Megaprojekter
DKIST‑observatoriets mest kraftfulde solkamera er nu live
Udforskning af Solen med nærbilledastronomi
Astronomi er en videnskab, der ofte fokuserer på meget fjerne og fremmede himmellegemer, fra strålende pulsarer og truende sorte huller til abstrakte billeder af baggrundsstrålingen fra Big Bang. Nogle gange ser man nærmere på vores egen baghave og studerer de stadig ikke så velforståede naboplaneter.
Kilde: ESO
Meget sjældnere overvejer vi, hvor lidt vi ved om én meget vigtig stjerne, vores egen Sol. Vi skal stadig forstå de aktivitetscyklusser, den gennemgår, samt hvad den kan afsløre om andre stjerner. Som den nærmeste stjerne til Jorden giver den langt mere detaljerede og præcise data end nogen anden stjerne, vi kan observere.
Dette er opgaven for Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), en facilitet på Haleakala-observatoriet på den hawaiianske ø Maui, tidligere kendt som Advanced Technology Solar Telescope (ATST).
DKIST har for nylig gennemgået en omfattende opgradering af sit billedsystem, et projekt der har stået på i ti år. Det kan åbne for en dybere forståelse af Solen og måske advare om faren ved solstorme for vores skrøbelige menneskelige elektriske og elektroniske systemer.
En kort historie om solobservationer og gennembrud
Siden de første opdagelser af solpletter i 1611 har astronomer gradvist lært mere om den stjerne, som Jorden kredser omkring.
For eksempel lærte de, at antallet af solpletter, som nu er kendt for at afspejle Solens magnetiske aktivitet, oscillerer omkring et cyklisk mønster, men også at det kan blive afbrudt af ukendte årsager over årtier.
Kilde: NASA
Yderligere fremskridt blev gjort med opfindelsen af spektroskopi i det 19.th århundrede, en teknik der kan påvise specifikke grundstoffer i Solens lys og afsløre dens atomære sammensætning.
Det var i 1859, at vi indså, at Solen kunne påvirke Jorden ud over belysning og vejrforhold, med Carrington‑begivenheden. Navngivet efter den engelske astronom Richard Carrington, som observerede en massiv solstorm; 17 timer senere førte den til, at telegrafnetværk i den vestlige verden fejlede og gik i brand, og i nogle tilfælde gav operatørerne elektriske stød.
Den stærke påvirkning af elektriske systemer skyldtes den geomagnetiske storm, der kombineredes med en enorm koronal masseudkastning, hvor ladede partikler fra Solen blev udsendt i en eksplosion, hvilket skabte kraftige elektriske strømme og nordlys.
Kilde: Ars Technica
Den magnetiske natur af Solen blev bekræftet i 1908 af den amerikanske astronom George Ellery Hale, som fandt ud af, at solpletter har magnetfelter over tusind gange stærkere end Jordens.
I 1931 opfandt den franske astronom Bernard Lyot coronografen, et teleskop der kunstigt efterligner en solformørkelse ved at blokere lyset fra Solens lyse overflade, så atmosfæren kan studeres bedre.
I 1976 blev Helios‑missionen den første sonde, der kom tættere på Solen end Merkurius’ bane, efterfulgt af Parker‑sonden i 2018, som rejste “kun” 3,8 millioner miles fra Solen med 430.000 miles i timen. I 2020 blev European Space Agency (ESA) Solar Orbiter lanceret i en polar bane og tog det allerførste billede af Solens nord‑ og sydpoler.
Hvorfor solastronomi er afgørende for Jorden og rummet
Ud fra et rent intellektuelt synspunkt kan en bedre forståelse af Solen radikalt forbedre vores forståelse af universet ved at gøre det meget klarere, hvordan netop denne stjerne fungerer, og i forlængelse heraf enhver anden stjerne i universet. Det i sig selv kan være en god nok grund til at fremme denne videnskabelige indsats.
