Questo "modulo specchio" - formato da 140 lastre a specchio in silicio industriale, impilati insieme da un sofisticato sistema robotico - è destinato a far parte del sistema ottico dell'osservatorio a raggi X Athena dell'ESA.

A causa del lancio nel 2031, Athena sonderà da 10 a 100 volte più in profondità nel cosmo rispetto alle precedenti missioni a raggi X, per osservare il più caldo, oggetti celesti ad alta energia. Per raggiungere questo obiettivo, la missione richiede una tecnologia ottica a raggi X completamente nuova.

I raggi X energetici non si comportano come le tipiche onde luminose:non si riflettono in uno specchio standard. Invece possono essere riflessi solo ad angoli poco profondi, come pietre che sfiorano l'acqua. Quindi più specchi devono essere impilati insieme per metterli a fuoco:l'XMM-Newton dell'ESA, lanciato nel 1999, ha tre serie di 58 specchi in nichel placcati in oro, ciascuno annidato l'uno dentro l'altro. Ma per vedere oltre, Athena ha bisogno di decine di migliaia di lastre di specchi densamente imballate.

Bisognava inventare una nuova tecnologia:"ottica a pori di silicio", basato sull'impilamento di lastre di specchi realizzate con wafer di silicio industriali, normalmente utilizzati per la fabbricazione di chip di silicio.

È stato sviluppato presso il centro tecnico ESTEC dell'ESA nei Paesi Bassi, e brevettato da ESA, inventato da un membro dello staff dell'ESA con il fondatore di coseno Research, l'azienda olandese che guida un consorzio europeo che sviluppa l'ottica di Athena.

La tecnologia è stata perfezionata attraverso una serie di progetti di ricerca e sviluppo dell'ESA, e tutte le fasi del processo hanno dimostrato di essere adatte alla produzione industriale. Le cialde hanno delle scanalature al loro interno, lasciando nervature di irrigidimento per formare i "pori" attraverso i quali i raggi X passeranno. Hanno una leggera curvatura, rastremandosi verso un punto desiderato in modo che lo specchio di volo completo possa mettere a fuoco le immagini a raggi X.

"Abbiamo prodotto centinaia di pile utilizzando un trio di robot impilatori automatizzati, " spiega l'ingegnere ottico dell'ESA Eric Wille. "Impilare le lastre dello specchio è un passaggio cruciale, che si svolge in un ambiente di camera bianca per evitare qualsiasi contaminazione da polvere, mirando al millesimo di millimetro di precisione della scala. La nostra risoluzione angolare è in continuo miglioramento."

"Shock in corso e altri test ambientali assicurano che i moduli soddisfino i requisiti di Athena, e i moduli vengono regolarmente testati utilizzando diverse strutture a raggi X."

Lo specchio di volo di Athena, che comprende centinaia di questi moduli specchio, dovrebbe essere completato tre o quattro anni prima del lancio, per consentirne la verifica e l'integrazione.

Ogni nuova missione di ESA Science osserva l'Universo in modo diverso da quello che l'ha preceduta, richiedendo un flusso costante di nuove tecnologie anni prima del lancio. È qui che entrano in gioco le attività di ricerca e sviluppo dell'ESA, anticipare tali esigenze, per assicurarci che la tecnologia giusta sia disponibile al momento giusto per le missioni a venire.

La pianificazione a lungo termine è fondamentale per realizzare le missioni che indagano su questioni scientifiche fondamentali, e per garantire il continuo sviluppo di tecnologie innovative, ispirando le nuove generazioni di scienziati e ingegneri europei.