Alates sellest, kui astronoomid hakkasid esimest korda taevalaotuse saamiseks teleskoope kasutama, on nad vaeva näinud põhilise nõnda. Lisaks suurendusele peavad teleskoobid suutma lahendada ka objekti pisidetailid, et saaksime neist paremini aru saada. Selleks on vaja ehitada suuremaid ja suuremaid valgust koguvaid peegleid, mis nõuab suurema suuruse, maksumuse ja keerukusega instrumente.
NASA Goddardi kosmoselennukeskuses töötavad teadlased töötavad aga odava alternatiivi kallal. Selle asemel, et tugineda suurtele ja ebapraktilistele suure avaga teleskoopidele, on nad pakkunud välja seadme, mis suudaks pisikesed detailid lahendada, moodustades samas murdosa suurusest. Seda nimetatakse footoni sõelaks ja see on spetsiaalselt välja töötatud Päikese koroona uurimiseks ultraviolettkiirguses.
Põhimõtteliselt on footonisõel variatsioon Fresneli tsooniplaadil - see on optika vorm, mis koosneb tihedalt asetsevatest rõngakomplektidest, mis vahelduvad läbipaistva ja läbipaistmatu vahel. Erinevalt teleskoopidest, mis keskenduvad valgusele refraktsiooni või peegelduse kaudu, põhjustavad need plaadid valguse difraktsiooni läbi läbipaistvate avade. Teisel pool valgus kattub ja seejärel fokuseeritakse konkreetsele punktile - luuakse pilt, mida saab salvestada.
Fotonisõel töötab samadel põhiprintsiipidel, kuid pisut keerukama keerdumisega. Õhukeste avade (s.o Fresneli tsoonide) asemel koosneb sõel ümmargusest ränist läätsest, millel on miljonid pisikesed augud. Kuigi selline seade oleks potentsiaalselt kasulik kõigil lainepikkustel, arendab Goddardi meeskond spetsiaalselt footoni sõela, et vastata 50-aastasele Päikese küsimusele.
Põhimõtteliselt loodavad nad uurida Päikese korooni, et näha, milline mehhanism seda soojendab. Juba mõnda aega on teadlased teadnud, et Päikese atmosfääri koroona ja muud kihid (kromosfäär, üleminekupiirkond ja heliosfäär) on selle pinnast oluliselt kuumemad. Miks see nii on, on jäänud saladuseks. Kuid võib-olla mitte kauem.
Nagu ütles Goddardi meeskonna juht Doug Rabin NASA pressiteates:
„See on juba õnnestumine ... Päikesepõimikute teaduses on enam kui 50 aasta keskseks vastuseta jäänud küsimuseks olnud mõista, kuidas altpoolt veetav energia suudab korooni soojendada. Praeguste instrumentide ruumiline eraldusvõime on umbes 100 korda suurem kui omadused, mida tuleb selle protsessi mõistmiseks järgida. ”
Goddardi uurimis- ja arendusprogrammi toel on meeskond juba valmistanud kolm sõela, mille kõigi läbimõõt on 7,62 cm (3 tolli). Iga seade sisaldab 16 miljoni avaga ränivahvlit, mille suurus ja asukoht määrati fotolitograafiaks nimetatava valmistamistehnika abil - kus valgust kasutatakse geomeetrilise mustri kandmiseks fotomaskist pinnale.
Pikas perspektiivis loodavad nad siiski luua sõela, mille läbimõõt on 1 meeter (3 jalga). Sellise suurusega instrumendiga usuvad nad, et suudavad ultraviolettkiirguses saavutada kuni 100 korda parema nurklihutuse kui NASA kõrge eraldusvõimega kosmoseteleskoop - päikese dünaamika vaatluskeskus. Sellest piisab, kui hakata Päikese koroonast vastuseid saama.
Vahepeal plaanib meeskond katsetada, kas sõel võib kosmoses töötada - protsess, mis peaks võtma vähem kui aasta. See hõlmab seda, kas see suudab üle elada nii kosmose käivitamise intensiivsed g-jõud kui ka kosmose ekstreemne keskkond. Muud plaanid hõlmavad tehnoloogiaga abiellumist mitme CubeSatsi sarjaga, nii et kahe kosmoselaeva moodustumise lendamise missiooni saaks kasutada Päikese koroona uurimiseks.
Lisaks Päikese müsteeriumide valgustamisele võiks edukas footoni sõel pöörduda optika poole, nagu me seda teame. Selle asemel, et olla sunnitud saatma massiivseid ja kalleid aparaate kosmosesse (nagu Hubble'i kosmoseteleskoop või James Webbi teleskoop), võiksid astronoomid saada kõik vajalikud eraldusvõimega pildid seadmetest, mis on piisavalt väikesed, et jääda kinni satelliidi pardale, mille mõõtmed ei ületa paar ruutmeetrit.
See avaks kosmoseuuringute jaoks uued kohad, võimaldades eraettevõtetel ja teadusasutustel teha üksikasjalikke fotosid kaugetest tähtedest, planeetidest ja muudest taevaobjektidest. See oleks ka veel üks oluline samm kosmoseuuringute taskukohaseks ja juurdepääsetavaks muutmise suunas.
