천문학 자들이 처음으로 망원경을 사용하여 하늘을 더 잘 보이기 시작한 이후로 그들은 기본적인 수수께끼로 어려움을 겪었습니다. 배율 외에도 망원경은 물체를 더 잘 이해하기 위해 물체의 작은 세부 사항을 해결할 수 있어야합니다. 이를 위해서는 더 크고 더 큰 집광 미러를 구축해야하며, 더 큰 크기, 비용 및 복잡성의 기기가 필요합니다.
그러나 NASA Goddard의 우주 비행 센터에서 일하는 과학자들은 저렴한 대안을 연구하고 있습니다. 그들은 크고 비현실적인 대구경 망원경에 의존하는 대신 작은 크기의 세부 사항을 해결할 수있는 장치를 제안했습니다. 광 자체로 알려져 있으며 자외선에서 태양의 코로나를 연구하기 위해 특별히 개발되고 있습니다.
기본적으로, 광자 체는 프레 넬 존 플레이트의 변형으로, 투명과 불투명 사이에서 번갈아 간격이 좁은 고리 세트로 구성되는 광학 형태입니다. 굴절이나 반사를 통해 빛의 초점을 맞추는 망원경과 달리이 판은 투명한 개구부를 통해 빛을 회절시킵니다. 다른 한편으로는, 빛이 겹친 다음 특정 지점에 집중되어 기록 할 수있는 이미지를 만듭니다.
광자 체는 동일한 기본 원리로 작동하지만 약간 더 복잡한 왜곡으로 작동합니다. 얇은 개구부 (예 : 프레 넬 영역) 대신, 체는 수백만 개의 작은 구멍이있는 원형 실리콘 렌즈로 구성됩니다. 이러한 장치는 모든 파장에서 잠재적으로 유용하지만 Goddard 팀은 태양에 관한 50 세의 질문에 답하기 위해 광 자체를 구체적으로 개발하고 있습니다.
본질적으로 그들은 태양의 코로나를 연구하여 어떤 메커니즘이 태양을 가열하는지 알기를 희망합니다. 한동안 과학자들은 코로나와 태양 대기의 다른 층들 (chromosphere, transition region, and heliosphere)이 표면보다 상당히 뜨겁다는 것을 알고있었습니다. 이것이 왜 미스터리로 남아 있는가. 그러나 아마도 더 이상은 아닙니다.
Goddard 팀의 리더 인 Doug Rabin은 NASA 보도 자료에서 다음과 같이 말했습니다.
“이것은 이미 성공한 것입니다… 50 년 이상 태양 관상 과학 분야에서 답을 얻지 못한 중심적인 질문은 아래에서 운반되는 에너지가 어떻게 코로나를 가열 할 수 있는지 이해하는 것이 었습니다. 현재 계측기는이 프로세스를 이해하기 위해 관찰해야하는 기능보다 약 100 배 더 큰 공간 분해능을 가지고 있습니다.”
이 팀은 Goddard의 연구 개발 프로그램의 지원으로 직경 7.62cm (3 인치) 인 3 개의 체를 이미 제작했습니다. 각 장치에는 1600 만 개의 구멍이있는 실리콘 웨이퍼가 있으며 그 크기와 위치는 포토 리소그라피 (photolithography)라고하는 제조 기술을 사용하여 결정되었습니다. 여기서 빛은 포토 마스크에서 표면으로 기하학적 패턴을 전달하는 데 사용됩니다.
그러나 장기적으로 직경 1 미터 (3 피트)의 체를 만들려고합니다. 이 크기의 기기를 사용하면 NASA의 고해상도 우주 망원경 인 Solar Dynamics Observatory보다 자외선에서 최대 100 배 더 나은 각도 분해능을 달성 할 수있을 것으로 생각합니다. 이것은 태양의 코로나로부터 답변을 받기에 충분할 것입니다.
한편, 팀은 체가 우주에서 작동 할 수 있는지 확인하기 위해 테스트를 시작할 계획이며,이 프로세스는 1 년 미만이 소요됩니다. 여기에는 우주 공간의 극한 환경뿐만 아니라 우주 발사의 강렬한 g- 힘에서 살아남을 수 있는지 여부가 포함됩니다. 다른 계획으로는이 기술을 일련의 CubeSats와 결합하여 태양의 코로나 연구를위한 2 개의 우주선 구성 비행 임무를 수행 할 수 있습니다.
태양의 신비에 빛을 비추는 것 외에도, 성공적인 광자 체는 우리가 알고있는 것처럼 광학에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 천문학 자들은 허블 우주 망원경이나 제임스 웹 망원경과 같이 우주로 대량의 고가의 장비를 보내지 않고, 위성 측정 장치에 위성을 부착 할만큼 작은 장치에서 필요한 모든 고해상도 이미지를 얻을 수 있습니다. 몇 평방 미터.
이것은 우주 연구를위한 새로운 장소를 열어 개인 기업과 연구 기관이 먼 별, 행성 및 기타 천체의 상세한 사진을 찍을 수있게합니다. 또한 우주 탐사를 저렴하고 접근 가능하게 만드는 또 다른 중요한 단계가 될 것입니다.
