Откакто астрономите за първи път започнаха да използват телескопи, за да разгледат по-добре небесата, те се бориха с основна главоблъсканица. В допълнение към увеличението, телескопите също трябва да могат да разрешат малките детайли на даден обект, за да ни помогнат да разберем по-добре тях. Това прави изграждането на по-големи и по-големи огледала за събиране на светлина, което изисква инструменти с по-голям размер, цена и сложност.
Учените, които работят в Центъра за космически полети на НАСА Годард, работят по евтина алтернатива. Вместо да разчитат на големи и непрактични телескопи с голяма бленда, те предложиха устройство, което може да разрешава малки детайли, като същевременно е част от размера. Известно е като сито на фотоните и е специално разработено за изследване на слънчевата корона в ултравиолетовата система.
По принцип ситото на фотоните е разновидност на зоната на Френел, форма на оптика, която се състои от плътно разположени набори от пръстени, които се редуват между прозрачното и непрозрачното. За разлика от телескопите, които фокусират светлината чрез пречупване или отражение, тези плочи предизвикват дифракция на светлината през прозрачни отвори. От другата страна светлината се припокрива и след това се фокусира върху определена точка - създавайки изображение, което може да бъде записано.
Фотоното сито работи на същите основни принципи, но с малко по-сложен обрат. Вместо тънки отвори (т.е. зони на Френел), ситото се състои от кръгла силиконова леща, която е осеяна с милиони малки дупки. Въпреки че подобно устройство би било потенциално полезно на всяка дължина на вълната, екипът на Годард разработва специално фотоното сито, за да отговори на въпрос на 50-годишна възраст за Слънцето.
По същество те се надяват да изучат корона на Слънцето, за да видят какъв механизъм го нагрява. От известно време учените знаят, че короната и другите слоеве на атмосферата на Слънцето (хромосферата, преходният регион и хелиосферата) са значително по-горещи от повърхността му. Защо това е останала загадка. Но може би, не за много по-дълго.
Както Дъг Рабин, лидерът на екипа на Годард, заяви в прессъобщението на НАСА:
„Това вече е успех ... Повече от 50 години централният въпрос без отговор в соларната коронална наука е да разберем как енергията, пренасяна отдолу, е в състояние да загрява короната. Настоящите инструменти имат пространствени разделителни способности около 100 пъти по-големи от функциите, които трябва да се спазват, за да се разбере този процес. "
С подкрепата на програмата за изследване и развитие на Годард екипът вече е произвел три сита, всяка от които е с диаметър 7,62 см (3 инча). Всяко устройство съдържа силиконова вафла с 16 милиона дупки, чиито размери и местоположения са определени с помощта на техника на изработка, наречена фотолитография - където светлината се използва за прехвърляне на геометричен шаблон от фотомаска върху повърхност.
Въпреки това, в дългосрочен план те се надяват да създадат сито, което ще измери 1 метър (3 фута) в диаметър. С инструмент с такъв размер те вярват, че ще могат да постигнат до 100 пъти по-добра ъглова резолюция в ултравиолетовата система от космическия телескоп с висока разделителна способност на НАСА - обсерваторията на слънчевата динамика. Това би било достатъчно, за да започнете да получавате някои отговори от корона на Слънцето.
Междувременно екипът планира да започне тестване, за да види дали ситото може да работи в космоса, процес, който трябва да отнеме по-малко от година. Това ще включва дали може да преживее интензивните g-сили на космическото изстрелване, както и екстремната среда на космоса. Други планове включват женитбата на технологията за поредица от CubeSats, за да може да бъде монтирана летателна мисия на два космически кораба, която да изучава корона на Слънцето.
Освен че хвърля светлина върху мистериите на Слънцето, успешно фотонно сито би могло да превърне оптиката, каквато я познаваме. Вместо да бъдат принудени да изпращат огромни и скъпи апарати 'в космоса (като космическия телескоп Хъбъл или телескопа Джеймс Уеб), астрономите биха могли да получат всички изображения с висока разделителна способност, от които се нуждаят от устройства, достатъчно малки, за да залепят на борда сателит, измерващ не повече от няколко квадратни метра.
Това ще отвори нови места за космически изследвания, което ще позволи на частни компании и изследователски институции да правят подробни снимки на далечни звезди, планети и други небесни обекти. Това би представлявало още една важна стъпка към осигуряване на достъп до космически изследвания и достъпна.
