Překvapivý průlom: 6mm čočka s přesností satelitu NASA zlevní sledování Slunce z vesmíru

Inženýři z Kalifornské univerzity v San Diegu ve spolupráci s BAE Systems Space & Mission Systems vyvinuli miniaturní optickou součástku o průměru pouhých šesti milimetrů, která by mohla zásadně změnit způsob monitorování Slunce z vesmíru.

Inženýři z Kalifornské univerzity v San Diegu ve spolupráci s BAE Systems Space & Mission Systems vyvinuli miniaturní optickou součástku o průměru pouhých šesti milimetrů, která by mohla zásadně změnit způsob monitorování Slunce z vesmíru. Toto zařízení, známé jako metasurface, je pokročilou nanotechnologií složenou z ploché optické komponenty s mikroskopickými strukturami v nanometrovém měřítku.

Díky těmto nanostrukturám dokáže metasurface manipulovat se světlem – například současně štěpit a řídit jeho polarizační kanály – způsoby, které konvenční skleněné čočky a zrcadla fyzicky nedokážou. Ačkoliv byla tato technologie dosud převážně v akademické fázi, tým profesora Noaha Rubina ji posunul z laboratoře do praxe. Průmysloví partneři z BAE Systems podrobili malou čočku náročným testům vibrací a extrémních teplot, které úspěšně zvládla, čímž získala kvalifikaci pro vesmírné použití.

Sluneční magnetická pole se studují k předpovídání masivních slunečních erupcí, jako jsou koronální výrony hmoty, které vysílají nabité částice směrem k Zemi. Pro tyto účely se analyzuje polarizace, neboli směr vibrací přicházejícího slunečního světla. Stávající vesmírné teleskopy používají k tomu pomalý a mechanický přístup, kdy se pořídí snímek, mechanicky se otočí optická součástka a pořídí se další snímek, které se následně digitálně spojí. Tento proces je pomalý a náchylný k sebemenším otřesům, které mohou rozmazat citlivá sluneční data. NASA proto musí budovat neuvěřitelně složité a drahé stabilizační systémy, jejichž cena často převyšuje cenu samotného teleskopu.

Nová šestimilimetrová metasurface zcela eliminuje pohyblivé části. Rozděluje přicházející sluneční světlo do několika různých polarizačních drah současně. Místo pomalé sekvence fotografií tak teleskop zachytí všechna magnetická data najednou v jediném snímku. Díky rychlejším snímkovým frekvencím lze pozorovat jevy, které byly pro předchozí přístroje příliš rychlé na zachycení.

Aby vědci prokázali, že zařízení dokáže provádět skutečný vědecký výzkum, integrovali jej do speciálně postaveného teleskopu a cestovali k solárnímu teleskopu Dunn v Novém Mexiku. Zde mikroskopická čočka úspěšně zmapovala intenzivní magnetická pole uvnitř aktivních slunečních skvrn. Když tým porovnal svá data s pozorováními z masivní oběžné observatoře NASA Solar Dynamics Observatory, výsledky byly téměř identické. Malá čočka fungovala stejně dobře jako obří satelit. Nyní se tým zaměřuje na vypuštění do vesmíru. S pěti lety vývoje a financováním od NASA vědci podali formální návrh na studii koncepce mise. Pokud bude vybrán, jejich malé šestimilimetrové oko by se brzy mohlo vydat na raketě do vesmíru, což dokazuje, že největší průlomy někdy přicházejí v nejmenších baleních.