p ESA não faz rotina. Em nenhum lugar isso é mais verdadeiro do que para a Ciência, onde o objetivo de cada nova missão é observar o universo de maneiras novas. Novas tecnologias são necessárias para tornar essas missões possíveis, muitos anos de antecedência. A Direcção de Gestão Técnica e de Qualidade da ESA tem a tarefa de antecipar essas necessidades, para disponibilizar a tecnologia certa no momento certo, e resolver quaisquer problemas técnicos que surjam durante o desenvolvimento. p A necessidade científica era clara para um observatório de raios-X mais capaz para sondar 10 a 100 vezes mais fundo no cosmos, para observar o mais quente, objetos celestes de alta energia. A ESA escolheu desenvolver a missão Atenas, para lançamento em 2028. Mas a missão exigia uma tecnologia de óptica de raios-X inteiramente nova.

p Os raios X energéticos não se comportam como ondas de luz típicas; eles não podem ser refletidos em um espelho padrão. Em vez disso, eles só podem ser refletidos em ângulos rasos, como pedras deslizando pela água. Portanto, vários espelhos devem ser empilhados juntos:o XMM-Newton da ESA, lançado em 1999, tem 174 espelhos folheados a níquel aninhados um dentro do outro. Atenas, entretanto, precisa de dezenas de milhares de placas de espelho densamente compactadas - a velha tecnologia estava no seu limite, e uma solução muito mais leve teve que ser encontrada.

p O resultado foi 'ótica de poro de silício' - uma tecnologia literalmente desenvolvida aqui no ESTEC, com a ESA compartilhando a patente com o fundador da Cosine Research, a empresa que está desenvolvendo. A ideia é empilhar wafers industriais de silício, normalmente usado para fabricar semicondutores.

p Essas bolachas já possuem a rigidez necessária, superfícies de baixa massa e superpolidas - possuindo planicidade em escala praticamente atômica - e realmente se ligam facilmente quando colocadas juntas. O ponto principal é que a indústria de semicondutores já disponibilizou esses wafers a um preço ridiculamente baixo, enquanto dominamos as máquinas e processos de que precisamos. Portanto, estamos realmente aproveitando uma onda existente de P&D terrestre.

p Muitos problemas potenciais já foram resolvidos nas atividades de desenvolvimento de tecnologia da ESA. Nossas bolachas têm ranhuras cortadas nelas, deixando costelas enrijecidas, para formar os 'poros' pelos quais os raios X passam. Após serem revestidos com metal reflexivo, eles estão prontos para serem empilhados. Esta nervura é realizada adaptando o equipamento normalmente usado para cortar wafers em chips individuais, exceto que não cortamos completamente o silício.

p O empilhamento é a parte mais inovadora do processo de fabricação, onde a maior parte do nosso investimento foi - empregando um braço robótico em um ambiente de sala limpa para evitar qualquer contaminação por poeira, visando a precisão da escala de um milésimo de milímetro. Os wafers com nervuras precisam ser pressionados juntos com força suficiente para fazê-los aderir sem quebrar. Seu alinhamento é verificado imediatamente em seguida usando um sistema de medição ótica. As pilhas devem seguir uma ligeira curvatura, afinando em direção ao ponto desejado. Essas pilhas são então coladas em módulos usando adesivo qualificado para espaço padrão. Em seguida, testamos esses módulos nas instalações do síncrotron de raios-X.

p A tecnologia ainda não está totalmente qualificada para espaço - ela ainda precisa passar no teste de choque entre outros testes ambientais, e precisamos mostrar que os módulos podem ser alinhados com a precisão de que Atena precisa - mas é a linha de base da missão.

p A ótica de poros de silício começou por meio de um projeto inicial TRP, onde estávamos examinando sua viabilidade básica. P&D foi então apoiado por meio do próprio Programa de Tecnologia Principal da Science, com envolvimento contínuo do TEC. Embora o lançamento esteja a 12 anos, precisamos fornecer o espelho de vôo completo três a quatro anos antes, para permitir seu teste e integração, e temos centenas de módulos - e desafios técnicos restantes - ainda por fazer.