SPHEREx
SPHEREx (Animation von 2021)
Missions­ziel	infrarotspektroskopische HimmelsdurchmusterungVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Missionsziel
Betreiber	National Aeronautics and Space Administration NASAVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Betreiber
Hersteller	Ball Aerospace,Caltech,JPLVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Hersteller
Träger­rakete	Falcon 9 Block 5Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Traegerrakete
Instrumente
Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Instrumente Dreifach-Spiegelteleskop
Verlauf der Mission
Startdatum	12. März 2025 (UTC)[1]Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startdatum
Startrampe	SLC-4E,Vandenberg Space Force BaseVorlage:Infobox Sonde/Wartung/Startrampe
Enddatum	2027 (Primärmission, geplant)Vorlage:Infobox Sonde/Wartung/Enddatum

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SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer)^[2] ist einWeltraumteleskop für dasnahe Infrarot, das eine Himmelsdurchmusterung durchführen soll, um dieNahinfrarot-Spektren von etwa 450 MillionenGalaxien zu erfassen. Im Februar 2019 wurde SPHEREx von der NASA als nächsteMedium-Class-Explorer-Mission ausgewählt.^[3][4] Das Teleskop wurde im März 2025 mit einerFalcon-9-Trägerrakete von derVandenberg Space Force Base gestartet.^[1] Leitender Wissenschaftler ist James Bock vomCalifornia Institute of Technology (Caltech) inPasadena,Kalifornien.

Geplant ist, dass SPHEREx mit einemSpektralphotometer eine vollständige Himmelsdurchmusterung durchführt, bei der Spektren im nahen Infrarotbereich von 0,75 bis 5,0 Mikrometern erfasst werden. Es soll dabei nur ein einziges Instrument mit einem einzigen Beobachtungsmodus und ohne bewegliche Teile einsetzen, um den gesamten Himmel (in 96 verschiedenen Farbbändern, was die Farbauflösung früherer All-Sky-Karten^[3] bei weitem übertrifft) während seiner nominell 25-monatigen Mission viermal zu kartieren. Die entscheidende Technologie wird ein linearer variabler Filter sein,^[5] wie er auch im LEISA-Instrument der MissionNew Horizons eingesetzt wird.^[6]

SPHEREx soll die Spektren von etwa 450 Millionen Galaxien messen, woraus sich jeweils derenRotverschiebung ermitteln lässt. Insbesondere sollen die Signale desIntra-Halo-Lichts und aus derReionisierungsepoche^[5] untersucht werden, um die Ursachen derInflation im frühen Universum, den Ursprung und die Entwicklung von Galaxien und den Ursprung von Wasser in Planetensystemen zu erforschen.^[5][7]

SPHEREx soll damit die spektroskopischen Durchmusterungen vonEuclid und des geplantenNancy Grace Roman Space Telescope ergänzen. Die erwarteten hochpräzisen Rotverschiebungsdaten der Vordergrundgalaxien, die SPHEREx zusammen mit der Messung von schwachenGravitationslinsen der Hintergrundgalaxien von Euclid und dem Nancy Grace Roman Space Telescope liefern soll, würden eine direkte Bestimmung der Verteilung der Dunklen Materie erlauben, die die Vordergrundgalaxien umgibt. Die SPHEREx-Durchmusterung im Bereich niedriger Rotverschiebungen soll es ermöglichen, die Inflationsparameter unabhängig zu messen und somit neue Erkenntnisse zu gewinnen.^[5][7]

Das Dreifach-Spiegelteleskop hat einen Öffnungsdurchmesser von 20 Zentimetern mit einem Gesichtsfeld von 3,5° × 11° und sechs 2k × 2kQuecksilber-Cadmium-Tellurid (HgCdTe)-Photodetektor-Arrays.^[8][6] Jedes 2k × 2k Fokalebenen-Array kann mit einem linearen variablen Filter abgedeckt werden, der schmalbandige Messungen mit einer Bandenmitte ermöglicht, die entlang einer Achse des Arrays variiert. SPHEREx soll die Spektren durch Mehrfachbelichtung erhalten, wobei die Quelle an mehreren Positionen im Gesichtsfeld platziert werden soll, wo sie bei mehreren Wellenlängen durch Neuausrichtung der Raumsonde gemessen wird.^[6]

Das SPHEREx-Raumfahrzeug und das Teleskop wurden vonBall Aerospace & Technologies bereitgestellt, während die Nutzlast von Caltech und demJet Propulsion Laboratory der NASA entwickelt wurde. DasKorea Astronomy and Space Science Institute wird zusätzliche Unterstützung in Form einer nicht für den Flug bestimmten kryogenen Testkammer bereitstellen.^[9][10][11]

