Gökbilimciler cennete daha iyi bakmak için teleskopları ilk kullanmaya başladığından beri, temel bir muamma ile mücadele ettiler. Büyütmeye ek olarak, teleskopların, onları daha iyi anlamamıza yardımcı olmak için bir nesnenin küçük ayrıntılarını da çözebilmesi gerekir. Bunu yapmak, daha büyük boyut, maliyet ve karmaşıklık gerektiren aletler gerektiren daha büyük ve daha büyük ışık toplayan aynaların inşa edilmesini gerektirir.
Ancak NASA Goddard’ın Uzay Uçuş Merkezi’nde çalışan bilim adamları ucuz bir alternatif üzerinde çalışıyorlar. Büyük ve pratik olmayan geniş diyafram açıklığına sahip teleskoplara güvenmek yerine, boyutun bir parçası olarak küçük ayrıntıları çözebilecek bir cihaz önerdiler. Foton eleği olarak bilinir ve özellikle Güneş’in koronalarını ultraviyole içinde incelemek için geliştirilmektedir.
Temel olarak, foton elek, şeffaf ve opak arasında değişen sıkı aralıklı halka kümelerinden oluşan bir optik formu olan Fresnel bölge plakası üzerinde bir varyasyondur. Işığı kırılma veya yansıma yoluyla odaklayan teleskopların aksine, bu plakalar ışığın şeffaf açıklıklardan kırılmasına neden olur. Diğer tarafta, ışık çakışır ve daha sonra belirli bir noktaya odaklanır - kaydedilebilen bir görüntü oluşturulur.
Foton elek aynı temel prensiplerle çalışır, ancak biraz daha sofistike bir bükülme ile. İnce açıklıklar (yani Fresnel bölgeleri) yerine elek, milyonlarca küçük delikle noktalı dairesel bir silikon mercekten oluşur. Her ne kadar böyle bir cihaz potansiyel olarak tüm dalga boylarında yararlı olsa da, Goddard ekibi, Güneş hakkında 50 yıllık bir soruyu cevaplamak için özellikle foton eleği geliştiriyor.
Aslında, hangi mekanizmanın ısındığını görmek için Güneş'in koronalarını incelemeyi umuyorlar. Bir süredir, bilim adamları koronanın ve Güneş atmosferinin diğer katmanlarının (krom atmosferi, geçiş bölgesi ve heliosfer) yüzeyinden önemli ölçüde daha sıcak olduğunu biliyorlar. Bu neden bir sır olarak kaldı. Ama belki, çok daha uzun süre değil.
Goddard ekibinin lideri Doug Rabin'in bir NASA basın açıklamasında söylediği gibi:
“Bu zaten bir başarı… 50 yıldan uzun bir süredir, güneş koronal bilimindeki merkezi yanıtlanmamış soru, aşağıdan taşınan enerjinin korona nasıl ısıtabildiğini anlamak olmuştur. Mevcut enstrümanlar, bu süreci anlamak için gözlemlenmesi gereken özelliklerden yaklaşık 100 kat daha büyük uzamsal çözünürlüklere sahiptir. ”
Goddard’ın Araştırma ve Geliştirme programının desteğiyle, ekip zaten hepsi 7.62 cm (3 inç) çapında üç elek üretti. Her cihaz, boyutları ve konumları fotolitografi adı verilen bir imalat tekniği kullanılarak belirlenen 16 milyon delikli bir silikon gofret içerir - burada ışık, bir geometrik maskeyi bir yüz maskesinden bir yüzeye aktarmak için kullanılır.
Ancak, uzun vadede, 1 metre (3 feet) çapında bir elek oluşturmayı umuyorlar. Bu boyuttaki bir enstrümanla, ultraviyole içinde NASA'nın yüksek çözünürlüklü uzay teleskopu olan Güneş Dinamikleri Gözlemevi'nden 100 kat daha iyi açısal çözünürlük elde edebileceklerine inanıyorlar. Bu, Güneş’in koronalarından bazı yanıtlar almaya başlamak için yeterli olacaktır.
Bu arada ekip, eleklerin uzayda çalışıp çalışamayacağını görmek için teste başlamayı planlıyor, bu da bir yıldan az sürmesi gereken bir süreç. Bu, bir uzay fırlatmasının yoğun g-kuvvetlerinin yanı sıra uzayın aşırı ortamından hayatta kalıp kalamayacağını da içerecektir. Diğer planlar arasında teknolojiyi bir dizi CubeSats ile birleştirmek, böylece Sun’ın koronalarını incelemek için iki uzay aracı formasyonu uçuş görevi gerçekleştirilebilir.
Başarılı bir foton eleği Güneş'in gizemlerine ışık tutmanın yanı sıra, bildiğimiz gibi optikte devrim yaratabilir. Gökbilimciler, büyük ve pahalı cihazları '(Hubble Uzay Teleskobu veya James Webb Teleskopu gibi) uzaya göndermek zorunda kalmak yerine, ihtiyaç duydukları tüm yüksek çözünürlüklü görüntüleri, birkaç metrekare.
Bu, özel şirketlere ve araştırma kurumlarına uzak yıldızların, gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin detaylı fotoğraflarını çekebilmelerini sağlayan uzay araştırmaları için yeni yerler açacaktır. Aynı zamanda uzay araştırmalarını uygun fiyatlı ve erişilebilir kılmak için bir başka önemli adım olacaktır.
