Аэростат NASA PUEO достиг рабочей высоты для поиска нейтрино сверхвысоких энергий

В рамках антарктической кампании научных аэростатов NASA второй запуск, несущий полезную нагрузку для наблюдения нейтрино сверхвысоких энергий (PUEO), успешно достиг заданной высоты полета. Старт миссии состоялся в субботу, 20 декабря 2025 года, вблизи станции Мак-Мердо, принадлежащей Национальному научному фонду США, на шельфовом леднике Росса. В настоящее время аэростат функционирует на высоте около 120 000 футов, что соответствует верхней стратосфере, где стабильные полярные ветры обеспечивают оптимальные условия для длительных миссий.

Миссия PUEO разработана для регистрации радиосигналов, возникающих при столкновении нейтрино сверхвысоких энергий из космоса с антарктическим льдом. Эти высокоэнергетические частицы несут критически важную информацию о наиболее яростных астрофизических процессах, включая формирование черных дыр и слияния нейтронных звезд. Кроме того, PUEO ведет поиск радиоимпульсов от ливней, вызванных космическими лучами сверхвысокой энергии, при их прохождении через атмосферу. Данная методика позволяет использовать весь антарктический ледяной щит в качестве чрезвычайно большого детектора.

Эта научная инициатива примечательна тем, что это первый запуск аэростата NASA в рамках программы «Пионеры астрофизики» (Astrophysics Pioneers program), которая позволяет реализовывать убедительные научные проекты при меньших затратах по сравнению с космическими миссиями. Прибор PUEO представляет собой усовершенствование по сравнению с предшествующей миссией ANITA, внедряя передовую фильтрацию для достижения на порядок лучшей чувствительности. Главным исследователем миссии PUEO является доктор Абигейл Г. Вирегг из Чикагского университета. Проект, как и другие инициативы программы «Пионеры», имеет ограничение по стоимости в 20 миллионов долларов.

Для достижения повышенной чувствительности, превосходящей ANITA более чем на порядок ниже энергий 30 ЭэВ, были внесены существенные изменения в конструкцию. Эти улучшения включают более чем удвоение количества антенн, интеграцию специализированных низко- и высокочастотных выпадающих инструментов, а также использование интерферометрического фазированного массива для запуска, что снижает энергетический порог за счет формирования луча. Миссия PUEO стремится измерить когерентное радиоизлучение, известное как излучение Аскарьяна, возникающее при взаимодействии нейтрино внутри ледяного щита.

В рамках той же антарктической кампании долгосрочных полетов на аэростатах была запущена миссия GAPS, предназначенная для поиска частиц, связанных с темной материей. Использование стратосферных аэростатов с нулевым давлением обеспечивает равновесие с окружающей атмосферой, что идеально подходит для длительных непрерывных полетов в суровых полярных условиях. Исполняющий обязанности директора Отдела астрофизики NASA доктор Шон Домагал-Голдман отметил, что миссия PUEO — это пример важной науки, которую можно осуществить при более низких затратах за счет внедрения инноваций. Ожидается, что 30-дневный полет PUEO либо обеспечит первое значимое измерение диффузного потока космических нейтрино с энергиями выше 1 ЭэВ, либо установит самые строгие на сегодняшний день ограничения.