Репортаж от Wedoany，Калифорнийский университет в Сан-Диего (University of California San Diego) совместно с британской компанией BAE Systems создал оптическую технологию размером всего около 6 мм (0,24 дюйма), которая может изменить способ наблюдения за Солнцем в будущих космических миссиях.

Ключевым элементом технологии является метаповерхностная поляризационная решётка (metasurface polarization grating) — оптическая структура, состоящая из наноразмерных элементов, способная управлять светом на уровне, недоступном для традиционной оптики. Поляризация (polarization) — это направление колебаний световой волны; в физике Солнца измерение поляризации помогает восстановить структуру солнечного магнитного поля, связанного с такими явлениями, как корональные выбросы массы (coronal mass ejections), которые могут нарушать работу спутников, связи и энергосистем Земли.

Традиционные солнечные телескопы измеряют различные поляризационные компоненты последовательно: при изменении ориентации оптических элементов один и тот же сигнал регистрируется многократно, а затем синтезируется в единое изображение. Однако в космосе даже минимальные вибрации инструмента между кадрами приводят к смещению изображения и размытию данных, что требует использования сложных и дорогих систем стабилизации, стоимость которых иногда превышает стоимость самой оптики.

Новая метаповерхность решает эту проблему иначе: она одновременно разделяет падающий свет на несколько поляризационных каналов, позволяя получить всю необходимую информацию за один кадр без движущихся частей и последовательной съёмки.

По словам ведущего автора Ноа Рубина (Noah Rubin), это один из ранних примеров, когда метаповерхность переходит от лабораторного прототипа к тестированию в реальной астрономической системе и получает одобрение для потенциального космического применения.

Технология была интегрирована в специализированный солнечный телескоп и протестирована в сотрудничестве с Национальным центром атмосферных исследований США (NCAR). В ходе эксперимента система успешно зафиксировала магнитное поле солнечных пятен, и результаты оказались сопоставимы с данными крупнейшей орбитальной обсерватории NASA — Обсерватории солнечной динамики (Solar Dynamics Observatory).

Эксперимент также проверил долговечность технологии: метаповерхность прошла вибрационные и температурные испытания, имитирующие условия запуска и орбитальной работы, что подтвердило её потенциальную пригодность для будущих миссий.

Тестирование системы проводилось на базе Солнечного телескопа Данна (Dunn Solar Telescope) в Нью-Мексико: свет отражался от зеркала на вершине 41-метровой башни, распространялся вниз примерно на 69 метров до подземного сооружения, а затем попадал в компактный метаповерхностный модуль размером всего несколько миллиметров.

Результаты исследования показывают, что технология позволяет одновременно измерять поляризационные характеристики солнечного излучения в один и тот же момент времени, что особенно важно для наблюдения быстрых процессов на Солнце, которые ранее было трудно точно зафиксировать. Авторы подчёркивают, что данная технология способна значительно упростить конструкцию будущих космических телескопов, уменьшить количество механических элементов и снизить стоимость миссий, открывая путь к созданию более компактных и стабильных приборов для мониторинга солнечной активности и космической погоды.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com