Per capire veramente cosa fa funzionare il vento solare, gli eliofisici devono analizzare le minuscole caratteristiche della superficie del Sole. La domanda è cosa aiuta ad accelerare le particelle cariche della nostra stella attraverso il Sistema Solare ? Per svolgere questo compito con maggiore precisione, hanno bisogno di modi migliori di vedere nell’ultravioletto con un innovativo filtro solare.
Il setaccio fotonico
La tecnologia chiamata anche setaccio fotonico è una sorta di lente che aiuta a piegare la luce ultravioletta verso una fotocamera. Per essere chiari, un setaccio fotonico non è una lente ordinaria. Si tratta di un’opera di ingegneria all’avanguardia, possibile da costruire solo con le tecniche più moderne. Tutti i veicoli spaziali rivolti verso il Sole entro la fine di questo decennio entreranno nell’orbita terrestre con un innovativo filtro solare nel loro arsenale.
Un setaccio fotonico assomiglia a un nido d’ape. La sua struttura esagonale supporta una sottile membrana di silicio o niobio. Gli ingegneri della NASA hanno sviluppato setacci sottili fino a 100 nanometri, ovvero circa un millesimo della larghezza di un capello umano. Più sottile è il setaccio, maggiore è la luce che può trasmettere.
I filtri solari della NASA sono butterati da cerchi concentrici di minuscoli fori. Il più grande si trova al centro del setaccio, con ogni anello successivo, che va verso l’esterno, sempre più piccolo. In questo modo i fori diminuiscono anche di dimensione ed al minimo, le perforazioni possono sono piccole fino a 20 micrometri di diametro. Siamo nell’ordine di grandezza di un batterio. “È una vera sfida fisica costruire setacci con tale precisione”, ha detto in una nota Doug Rabin, un eliofisico del Goddard Space Flight Center della NASA.
L’analisi dell’ultravioletto estremo (EUV)
Questa configurazione consente a un setaccio di agire come una lente, rifrangendo la luce ultravioletta che lo attraversa e piegandola in modo che una telecamera dietro di essa possa vedere molti più dettagli. I setacci fotonici sono progettati per vedere nell’ultravioletto estremo (EUV), che ha lunghezze d’onda più corte ed energia maggiore rispetto ad altri tipi di luce ultravioletta.
Gli odierni osservatori solari, come il Solar Dynamics Observatory (SDO), osservano già la luce EUV della nostra stella. Ma un futuro osservatorio, con questo innovativo filtro solare, potrebbe risolvere i dettagli più fini nell’EUV con una precisione da 10 a 50 volte maggiore di quella che SDO può gestire oggi.
Un filtro con membrana spessa 250 micrometri verrà installato sul Virtual Super Optics Reconfigurable Swarm (VISORS), il cui lancio è previsto nel 2024. Un altro setaccio fotonico è previsto per adattarsi al Multi-slit Solar Explorer (MUSE), missione attualmente prevista per il 2027.
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