Эти изображения на первый взгляд похожи на топографические 3D модели планетарных поверхностей. Однако на самом деле они показывают различные виды поверхности оптики, полученные через лазерную линзу специального микроскопа, проникающую вплоть до нанометрового уровня – одной миллионной миллиметра, что меньше чем большинство известных микробиологам бактерий.
Оптическая лаборатория Европейского космического агентства использует мощную технику для увеличения масштаба крошечных оптических областей, отображая каждую в течении нескольких секунд.
Через микроскоп, находящийся на воздушной подушке, призванной обезопасить его от внешних вибраций, свет разделяется на два пучка: один освещает объект исследования, в то время как другой освещает зеркало. Отражённые от зеркала лучи в последующем повторно объединяются. Таким образом эта технология способна уловить даже малейшие различия между лучами для того, чтобы создать эквивалент контурных линий на карте, выявляющих отклонение от формы опорного зеркала.
Такие микроскопы в большей степени используются в коммерческой полупроводниковой промышленности. Встроенное в них программное обеспечение не только способно объединить несколько обзоров в единый панорамный образ, но и обработать результаты практически сразу после их получения.
Оптическая лаборатория является одной из нескольких технических лабораторий в ESTEC Европейского космического агентства которая использует такой «интерферометрический микроскоп белого света» для того, чтобы рассмотреть тончайшую оптику на наличие малейших признаков повреждений после серии лазерных импульсов.
Лазеры – это универсальные космические инструменты, которые полезны для множества приборов, например, таких как лидары (подобные радарам), использующиеся для определения расстояния до непрозрачных отражающих целей, анализа свойства прозрачной среды, рассеивающего света («атмосферные» лидары), а также для установления направления и скорости перемещения воздушных потоков в различных слоях атмосферы (доплеровские лидары).
Однако непрерывные «лазерные стрельбы» могут в конечном итоге привести к трещинам на оптических компонентах или образованию конденсации и пылевых скоплений на оптических поверхностях. Оба варианта способны серьёзно повлиять на производительность и срок службы оптического прибора.
Европейское космическое агентство стремится понять эти эффекты и придумать способы из избежать или полностью устранить, возможно за счёт сокращения утечки газа или оценки безопасных лазерных энергетических уровней.
Лазерные «стрельбы» в космос должны быть абсолютно надёжными на протяжении всей миссии – как правило, нескольких лет – потому что после запуска оптические инструменты космических аппаратов невозможно отремонтировать или заменить. Гарантия их качества и работы возможна только за счёт всесторонних наземных тестов.
Описанный специальный микроскоп иногда объединяется с несколькими инструментариями из других лабораторий ESTEC, в частности с Атомно-силовым микроскопом – который способен выявить нанометровые стилусы на поверхности, а также с Рентгеновским фотоэлектронным спектрометром, который способен идентифицировать состав и структуру поверхностных материалов всего несколько нанометров толщиной.
