「超高能量觀測載荷儀」（Payload for Ultrahigh Energy Observations, PUEO）是NASA天體物理先驅計畫（Astrophysics Pioneers Program）的一項任務，旨在探測宇宙中最具能量的粒子。
PUEO任務搭載長時程氣球（Long Duration Balloon, LDB），在高空飛越南極，並利用南極冰層作為一個巨大的探測體，尋找極高能量天體物理中微子穿過冰層時產生的相互作用所發出的無線電訊號。
除了搜尋最高能量的中微子，PUEO還能偵測到高能宇宙射線在大氣層中產生（又稱空氣簇射）的無線電訊號，無論是訊號直接進入儀器，或是從下方的冰層反射。
PUEO儀器所達到的靈敏度，歸功於技術的進步以及對實驗設計的精心優化，使其能夠適應氣球平台的發射體積限制。
PUEO所搜尋的超高能量中微子攜帶著來自宇宙中最極端地方的資訊，包括星系中心吸積物質的超大質量黑洞、中子星合併以及其他強大的宇宙加速器。
由於這些粒子沿直線長距離傳播且不易被吸收，因此能提供對遙遠、最具能量宇宙的獨特視角。
PUEO收集的數據不僅將揭示最高能量宇宙射線的起源和組成，還將在遠超地球上人造粒子加速器可達到的能量級別上，測試基礎物理學。
PUEO任務建立在NASA資助的「南極瞬時暫態天線」（Antarctic Impulsive Transient Antenna, ANITA）任務的基礎之上，ANITA任務在2006年至2016年間成功飛行了四次。
與ANITA一樣，PUEO由一系列射頻天線、一個由中微子類訊號觸發並處理和儲存數據的機載數據採集系統，以及一個導航和指令控制系統組成。
從120,000英尺的高度，PUEO監測了極大體積的南極冰層，尋找極其罕見的高能中微子相互作用訊號。
作為NASA天體物理先驅計畫的首個發射任務，PUEO於2025年12月20日從南極麥克默多站附近的NASA長時程氣球設施起飛，飛行了23天後，在距離南極點約120英里（200公里）處著陸。
完整的載荷，包括數據驅動器，都已回收。
PUEO團隊目前正在分析收集到的數據，這項任務由於其複雜性，可能需要長達一年的時間。
與ANITA相比，PUEO儀器靈敏度的顯著提升，歸因於多項技術進步以及對實驗設計的精心優化，使其能夠適應氣球平台有限的發射體積。
PUEO技術進步的核心是一種新型觸發器，稱為「干涉相位陣列觸發器」。
PUEO觸發器實時協同地匯總來自多個天線的訊號，使儀器能夠探測到比以往更微弱的訊號。
透過降低觸發閾值，PUEO能夠更深入地挖掘雜訊，並找到比先前實驗更微弱的中微子和宇宙射線訊號。
與ANITA相比，PUEO在300 MHz以上頻率的接收天線收集面積增加了一倍，提高了對粒子相互作用產生的無線電輻射的靈敏度。
為了確保PUEO載荷保持在允許的發射體積內，團隊提高了PUEO天線的低頻截止，這使得它們比ANITA上使用的天線更小。
為了提高對宇宙射線和潛在中微子產生的廣泛空氣簇射的靈敏度，PUEO整合了一個新的低頻儀器，該儀器在載荷達到飛行高度後展開（在飛行配置下，它會因為太大而無法放入允許的發射體積）。
這個新的低頻儀器包含對低至50 MHz敏感的天線，並擴展了PUEO對空氣簇射的靈敏度。
為PUEO開發的許多技術進步，也可能適用於目前正在開發的、利用月球風化層作為超高能量宇宙射線探測器的任務概念，以及未來在月球上進行的其他潛在無線電任務。