Men det kan også have mange praktiske resultater. Efterhånden som menneskeheden bliver en rumfærende civilisation, især takket være supertunge raketter som SpaceX’s Starship, kan en bedre forståelse af Solens aktivitet blive afgørende for fremtidige dybe rummissioner til Mars eller længere væk, som kan være farlige i tilfælde af uventede solstorme.
Disse solstorme kan også være meget forstyrrende på Jorden, hvis de er stærke nok. Intet tyder på, at Carrington‑begivenheden var et særligt sjældent fænomen. Så efterhånden som vi er afhængige af langt flere elektriske systemer end i telegrafens tid, kunne en sådan storm forårsage kaos i den moderne civilisation. En korrekt forståelse af Solens aktivitet kan hjælpe med at forberede sig og også vurdere risikoen for, at en lignende begivenhed indtræffer igen.
“Når kraftige solstorme rammer Jorden, påvirker de kritisk infrastruktur over hele kloden og i rummet. Højopløselige observationer af Solen er nødvendige for at forbedre forudsigelser af sådanne skadelige storme.”
Carrie Black – NSF‑programdirektør for NSF National Solar Observatory.
Udover geomagnetiske risici er ændringer i Solens aktivitet blevet forbundet med radikale klimaændringer, især den såkaldte “mini‑istid” i slutningen af det 18.th århundrede, hvor Seinen i Paris frøs. En korrekt forudsigelse af Solens langsigtede cyklus kunne stærkt forbedre vores klimamodeller og hjælpe os med bedre at forstå, hvordan Solen kan påvirke klimaændringer, både positivt og negativt.
Endelig skubber sådanne projekter generelt grænserne for videnskab og ingeniørkunst fremad. De resulterer ofte i udviklingen af nye materialer, ny software og overordnede nye teknologier, som kan finde vej ind i andre anvendelser. For eksempel var CERN‑partikelacceleratoren instrumental i opfindelsen af det tidlige internet.
Hvad er Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST)?
Daniel K. Inouye Solar Telescope er verdens største solteleskop med en 4‑meters åbning, der observerer Solen i synligt til nær‑infrarødt lys.
Det er en del af National Solar Observatory (NSO), involverer over 1.000 forskere og 10 forskellige teleskoper.
De store dimensioner gør, at teleskopet kan opnå meget højere billedopløsning. Det hjælper også med at indsamle nok fotoner fra Solen til at udføre præcise polarimetri‑målinger (mere om denne teknik nedenfor).
En anden vigtig evne er, at teleskopet samtidigt kan detektere nær‑ultraviolet og infrarødt lys, hvilket muliggør opbygning af en 3D‑model af Solens atmosfære. Det indfanger også billeder meget hurtigt, så modellen kan fange de dynamiske ændringer i Solens atmosfære og indirekte måle dens magnetfelter.
Teleskopet har været aktivt siden 2022 og udstyres gradvist med yderligere videnskabelige instrumenter til at analysere det indsamlede sollys.
Placeringen på Hawaii er valgt på grund af kombinationen af mange klare himmel‑dage om året og lave forureningsniveauer midt i Stillehavet.
Inde i DKIST‑teleskopet: Komponenter og kapaciteter
Teleskopets placering er et ret stort kompleks med flerdelte bygninger, der understøtter selve observatoriet.
Teleskopet er monteret på en kompleks maskine, der tillader ultra‑præcis kontrol af bevægelse og stabil observation. Det indeholder alle lejer, controllere, drivere og udstyr, der bruges til at pege, spore og dreje optikken og instrumenterne under videnskabelige operationer.
Det bærer det 4,2 meter (165 tommer) primære spejl, som er kernen i teleskopet. Det er fremstillet af avanceret Zerodur‑glas, et specielt glas‑keramisk materiale produceret af firmaet Schott. Spejlet er poleret til en overfladeråhed på 2 nanometer. Det er understøttet af streng termisk kontrol samt termisk beskyttelse.
Top End Optical Assembly (TOE) beskytter det indkomne lys og instrumenterne mod uønsket interferens, som for eksempel varme og reflekteret lys.
