Не так давно европейским учёным пришла в голову весьма интересная идея — использовать в качестве «сердца» телескопа отполированные кремниевые пластины, дабы как можно лучше изучить горячую, высокоэнергетическую Вселенную.
Невидимые рентгеновские лучи могут много рассказать о горячей материи во Вселенной, представленной черными дырами, сверхновыми звездами и раскалёнными газовыми облаками. Функционирующие на сегодняшний день рентгеновские обсерватории, среди которых «XMM-Newton» Европейского космического агентства и «Chandra» NASA, которые были запущены в космическое пространство ещё в прошлом столетии, начинают технологически устаревать.
В качестве замены ESA планирует до 2028 года создать более инновационную и совершенную рентгеновскую обсерваторию, которая могла бы исследовать Вселенную от 10 до 100 раз глубже, нежели нынешнее поколение рентгеновских телескопов
По словам Marcos Bavdaz, ответственного за технические разработки для будущих научных миссий ESA, дабы создать такой рентгеновский телескоп, необходимо разработать совершенно новый тип рентгеновского зеркала. Bavdaz отмечает, что новое зеркало для планируемой миссии должно быть в 10 раз легче зеркал «XMM-Newton».
Проблема заключается в том, что энергичные рентгеновские лучи не ведут себя как типичные световые волны. Попытки отразить их посредством стандартного зеркала не увенчаются успехом, так как происходит их поглощение. Рентгеновские лучи могут быть отражены лишь под небольшими углами.
Таким образом, для того чтобы построить достаточно большой телескоп, несколько зеркал должны быть соединены в единое целое. На борту «XMM-Newton» размещено 174 концентрических зеркала, вложенных друг в друга, подобно матрёшкам.
Для того, чтобы достичь уровня производительности, необходимого для создания рентгеновского телескопа нового поколения, потребуются десятки тысяч плотно упакованных зеркал. Как этого можно добиться? Необходим новый подход. «Кремневая оптика», разработанная Европейским космическим агентством, опирается на высокотехнологическое оборудование и материалы полупроводниковой промышленности.
По словам инженера Eric Wille, специализирующегося на развитии рентгеновской оптики, в настоящее время он и его коллеги используют кремниевые пластины, которые обычно применяются для изготовления микропроцессоров. Он объясняет, что инженеры используют в своих интересах их жесткость и чрезвычайно отполированную поверхность, дабы создать единый «зеркальный модуль».
Несколько сотен таких модулей планируется соединить в единое целое, дабы сформировать оптику для будущей рентгеновской миссии.
На сегодняшний день сотни зеркальных пластин регулярно производятся компанией Micronit Microfluidics.
В ноябре 2013 года научная тема «Горячая и энергетическая Вселенная» была отобранная в качестве основной для второй Large-class mission (L2), проводимой в рамках научной программы ESA «Cosmic Vision».
Миссия, старт которой запланирован на 2028 год, предусматривает поиск ответов на два ключевых вопроса: Как и почему «нормальная» материя собирается в галактики и галактические скопления, и как чёрные дыры, скрывающиеся в центрах почти всех галактик, образуются и воздействуют на своё окружение?
