NASA定于2025年12月在南极部署PUEO和GAPS科学气球任务

美国国家航空航天局（NASA）的长期科学气球项目即将重返南极洲，计划于2025年12月初启动新一轮的观测活动。这些关键的发射作业将从罗斯冰架附近的麦克默多站周边区域进行，该站点由美国国家科学基金会（NSF）负责管理。本次南极考察活动旨在支持两项核心科学任务的实施：“超高能观测探测器”（PUEO）和“通用反粒子谱仪”（GAPS），它们都肩负着探索天体物理学和宇宙学基本奥秘的重任。

PUEO任务是NASA“天体物理学先驱者”计划中首个启动的项目，其核心目标是捕捉来自遥远宇宙事件产生的超高能中微子的信号。该探测器将利用南极巨大的冰盖作为天然的巨型探测器，通过搜寻这些中微子与致密冰层相互作用时产生的微弱无线电信号来完成任务。PUEO项目由芝加哥大学首席研究员阿比盖尔·维雷格（Abigail Vieregg）领导。该任务的设计灵敏度旨在超越以往的ANITA项目一个数量级，尤其是在10艾电子伏（EeV）的能量水平上，力求成为全球领先的中微子探测平台。

与此同时，GAPS实验则专注于探寻暗物质的起源。暗物质是构成宇宙物质总量的80%以上却不可见的神秘物质形式。该仪器经过专门优化，旨在精确测量低能宇宙反核子流，特别是反氕氘（antideuterons），因为它们可能是暗物质衰变过程的明确指示物。如果在低能级探测到哪怕一个反氕氘，都可能成为“新物理学”的决定性证据，因为在这一能量区间，预期的天体物理背景信号远低于暗物质可能产生的信号水平。

为了实现长时间的飞行，两项任务都采用了无支撑气球（zero-pressure balloons）的设计。这种气球能够随着高度的增加自动释放气体以保持与周围大气的平衡。结合南极夏季特有的极地环流模式和持续的日光照射，这些平台为执行持久性任务提供了可靠的保障。NASA的科学气球项目由沃洛普斯飞行中心负责管理，而Peraton公司则负责任务规划和现场操作的执行。本次任务所用的气球由Aerostar公司制造。

GAPS实验此前已在2004年和2005年于KEK加速器进行了地面测试，并在2012年6月成功进行了原型机（pGAPS）的飞行验证。此次南极任务的圆满成功，离不开与NSF、新西兰政府以及美国空军的紧密协作。此外，本次部署期间还安排了如Salter Test Flight Universal等技术验证飞行任务。这些科学探索无疑将收集到至关重要的第一手数据，有望深刻地改变我们对宇宙基本结构的认知。