Deze 'spiegelmodule' – gevormd uit 140 industriële silicium spiegelplaten, op elkaar gestapeld door een geavanceerd robotsysteem - is voorbestemd om deel uit te maken van het optische systeem van ESA's Athena-röntgenobservatorium.

Vanwege de lancering in 2031, Athena zal 10 tot 100 keer dieper in de kosmos tasten dan eerdere röntgenmissies, om de heetste te observeren, hoogenergetische hemellichamen. Om dit te bereiken vereist de missie een geheel nieuwe röntgenopticatechnologie.

Energetische röntgenstralen gedragen zich niet als typische lichtgolven:ze reflecteren niet in een standaard spiegel. In plaats daarvan kunnen ze alleen worden gereflecteerd in ondiepe hoeken, als stenen die langs het water scheren. Er moeten dus meerdere spiegels op elkaar worden gestapeld om ze scherp te stellen:ESA's in 1999 gelanceerde XMM-Newton heeft drie sets van 58 vergulde nikkelspiegels, elk genesteld in elkaar. Maar om verder te kijken, Athena heeft tienduizenden dicht opeengepakte spiegelplaten nodig.

Er moest een nieuwe technologie worden uitgevonden:'silicon porie optics', gebaseerd op het op elkaar stapelen van spiegelplaten gemaakt van industriële siliciumwafels, die normaal worden gebruikt om siliciumchips te vervaardigen.

Het is ontwikkeld in ESA's technisch centrum ESTEC in Nederland, en gepatenteerd door ESA, uitgevonden door een ESA-medewerker met de oprichter van cosine Research, het Nederlandse bedrijf dat een Europees consortium leidt dat de optica van Athena ontwikkelt.

De technologie werd verfijnd door een reeks R&D-projecten van ESA, en alle processtappen zijn geschikt gebleken voor industriële productie. De wafels hebben groeven erin gesneden, waardoor verstijvingsribben de 'poriën' vormen waar de röntgenstralen doorheen gaan. Ze krijgen een lichte kromming, taps toelopend naar een gewenst punt, zodat de volledige vluchtspiegel röntgenbeelden kan focussen.

"We hebben honderden stapels geproduceerd met behulp van een drietal geautomatiseerde stapelrobots, ", legt ESA-optica-ingenieur Eric Wille uit. "Het stapelen van de spiegelplaten is een cruciale stap, plaatsvinden in een cleanroom-omgeving om stofverontreiniging te voorkomen, gericht op een duizendste van een millimeter schaalprecisie. Onze hoekresolutie wordt voortdurend verbeterd."

"Voortdurende schokken en andere omgevingstests zorgen ervoor dat de modules voldoen aan de vereisten van Athena, en de modules worden regelmatig getest met verschillende röntgenfaciliteiten."

Athena's vluchtspiegel - bestaande uit honderden van deze spiegelmodules - moet drie tot vier jaar voor de lancering worden voltooid, om het testen en integreren ervan mogelijk te maken.

Elke nieuwe ESA Science-missie observeert het heelal op een andere manier dan de vorige, die jaren voor de lancering een gestage stroom van nieuwe technologieën vereisen. Dat is waar ESA's onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten van pas komen, om vroegtijdig op dergelijke behoeften te anticiperen, om ervoor te zorgen dat de juiste technologie op het juiste moment beschikbaar is voor toekomstige missies.

Langetermijnplanning is cruciaal om de missies te realiseren die fundamentele wetenschappelijke vragen onderzoeken, en om de voortdurende ontwikkeling van innovatieve technologie te waarborgen, nieuwe generaties Europese wetenschappers en ingenieurs inspireren.