Od té doby, co astronomové poprvé začali používat dalekohledy, aby lépe viděli nebe, zápasili se základním hádankem. Kromě zvětšení musí být dalekohledy také schopny vyřešit malé detaily objektu, aby nám pomohly lépe je porozumět. K tomu je třeba vytvořit větší a větší zrcadla sbírající světlo, která vyžadují nástroje větší velikosti, nákladů a složitosti.
Vědci pracující v kosmickém letovém středisku NASA Goddard však pracují na levné alternativě. Místo toho, aby se spoléhali na velké a nepraktické dalekohledy s velkými clonami, navrhli zařízení, které dokáže vyřešit drobné detaily a přitom být zlomkem velikosti. Je známá jako fotonové síto a je vyvíjeno speciálně pro studium sluneční korony v ultrafialovém záření.
V zásadě je fotonové síto variace na Fresnelově zóně, což je forma optiky, která se skládá z těsně rozložených sad prstenců, které se střídají mezi průhledným a neprůhledným. Na rozdíl od dalekohledů, které zaostřují světlo lomem nebo odrazem, tyto desky způsobují, že se světlo rozptyluje průhlednými otvory. Na druhé straně se světlo překrývá a je pak zaostřeno na určitý bod - vytváří obraz, který lze zaznamenat.
Fotonové síto pracuje na stejných základních principech, ale s poněkud sofistikovanějším zákrutem. Místo tenkých otvorů (tj. Fresnelových zón) sestává síto z kruhové křemíkové čočky, která je posetá miliony drobných děr. Přestože by takové zařízení bylo potenciálně užitečné na všech vlnových délkách, tým Goddardů konkrétně vyvíjí fotonové síto, aby odpověděl na 50letou otázku o Slunci.
V podstatě doufají, že studují sluneční koronu, aby zjistili, jaký mechanismus jej zahřívá. Vědci již nějakou dobu věděli, že korona a další vrstvy sluneční atmosféry (chromosféra, přechodová oblast a heliosféra) jsou výrazně teplejší než její povrch. Proč to tak zůstalo záhadou. Ale možná ne na mnohem déle.
Jak řekl Doug Rabin, vedoucí týmu Goddard, v tiskové zprávě NASA:
"Je to již úspěch ... Již více než 50 let je ústřední nezodpovězenou otázkou ve sluneční koronální vědě pochopit, jak energie přepravovaná zespodu dokáže koronu zahřát." Současné nástroje mají prostorová rozlišení asi stokrát větší, než vlastnosti, které je třeba dodržovat, aby byl tento proces pochopen. “
S podporou programu Goddard pro výzkum a vývoj již tým vyrobil tři síta, z nichž všechna měří průměr 7,62 cm (3 palce). Každé zařízení obsahuje křemíkový plátek se 16 miliony děr, jejichž velikosti a umístění byly určeny pomocí technologie výroby zvané fotolitografie - kde se světlo používá k přenosu geometrického vzoru z fotomaskoru na povrch.
Z dlouhodobého hlediska však doufají, že vytvoří síto, které měří průměr 1 metr (3 stopy). S nástrojem této velikosti věří, že budou schopni dosáhnout až 100krát lepšího úhlového rozlišení v ultrafialovém spektru než kosmický dalekohled NASA s vysokým rozlišením - observatoř sluneční dynamiky. To by stačilo na to, abychom začali dostávat odpovědi od sluneční korony.
Mezitím tým plánuje zahájit testování, aby zjistil, zda síto může fungovat ve vesmíru, což by mělo trvat méně než rok. To bude zahrnovat to, zda může přežít intenzivní g-síly kosmického startu, jakož i extrémní prostředí vesmíru. Mezi další plány patří sňatek technologie s řadou CubeSats, aby mohla být namontována mise se dvěma formacemi kosmických lodí, která by studovala koronu Slunce.
Kromě vrhání světla na tajemství Slunce může úspěšné fotonové síto způsobit revoluci optiky, jak ji známe. Místo aby byli astronomové nuceni posílat do vesmíru masivní a drahé přístroje '(jako je Hubbleův kosmický dalekohled nebo James Webb Telescope), mohli získat všechny obrázky s vysokým rozlišením, které potřebují, ze zařízení, která jsou dostatečně malá na to, aby přilepila na palubu satelitu měřící ne více než pár metrů čtverečních.
Tím by se otevřely nové prostory pro vesmírný výzkum, což by soukromým společnostem a výzkumným institucím umožnilo pořizovat podrobné fotografie vzdálených hvězd, planet a jiných nebeských objektů. Představovalo by to také další zásadní krok k zpřístupnění a zpřístupnění průzkumu vesmíru.