Det lys, der modtages fra Solen, reflekteres derefter tilbage og ledes til flere optiske instrumenter, især Coudé‑spektrografer.
Avanceret billeddannelse med Visible Tunable Filtergraph (VTF)
Dette er det 5.th instrument, der er tilsluttet DKIST, og det vigtigste. Det muliggør en ekstremt detaljeret analyse af det sollys, som teleskopet indsamler.
Dette bør give forskerne mulighed for at bestemme plasmaets flowhastighed og styrken af magnetfeltet ved Solens synlige overflade samt i de direkte tilstødende gasselag ovenover.
VTF opnåede ‘first light’ i april 2025, og producerede et imponerende billede af en solplet, der er større end det kontinentale USA, med det samlede billede, der dækker et område på 25.000 kilometer gange 25.000 kilometer (15.500 miles).
Kilde: NSO
I senere videnskabelige operationer, når dataene er omfattende efterbehandlet, vil billedopløsningen forbedres yderligere. Videnskabelig verifikation og kommissionering forventes at begynde i 2026 og starte en lang karriere for teleskopet.
Billederne opnår en rumlig opløsning på omkring 10 kilometer per pixel og en tidsmæssig opløsning på flere hundrede billeder per sekund.
“Disse billeder er noget, som ingen anden instrument i teleskopet kan opnå på samme måde. Jeg er spændt på at se, hvad der er muligt, når vi færdiggør systemet.”
Visible Tunable Filtergraph: Størrelse, specifikationer og design
Hvordan VTF bruger spektrometri til at analysere Solen
VTF er et massivt udstyr, der vejer 5,6 ton og har et fodaftryk på omtrent størrelsen af en lille garage, fordelt på to etager.
Det blev udviklet over 15 år ved Institute for Solar Physics i Freiburg (Tyskland), en proces der næsten var lige så lang som udviklingen af resten af solteleskopet.
I modsætning til klassiske spektrometre, der spreder lyset som en regnbue, bruger VTF et etalon – to præcist placerede glasplader adskilt med ti‑mikrometer‑afstand – til at tage et billede ved en specifik lysbølgelængde.
Kilde: NSO
Det tager flere hundrede billeder på blot få sekunder, svarende til at tage en serie fotografier med forskellige farvefiltre.
Med tre højpræcise synkroniserede kameraer i forskellige farver kombinerer den disse billeder for at bygge en tredimensionel fremstilling af solstrukturer og analysere deres plasmatiske egenskaber.
“At se de første spektralscanninger var et surrealistisk øjeblik. Dette er noget, som ingen anden instrument i teleskopet kan opnå på samme måde. Det markerede kulminationen af måneder med optisk justering, testning og tværkontinentalt teamwork.”
Et andet etalon vil blive tilføjet til systemet inden udgangen af 2025, hvilket gør det endnu mere præcist.
“Dette er kun begyndelsen, og jeg er spændt på at se, hvad der er muligt, når vi færdiggør systemet, integrerer det andet etalon og går videre mod videnskabelig verifikation og kommissionering.”
Hvordan polarimetri hjælper med at afsløre Solens magnetfelter
Lys bevæger sig i bølger, der kan oscillere i forskellige retninger. Polarimetri er teknikken, der måler den retning, hvori disse lysbølger oscillerer.
Solens magnetfelter, som ikke umiddelbart påvirker lysets farver, kan polariseret lyset. Således kan de afsløre skjulte detaljer om Solens magnetfelt.
VTF vil også kunne måle polarisationen og farven samtidigt, alt i 3D, og skabe et detaljeringsniveau, der aldrig før er set i billeder af Solen.
Endeligt vil kombinationen af al denne information (rumlig, tidsmæssig, spektral og magnetisk) drive en langt dybere forståelse af Solens indre mekanismer.
