นับตั้งแต่นักดาราศาสตร์เริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อดูท้องฟ้าให้ดีขึ้นพวกเขาต้องต่อสู้กับปริศนาพื้นฐาน นอกเหนือจากการขยายแล้วกล้องโทรทรรศน์ยังจำเป็นต้องสามารถแก้ไขรายละเอียดเล็ก ๆ ของวัตถุเพื่อช่วยให้เราเข้าใจพวกมันได้ดีขึ้น การทำเช่นนี้ต้องสร้างมิเรอร์เก็บแสงที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นซึ่งต้องการเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่ขึ้นราคาและความซับซ้อนมากขึ้น
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานที่ศูนย์การบินอวกาศของนาซาก็อดดาร์ดกำลังทำงานในทางเลือกที่ไม่แพง แทนที่จะพึ่งพากล้องโทรทรรศน์รูรับแสงขนาดใหญ่และใช้งานไม่ได้พวกเขาได้เสนออุปกรณ์ที่สามารถแก้ไขรายละเอียดเล็ก ๆ ในขณะที่มีขนาดเล็ก เป็นที่รู้จักกันในชื่อโฟตอนและได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นพิเศษเพื่อศึกษาโคโรนาของดวงอาทิตย์ในรังสีอัลตราไวโอเลต
โดยทั่วไปตะแกรงโฟตอนเป็นรูปแบบที่แตกต่างกันในจานโซน Fresnel ซึ่งเป็นรูปแบบของเลนส์ที่ประกอบด้วยวงแหวนที่มีระยะห่างอย่างแน่นหนาซึ่งสลับกันระหว่างความโปร่งใสและทึบแสง ซึ่งแตกต่างจากกล้องโทรทรรศน์ที่มุ่งเน้นแสงผ่านการหักเหหรือการสะท้อนแผ่นเหล่านี้ทำให้แสงกระจัดกระจายผ่านช่องเปิดที่โปร่งใส ในอีกด้านหนึ่งแสงซ้อนทับและถูกโฟกัสไปยังจุดเฉพาะ - สร้างภาพที่สามารถบันทึกได้
ตะแกรงโฟตอนทำงานบนหลักการพื้นฐานเดียวกัน แต่มีการหมุนซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย แทนที่จะเป็นช่องเปิดขนาดเล็ก (เช่นโซน Fresnel) ตะแกรงประกอบด้วยเลนส์ซิลิกอนแบบวงกลมที่มีจุดเล็ก ๆ นับล้านรู แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีประโยชน์ในทุกช่วงคลื่น แต่ทีมก็อดดาร์ดก็กำลังพัฒนาตะแกรงโฟตอนเพื่อตอบคำถามอายุ 50 ปีเกี่ยวกับดวงอาทิตย์โดยเฉพาะ
โดยพื้นฐานแล้วพวกเขาหวังที่จะศึกษาโคโรนาของดวงอาทิตย์เพื่อดูว่ากลไกใดที่ให้ความร้อน บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ได้ทราบว่าโคโรน่าและชั้นอื่น ๆ ของชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ (โครโมสเฟียร์, ช่วงการเปลี่ยนภาพและเฮลิโอสเฟียร์) ร้อนกว่าพื้นผิวอย่างมาก ทำไมสิ่งนี้ยังคงเป็นปริศนา แต่อาจจะไม่นานกว่านี้
ในฐานะที่เป็นดั๊กราบินหัวหน้าของทีมก็อดดาร์ดกล่าวในการแถลงข่าวของนาซ่าว่า:
“ นี่เป็นความสำเร็จอยู่แล้ว ... เป็นเวลากว่า 50 ปีแล้วที่คำถามที่ยังไม่ได้ตอบในสาขาวิทยาศาสตร์โคโรนาพลังงานแสงอาทิตย์คือการเข้าใจว่าการขนส่งพลังงานจากด้านล่างสามารถทำให้โคโรนาร้อนขึ้นได้อย่างไร เครื่องมือปัจจุบันมีความละเอียดเชิงพื้นที่ประมาณ 100 เท่าของขนาดใหญ่กว่าคุณสมบัติที่ต้องปฏิบัติเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการนี้”
ด้วยการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและพัฒนาของก็อดดาร์ดทีมได้ประดิษฐ์ตะแกรงสามตัวซึ่งทั้งหมดมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7.62 ซม. (3 นิ้ว) อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน 16 ล้านรูซึ่งมีขนาดและตำแหน่งที่กำหนดโดยใช้เทคนิคการประดิษฐ์ที่เรียกว่า photolithography ซึ่งแสงจะถูกใช้เพื่อถ่ายโอนรูปแบบทางเรขาคณิตจาก photomask ไปยังพื้นผิว
อย่างไรก็ตามในระยะยาวพวกเขาหวังว่าจะสร้างตะแกรงที่จะวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตร (3 ฟุต) ด้วยเครื่องมือขนาดนี้พวกเขาเชื่อว่าพวกเขาจะสามารถบรรลุความคมชัดเชิงมุมที่ดีขึ้นถึง 100 เท่าในรังสีอัลตราไวโอเลตกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีความละเอียดสูงของ NASA - หอสังเกตการณ์พลังงานแสงอาทิตย์ นี่คงเพียงพอที่จะเริ่มได้คำตอบจากโคโรนาของดวงอาทิตย์
ในระหว่างนี้ทีมวางแผนที่จะเริ่มการทดสอบเพื่อดูว่าตะแกรงสามารถทำงานในอวกาศได้หรือไม่ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งปี ซึ่งรวมถึงหรือไม่ว่ามันจะสามารถอยู่รอดได้ในกองกำลัง g ที่รุนแรงของการปล่อยอวกาศรวมถึงสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของอวกาศ แผนอื่น ๆ รวมถึงการแต่งงานกับเทคโนโลยีเพื่อชุดของ CubeSats ดังนั้นภารกิจการบินยานอวกาศสองขบวนสามารถติดตั้งเพื่อศึกษาโคโรนาของดวงอาทิตย์
นอกเหนือจากการส่องแสงในความลึกลับของดวงอาทิตย์แล้วโฟตอนที่ประสบความสำเร็จยังสามารถปฏิวัติเลนส์ที่เรารู้ แทนที่จะถูกบังคับให้ส่งเครื่องมือขนาดใหญ่และราคาแพงไปสู่อวกาศ (เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือกล้องโทรทรรศน์เจมส์เว็บบ์) นักดาราศาสตร์จะได้รับภาพความละเอียดสูงทั้งหมดที่พวกเขาต้องการจากอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กพอที่จะติดบนดาวเทียมได้ ไม่กี่ตารางเมตร
สิ่งนี้จะเปิดสถานที่ใหม่สำหรับการวิจัยอวกาศซึ่งช่วยให้ บริษัท เอกชนและสถาบันการวิจัยสามารถถ่ายภาพรายละเอียดของดวงดาวที่อยู่ไกลออกไปดาวเคราะห์และวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ มันจะเป็นอีกก้าวสำคัญที่จะทำให้การสำรวจอวกาศสามารถเข้าถึงได้และสามารถเข้าถึงได้
