Acktars tiefschwarze Beschichtung hilft erstaunliche Aufnahmen der Sonne aufzunehmen!

Die ultraschwarze ACKTAR Magic Black™ Beschichtung des Metis Messinstruments des Solar Orbiter verhindert, dass Streulicht die schwächere Sonnenkorona überstrahlt und ermöglicht so zuverlässige Messungen.

Der Solar Orbiter (SolO), eine Mission des internationalen ESA-Wissenschaftsprogramms Cosmic Vision 2015-2025, soll neue Erkenntnisse über Vorgänge in und auf der Sonne liefern. Um dies zu erreichen, hat der Satellit zehn Instrumente an Bord. Ein wichtiger Teil dieser SolO-Mission ist Metis (Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy).

Dieser Koronagraph nutzt eine kreisförmige Scheibe im Strahlengang, um die gleißende Oberfläche der Sonne auszublenden und kann so die Korona untersuchen, die mindestens ein Millionstel so schwach strahlt wie die Sonne selbst. Da selbst kleinste Mengen Streulicht hier stören oder Messungen unmöglich machen, wurden die entsprechenden Flächen in Metis mit der ultraschwarzen Beschichtung ACKTAR Magic Black™ beschichtet.

Metis blickt durch eine kreisrunde Öffnung im Hitzeschild des Solar Orbiters auf die Sonne. Die Innovation: Der hier angewandte Spiegel ist viel kleiner als herkömmlich erforderlich, wodurch das Guckloch, mit dem Metis auf die Sonne blickt, um etwa ein Sechstel kleiner ausfallen kann. Allein dadurch werden Streulicht und thermische Belastung des Metis-Spiegels deutlich reduziert. Das von der Scheibe gebeugte und von der Teleskopoptik gestreute Licht hat jedoch eine ähnliche Helligkeit wie die Korona und würde daher die Messungen empfindlich stören.

Darüber hinaus ist jeder Koronagraph, der im sichtbaren Licht arbeitet, sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen durch Teilchen, die größer als 100 μm im Strahlengang sind. Molekulare Kondensate, die sich auf den Spiegeln, Filtern und Detektoren bilden können, verringern die Messgenauigkeit zusätzlich.

Aus diesem Grund hat die ESA unter vielen getesteten Beschichtungen ACKTAR Magic Black™ ausgewählt.

Diese Beschichtung ist vielfach weltraumerprobt. Sie gaset nicht aus, erzeugt keine Partikel, ist vakuum- und thermovakuumtauglich und hält Betriebstemperaturen von -269°C bis +450°C stand. Die nur wenige Mikrometer dünne Beschichtung ist mit praktisch allen Substratmaterialien kompatibel und reduziert die Gesamtstreuung auf weniger als 1 %.

Aus diesem Grund sind alle inneren Teile von Metis mit ACKTAR Magic Black™beschichtet. Trotz der hohen thermischen und – bei der Inbetriebnahme – mechanischen Belastungen haften die feinen Magic BlackTM-Beschichtungen zuverlässig.

Das Geheimnis von ACKTAR Magic Black™: Die Schicht ist zwar nur 7,5 – 8,5 µm dünn, hat aber eine so exquisite innere Struktur, dass kein einmal eingefangener Lichtstrahl diese Struktur wieder verlassen kann.

Obwohl sich der Solar Orbiter derzeit noch auf seiner „Reise“ zur Sonne befindet, gibt es bereits erste vielversprechende Erkenntnisse. Die ersten Bilder von Metis übertreffen schon jetzt die Erwartungen in Bezug auf Detailreichtum und räumliche Auflösung und versprechen viele neue Erkenntnisse über die Sonne.

Das Bild kombiniert eine Weitwinkelansicht der Korona des Metis-Instruments auf dem Solar Orbiter der ESA, aufgenommen im sichtbaren Licht (580-640 nm, grün dargestellt), mit Bildern des bodengestützten Mauna Loa K-Cor Koronagraphen (blau dargestellt) und des Atmospheric Imaging Assembly (AIA)-Instruments auf dem Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA, aufgenommen im ultravioletten Licht (19,3 nm, gelb dargestellt). Die Textur stellt die Feldlinien aus einer Extrapolation des Magnetfelds der Sonne dar.

Metis wird gleichzeitig Bilder der Korona im sichtbaren und im ultravioletten Wellenlängenbereich aufnehmen. Dies wird die Struktur und Dynamik der Sonnenatmosphäre in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit zeigen, die sich über einen Bereich von 1,7 bis 4,1 Sonnenradien erstreckt. Dies wird es den Wissenschaftlern ermöglichen, nach dem Zusammenhang zwischen dem Verhalten dieser Regionen und dem Weltraumwetter im inneren Sonnensystem zu suchen.

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Sara Goswin

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