Investering i avanceret optik‑ og glasvirksomhed
Corning Incorporated
(GLW )
Efterhånden som teleskoper presser grænserne for præcisionsfremstilling af avanceret glas, åbner dette også mange industrielle muligheder i sektorer så forskellige som bilindustri, halvledere, AI, forsvar, biotek, sundhedspleje osv. Markedet for avanceret optik er et $310 milliarder marked, forventet at vokse med 9,2 % CAGR indtil 2032.
Corning er en glas‑ og optikvirksomhed, der har eksisteret i 170 år. Gennem sin historie har den produceret de første glødepærer til Thomas Edisons elektriske lys, den første lav‑tab optiske fiber, de cellulære substrater, der muliggør katalysatorer, og det første skade‑modstandsdygtige dækglas til mobile enheder.
Kilde: Corning
I dag fokuserer virksomheden på kerne‑teknologier inden for fremstilling af glas og keramik samt optisk‑fysik‑teknologier, som deler fælles fremstillingsprocesser og slutmarkeder.
Kilde: Corning
Denne sammenkobling af teknologier gør, at virksomheden kan dele fælles fremstillings‑, forsknings‑ og ingeniørkapaciteter mellem sine forskellige produktlinjer. Med over 52.000 ansatte, mere end 77 produktionssteder verden over og over 10 forsknings‑ og udviklingsfaciliteter er virksomheden en stor spiller i sit nichemarked.
Kilde: Corning
Virksomheden drager fordel af boomet i AI og opbygning af datacentre (optiske fibre) samt den generelle efterspørgsel efter specialglas i skærme og bioteknologi.
Corning bør ikke påvirkes væsentligt af told, da 90 % af de amerikanske indtægter kommer fra produkter med amerikansk oprindelse. Meget lidt af salget i Kina stammer fra amerikanske faciliteter, og 80 % af de kinesiske salg er foretaget i Kina.
Told kan endda være en fordel, da Corning træder ind på solcellemarkedet med strategisk kontrol over Hemlock Solar for at producere amerikansk‑lavede paneler, mens asiatiske solpaneler (ikke kun kinesiske) udsættes for firecifrede toldsatser. 80 % af kapaciteten er allerede sikret gennem kundernes forpligtelser.
Solenergi giver stor mening for virksomheden, da silicium er en kernekompetence i deres fremstillings‑ekspertise, de har produceret polysilicium i 60 år, inklusive ultra‑rent silicium (99,9999999999 % rent) og lancerer nu produktion af silicium‑skiver, et produkt der importeres 100 % i USA.
Kilde: Corning
Virksomheden ser også på andre avancerede teknologier, hvor deres ekspertise inden for glas og keramik kan give en solid fordel, herunder bøjelig glas, AR, kulstoffangst osv.
Kilde: Corning
Alt i alt er Corning en dybt teknisk virksomhed med lokaliseret fremstilling, som ikke bør lide under deglobalisering. Den omfavner også nye markeder, der matcher dens kernekompetencer, især sol og optisk kommunikation/AI‑infrastruktur. Dette gør den både til en relativt konservativ virksomhed, der graver dybere i sin niche, men også til en potentiel vækstaktie i high‑tech‑markeder.
Seneste nyt om Corning Inc.
Hvorfor studiet af Solen kan hjælpe med at forhindre en netkatastrofe
Nogle af videnskabens mest imponerende præstationer udføres for relativt obskure eller teoretiske projekter, som for eksempel at forstå Solens indre mekanismer.
Dette har dog mange potentielle anvendelser, såsom at gøre rumrejser sikrere, forhindre en katastrofal geomagnetisk storm, der kan nedlægge vores el‑net og elektronik, eller forbedre modelleringen af Jordens klima.
En bedre forståelse af Solens indre mekanismer vil sandsynligvis give dybe indsigter i plasma‑fysik. Trods alt er Solen i bund og grund en gigantisk kernereaktionsreaktor, der kører lige ved vores dør.
Derfor ville det ikke være overraskende, at den på længere sigt også kan hjælpe med at forstå plasma bedre, et afgørende skridt mod kommerciel kernereaktion, som holder nøglen til ubegrænset og rigelig energi.
