarte gaten, die een einde maakte aan de donkere middeleeuwen en de "kosmische dageraad, "Tientallen miljoenen jaren later.

Om meer te weten te komen over die donkere periode van de kosmos en te begrijpen hoe en wanneer de eerste sterren zich begonnen te vormen, astronomen proberen energie te vangen die door deze waterstofwolken wordt geproduceerd in de vorm van radiogolven, via de zogenaamde 21 centimeter lijn.

Maar het oppikken van signalen uit het vroege heelal is een enorme uitdaging. Ze worden meestal geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde, of overstemd door door mensen gegenereerde radio-uitzendingen. Daarom heeft een team van wetenschappers en ingenieurs besloten om een ​​klein ruimtevaartuig in een baan om de maan te sturen en dit signaal te meten terwijl het de andere kant van de maan doorkruist. die radiostil is.

Het ruimtevaartuig, genaamd de Dark Ages Polarimetry Pathfinder (DAPPER), zal worden ontworpen om zwakke radiosignalen uit het vroege heelal te zoeken terwijl ze in een lage baan om de maan werken. De gespecialiseerde radio-ontvanger en hoogfrequente antenne worden momenteel ontwikkeld door een team van het Central Development Laboratory (CDL) van de NRAO in Charlottesville, Virginia, geleid door senior onderzoeksingenieur Richard Bradley.

"Geen enkele radiotelescoop op aarde is momenteel in staat om het zeer zwakke neutrale waterstofsignaal van het vroege heelal definitief te meten en te bevestigen. omdat er zoveel andere signalen zijn die veel helderder zijn, " zei Bradley. "Bij CDL ontwikkelen we gespecialiseerde technieken die het meetproces verbeteren dat door DAPPER wordt gebruikt om ons te helpen het zwakke signaal van alle ruis te scheiden." Dit project bouwt voort op het werk van Marian Pospieszalski die vliegklare ruisarme versterkers ontwikkelde bij de CDL in de jaren negentig voor de zeer succesvolle Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), een ruimtevaartuig dat het meest nauwkeurige cijfer ooit gaf voor de leeftijd van het universum.

DAPPER zal deel uitmaken van het NASA Artemis-programma met als doel om tegen 2024 "de eerste vrouw en de volgende man" op de maan te laten landen. Het zal waarschijnlijk worden gelanceerd vanuit de buurt van de Lunar Gateway, het geplande ruimtestation in een baan om de maan bedoeld als communicatiecentrum en wetenschappelijk laboratorium. Omdat het kan meeliften op de stijgende interesse om mensen naar maangrond te sturen, DAPPER zal veel goedkoper te bouwen en compacter zijn dan een volledige NASA-missie.

NRAO zal de komende twee jaar besteden aan het ontwerpen en ontwikkelen van een prototype voor de DAPPER-ontvanger, waarna het naar het Space Sciences Laboratory van UC Berkeley gaat voor ruimtetesten.

"NRAO is erg verheugd om aan dit belangrijke initiatief te werken, " zei Tony Beasley, directeur van de NRAO en Associated Universities Inc. vice-president voor Radio Astronomy Operations. "De bijdragen van DAPPER aan het succes van NASA's ARTEMIS-missie zullen voortbouwen op de snelle groei van ruimtegebaseerd radioastronomieonderzoek dat we de afgelopen tien jaar hebben gezien. Als de toonaangevende organisatie voor radioastronomie ter wereld, NRAO zoekt altijd naar nieuwe horizonten, en DAPPER is het begin van een spannend veld."

DAPPER is een samenwerking tussen de universiteiten van Colorado-Boulder en California-Berkeley, het National Radio Astronomy Observatory, Bradford Space Inc., en het NASA Ames Research Center. Jack Burns van de University of Colorado Boulder is hoofdonderzoeker en voorzitter van het wetenschapsteam. Projectwebsite voor DAPPER.