Der Vorschlag für SPHEREx wurde im Dezember 2014 bei der NASA eingereicht und im Juli 2015 für die weitere Konzeptausarbeitung (Phase A) im Rahmen desSmall-Explorer-Programms (SMEX) ausgewählt.^[12][13] Der detaillierte Konzeptbericht wurde im Juli 2016 bei der NASA eingereicht, aber letztlich nicht für SMEX ausgewählt. Eine verbesserte Version von SPHEREx wurde im Dezember 2016 als Medium-Class Explorer (MIDEX) eingereicht und im August 2017 zusammen mit zwei weiteren konkurrierenden Missionen als Finalist ausgewählt:Arcus undFast Infrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer (FINESSE). Jedes Team erhielt 2 Millionen US-Dollar, um ihre Missionskonzepte über einen Zeitraum von neun Monaten zu verfeinern.^[4]

SPHEREx wurde im Februar 2019 als Gewinner ausgewählt, und die Mission wurde genehmigt, um mit dem Bau und dem Start fortzufahren.^[3] Die Kosten der Medium-Class-Explorer-Mission sind auf 250 Millionen US-Dollar gedeckelt, wobei die Trägerrakete nicht eingeschlossen ist.^[4] Im April 2020 beliefen sich die vorläufigen Gesamtkosten der Mission auf etwa 395 bis 427 Millionen US-Dollar.^[14] Die Schätzungen für 2020 beinhalten die Kosten für die Trägerrakete und die NASA-Reserven, die nicht Teil der Kostenobergrenze sind.

Im Januar 2021 gab die NASA bekannt, dass die Mission in die Phase C eingetreten ist, was bedeutet, dass die frühen Konstruktionspläne genehmigt wurden und die Teams mit der endgültigen Konstruktion und der Zusammenstellung der Hard- und Software beginnen können. Der Start wurde zwischen Juni 2024 und April 2025 erwartet. Im Februar 2021 gab die NASA bekannt, dass sie dieSpaceXFalcon 9 für den Start des Raumfahrzeugs ausgewählt hat, und dass sich die Gesamtkosten für den Start auf 98,8 Millionen US-Dollar belaufen werden.^[15] Im August 2022 gab die NASA bekannt, dass die vier Mikrosatelliten derPUNCH-Konstellation für dreidimensionale Beobachtungen der Sonnenkorona alsRideshare-Nutzlasten zusammen mit SPHEREx gestartet werden.^[16]

Commons: SPHEREx – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

1. ↑^abNASA, SpaceX launch SPHEREx and PUNCH missions following spacecraft-driven scrub. Spaceflight Now, 10.–12. März 2025.
2. ↑SPHEREx. NASA, 18. Februar 2019, abgerufen am 19. Februar 2019 (englisch). 
3. ↑^abcCalla Cofield, Steve Cole: NASA Selects New Mission to Explore Origins of Universe. NASA, 13. Februar 2019, abgerufen am 13. Februar 2019 (englisch). 
4. ↑^abcKatherine Brown: NASA Selects Proposals to Study Galaxies, Stars, Planets. NASA, 9. August 2017; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
5. ↑^abcdSPHEREx Science Goals. Caltech, 2018, abgerufen am 17. Januar 2025 (englisch). 
6. ↑^abcSPHEREx instrument. Caltech, abgerufen am 17. Januar 2015 (englisch). 
7. ↑^abProposed Astrophysics Mission to Conduct the First Infrared Spectral Survey of the Entire Sky (Memento vom 14. Dezember 2018 imInternet Archive) 27 August 2017
8. ↑SPHEREx Offizielle Website. In: spherex.caltech.edu. Abgerufen am 17. Januar 2025 (englisch). 
9. ↑SpaceX wins $98 million NASA SPHEREx launch contract. 8. Februar 2021, archiviert vom Original am 8. Februar 2021; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
10. ↑Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer. In: JPL. NASA, abgerufen am 7. Juli 2021 (englisch). 
11. ↑Ball Aerospace Supports Critical Design Review of NASA's SPH. Abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
12. ↑SPHEREx News SPHEREx, Caltech
13. ↑Karen Northon: NASA Selects Proposals to Study Neutron Stars, Black Holes and More. NASA, 30. Juli 2015; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
14. ↑GAO-20-405, NASA: Assessments of Major Projects. Government Accountability Office (GAO), 29. April 2020, S. 45, abgerufen am 30. April 2020 (englisch). 
15. ↑Sean Potter: NASA Awards Launch Services Contract for SPHEREx Astrophysics Mission, NASA, 4. Februar 2021 (englisch). 
16. ↑Abbey Interrante: PUNCH Announces Rideshare with SPHEREx and New Launch Date. In: NASA. 3. August 2022, abgerufen am 3. August 2022 (englisch). 

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