Mióta a csillagászok először teleszkópokat használtak, hogy jobb képet kapjanak az égről, küzdenek egy alapvető gondolatmenettel. A nagyítás mellett a távcsöveknek képesnek kell lenniük egy tárgy apró részleteinek megoldására, hogy jobban megértsük őket. Ehhez nagyobb és nagyobb fénygyűjtő tükrök építéséhez van szükség, ehhez nagyobb méretű, költségű és összetettségű műszerekre van szükség.
A NASA Goddard Űrrepülési Központjában dolgozó tudósok azonban olcsó alternatíván dolgoznak. Ahelyett, hogy támaszkodnának a nagy és nem praktikus nagynyílású távcsövekre, egy olyan készüléket javasoltak, amely megoldja az apró részleteket, miközben a méret töredéke. Fotonszitának hívják, és kifejezetten a Nap koronájának ultraibolya sugárzásban történő vizsgálatára fejlesztették ki.
Alapvetően a fotonszita a Fresnel-zóna lemez variációja, az optika olyan formája, amely szorosan elhelyezett gyűrűkészletekből áll, amelyek váltakoznak az átlátszó és az átlátszatlan között. Ellentétben azokkal a távcsövekkel, amelyek fényt refrakció vagy reflexió révén összpontosítanak, ezek a lemezek a fény diffrakcióját okozják átlátszó nyílásokon keresztül. A másik oldalon a fény átfedésben van, majd egy adott pontra fókuszál - létrehozva egy képet, amely rögzíthető.
A fotonszita ugyanazon alapelveken működik, de kissé kifinomultabb csavarral. Vékony nyílások (azaz Fresnel-zónák) helyett a szita egy kör alakú szilikon lencséből áll, amely millió millió apró lyukkal van ellátva. Bár egy ilyen eszköz minden hullámhosszon potenciálisan hasznos lenne, a Goddard csapata kifejezetten a fotonszitát fejleszti ki, hogy válaszoljon egy 50 éves kérdést a Napról.
Alapvetően azt remélik, hogy megvizsgálják a Nap koronáját, hogy megtudják, milyen mechanizmus melegíti azt. A tudósok egy ideje tudták, hogy a Nap légkörének koronája és más rétegei (a kromoszféra, az átmeneti régió és a hélioszféra) lényegesen melegebbek, mint a felszíne. Miért van ez rejtély maradt. De talán nem sokkal tovább.
Amint Doug Rabin, a Goddard csapat vezetője egy NASA sajtóközleményben mondta:
„Ez már sikert jelent ... Több mint 50 éve a napkollektoros tudomány központi megválaszolatlan kérdése az volt, hogy megértsük, hogyan képes az alulról szállított energia melegíteni a koronát. A jelenlegi eszközök térbeli felbontása körülbelül százszor nagyobb, mint azoknak a tulajdonságoknak, amelyeket figyelembe kell venni ennek a folyamatnak a megértéséhez. "
A Goddard kutatási és fejlesztési programjának támogatásával a csapat már három szitát készített, amelyek mindegyikének átmérője 7,62 cm (3 hüvelyk). Mindegyik eszköz tartalmaz 16 millió lyukú szilícium ostyát, amelyek méretét és elhelyezkedését fotolitográfia néven ismert gyártási technikával határozták meg, ahol a fény segítségével a geometriai mintázatot a fotomaszkból a felületre továbbítják.
Hosszú távon azonban azt remélik, hogy szitát hoznak létre, amelynek átmérője 1 méter. Egy ilyen méretű műszerrel úgy vélik, hogy akár 100-szor jobb szögfelbontást tudnak elérni az ultraibolya sugárzásban, mint a NASA nagy felbontású űrteleszkópja - a Solar Dynamics Observatory. Ez elegendő lenne ahhoz, hogy néhány választ megkapjunk a Nap koronájából.
Időközben a csapat azt tervezi, hogy megkezdi a szűrő működését az űrben, ez egy kevesebb, mint egy évig tartó folyamat. Ez magában foglalja azt, hogy képes-e túlélni egy űrindítás intenzív g-erőit, vagy a szélsőséges környezetet. Más tervek között szerepel, hogy a technológia feleségül veszi a CubeSats sorozatát, így egy két űrhajó kialakulásának repülési misszióját fel lehet szerelni a Nap koronájának tanulmányozására.
Amellett, hogy fényt vet a Nap rejtélyeire, egy sikeres fotonszita megforgathatja az optikát, amint azt ismertük. A csillagászok nemcsak arra kényszerítik, hogy hatalmas és drága készülékeket küldjenek az űrbe (mint például a Hubble Űrtávcső vagy a James Webb-távcső), de a csillagászok minden szükséges nagyfelbontású képet eljuthatnak az olyan készülékektől, amelyek elég kicsik ahhoz, hogy ragaszkodjanak a legfeljebb egy néhány négyzetméter.
Ez új helyszíneket nyitna meg az űrkutatás számára, lehetővé téve a magánvállalatok és kutatóintézetek számára, hogy részletes fényképeket készítsenek távoli csillagokról, bolygókról és más égi tárgyakról. Ez egy újabb döntő lépés lenne az űrkutatás megfizethető és hozzáférhetővé tétele felé is.
