De technologie voor röntgenoptica is zodanig gevorderd dat toekomstige röntgenobservatoria voor astrofysica ordes van grootte betere prestaties zullen hebben dan bestaande observatoria zoals het Chandra X-ray Observatory van NASA. Zachte röntgenspectroscopie met hoge resolutie biedt bijzonder nuttige waarnemingen die informatie kunnen verschaffen over de evolutie van grootschalige structuren in het heelal, omstandigheden in de buurt van zwarte gaten, stellaire atmosferen, en meer.

Spectrometers die gebruikmaken van nieuwe röntgenstralenroosters met kritische hoektransmissie (CAT) beloven spectraal oplossend vermogen, R, zo hoog als 5000 - minstens 5-10 keer die van de huidige instrumenten. in 2016, een door SMD gesponsord team heeft deze nieuwe technologie geproduceerd en met succes gedemonstreerd. Een hoog oplossend vermogen, zachte röntgenobjectiefrasterspectrometer voor gebruik in de ruimte vereist een lichtgewicht focusseeroptiek met een zeer goede hoekresolutie en rasters die röntgenstralen kunnen verspreiden onder de grootst mogelijke hoeken met een hoog rendement en minimale aberraties. Het realiseren van het uitdagende CAT-roosterontwerp vereiste bijna een decennium van ontwikkeling en doorbraken in geavanceerde nanofabricagetechnologie, waaronder patroonvorming, etsen en depositie op atomair niveau. Het was een uitdaging om dit vermogen in het laboratorium aan te tonen, echter, en vereist een combinatie van unieke ultramoderne nanofabricageprocessen en testhardware zoals een lange röntgenbundellijn en een spectraal smalle bron.

Toekomstige röntgenmissies die deze technologie gebruiken, zullen een sterk verbeterde absorptie- en emissielijnspectroscopie opleveren van hoogenergetische astrofysische bronnen zoals zwarte gatwinden en heet gas in het kosmische web. Andere mogelijke toepassingen voor CAT-roosters zijn onder meer spectrografen voor waarnemingen van de heliosfeer, optica voor krachtige röntgeninstallaties, en filters voor metingen van neutrale deeltjes in de magnetosfeer van de aarde.

in 2016, drie instellingen werkten samen om deze nieuwe technologie te produceren en te demonstreren. Het Space Nanotechnology Lab van het Kavli Institute van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) leverde ultramoderne silicium CAT-roosters met een ultrahoge aspectratio van 200 nm, gecoat met een dunne laag platina die diffractie mogelijk maakten tot hoeken tot 18 keer groter dan die ondersteund door Chandra-spectrometers. De 100 meter lange Marshall Space Flight Center Stray Light Facility diende als bundellijn, en de röntgenopticagroep bij Goddard Space Flight Center leverde een lichtgewicht focusseeroptiek met hoge resolutie. Voorlopige analyse van deze demonstratie toonde R veel hoger dan 10, 000 - vermoedelijk een wereldrecord voor roosterspectroscopie in de röntgenband. De technologie van CAT-roosters wordt verder verfijnd om een ​​hogere efficiëntie en grotere roosters te bereiken. Deze technologie wordt momenteel voorgesteld voor gebruik op een Explorer-satellietmissie genaamd Arcus en bestudeerd voor mogelijk gebruik in het Lynx-missieconcept, een potentiële opvolger van Chandra in het komende decennium.