NASA PUEO高空气球成功升空 旨在探测宇宙深处超高能中微子

美国国家航空航天局（NASA）的“超高能观测载荷”（PUEO）科学气球已在南极成功完成第二次飞行，并达到预定漂浮高度。此次升空行动于2025年12月20日星期六，在罗斯冰架上靠近美国国家科学基金会麦克默多站的地点附近实施。目前，该气球正于南极洲上空约120,000英尺的平流层稳定运行，该高度因其稳定的极地风场条件，非常适合执行此类长时间的科学探测任务。

PUEO任务的核心目标是利用南极冰层作为巨大的探测器，捕捉由来自宇宙的超高能中微子撞击冰层时产生的特定无线电信号。这些携带宇宙深层信息的高能粒子，能够揭示黑洞形成和中子星并合等剧烈的、远在数十亿光年之外的天体物理过程。此外，PUEO仪器还将对大气层中由超高能宇宙射线撞击产生的空气簇射发出的无线电脉冲进行搜寻。

PUEO任务是NASA“天体物理学先锋计划”下的首个发射任务，该计划旨在以远低于太空任务的成本支持前沿科学研究。PUEO的仪器设计继承了“南极瞬态天线”（ANITA）任务的经验，但通过引入先进的数字滤波和相控阵触发技术，实现了比ANITA高出一个数量级的灵敏度提升，旨在对超高能中微子通量进行迄今为止最灵敏的普查。该任务的首席研究员是来自芝加哥大学的Abigail G. Vieregg博士。

2025年的南极长寿命气球（LDB）活动还支持了更早发射的GAPS（通用反粒子光谱仪）任务，该任务致力于搜寻与暗物质相关的粒子。利用高空气球平台进行科学探索是NASA在轨道或卫星运行之外的另一种前沿手段，它能以较低的成本和复杂度将有效载荷提升至约36.6公里的平流层。南极洲因其夏季近乎持续的日照和稳定的极地风型，被认为是进行此类任务的最佳地点之一，气球可以围绕南极洲进行长达数日或数周的持续飞行。

NASA的科学气球项目由弗吉尼亚州的沃洛普飞行设施管理，Peraton公司负责运营位于德克萨斯州帕莱斯廷的哥伦比亚科学气球设施，提供任务规划、工程服务和现场操作支持。PUEO探测目标能量范围（高于1 EeV）对于理解宇宙中极端能量的产生机制至关重要，其测量结果将与地面探测器（如IceCube）对较低能量中微子的探测形成互补。