Megaprojekt

DKIST-observatoriets mest kraftfulla solkamera är nu live

mm
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Information: Securities.io kan få ersättning när du använder länkar till produkter vi granskar. Det påverkar inte våra redaktionella bedömningar. Vi är inte registrerad investeringsrådgivare; detta är inte investeringsråd. Läs vår affiliateinformation.

Utforska solen med närastronomi

Astronomi är en vetenskap som ofta fokuserar på mycket avlägsna och främmande himlakroppar, från strålande pulsarer och hotfulla svarta hål till abstrakta bilder av bakgrundsstrålningen som emitterades i Big Bang. Ibland ser man närmare på hemmet och studerar de fortfarande inte så väl förstådda närliggande planeterna.

Källa: ESO

Mycket oftare tänker vi på hur lite vi vet om en mycket viktig stjärna, vår egen sol. Vi måste fortfarande förstå de aktivitetscykler den genomgår, samt vad den kan avslöja för oss om andra stjärnor. Som den närmaste stjärnan till jorden ger den mycket mer detaljerade och exakta data än någon annan stjärna vi kan observera.

Detta är uppdraget för Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), en anläggning vid Haleakala Observatory på den hawaiiska ön Maui, tidigare känd som Advanced Technology Solar Telescope (ATST).

DKIST har nyligen genomgått en omfattande uppgradering av sitt bildsystem, ett projekt som pågått i tio år. Det kan låsa upp en djupare förståelse av solen, samt eventuellt varna för faran med solstormar för våra sköra mänskliga elektriska och elektroniska system.

En kort historik om solobservationer och genombrott

Sedan de första upptäckterna av solfläckar år 1611 har astronomer successivt lärt sig mer om stjärnan som jorden kretsar kring.

Till exempel lärde de sig att solfläckstalen, som nu är kända för att spegla solens magnetiska aktivitet, svänger kring ett cykliskt mönster, men att de också kan avbrytas av okända skäl under årtionden.

Källa: NASA

Ytterligare framsteg gjordes med uppfinningen av spektroskopi på 1800-talet, en teknik som kan upptäcka specifika element i solens ljus och avslöja dess atomära sammansättning.

 

Källa: NASA

Det var år 1859 som vi insåg att solen kunde påverka jorden bortom belysning och vädermönster, med Carrington‑händelsen. Namngiven efter Richard Carrington, en engelsk astronom som observerade en massiv solstorm; 17 timmar senare ledde det till att telegrafssystem över hela västvärlden gick sönder och fattade eld, i vissa fall gav operatörerna elektriska stötar.

Denna starka påverkan på elsystem berodde på den geomagnetiska stormen i kombination med en enorm koronal massutkastning, där laddade partiklar från solen kastas ut i en explosiv utsläpp, vilket skapar kraftfulla elektriska strömmar och norrsken.

Källa: Ars Technica

Solens magnetiska natur bekräftades 1908 av den amerikanske astronomen George Ellery Hale, som fann att solfläckar har magnetfält över tusen gånger starkare än jordens.

1931 uppfann den franska astronomen Bernard Lyot coronografen, ett teleskop som artificiellt efterliknar en solförmörkelse genom att blockera ljuset från solens ljusa yta, vilket möjliggör bättre studier av solens atmosfär.

1976 blev Helios-uppdraget den första sond som kom närmare solen än Merkurius bana, följt av Parker-sonden 2018 som reste till ”bara” 6,1 miljoner kilometer från solen med 690 000 km/h. År 2020 lanserades European Space Agency (ESA) Solar Orbiter i en polar bana och tog den allra första bilden av solens norra och södra poler.

Varför solastronomi är avgörande för jord och rymden

Ur ett rent intellektuellt perspektiv kan en bättre förståelse av solen radikalt förbättra vår förståelse av universum genom att göra det mycket tydligare hur just denna stjärna fungerar, och i förlängningen alla andra stjärnor i universum. Och i sig självt kan detta vara en tillräckligt god anledning att främja denna typ av vetenskapligt arbete.

Men detta kan också ha många praktiska resultat. När mänskligheten blir alltmer en rymdfärdig civilisation, särskilt tack vare supertunga raketer som SpaceX (SPCX ):s Starship, kan en bättre förståelse av solens aktivitet bli avgörande för framtida djuprymdsresor till Mars eller längre, vilka kan vara farliga vid oväntade solstormar.

Dessa solstormar kan också vara mycket störande på jorden om de är tillräckligt starka. Ingenting tyder på att Carrington‑händelsen var ett särskilt sällsynt fenomen. Så när vi är beroende av mycket fler elsystem än under telegrafens tid, kan en sådan storm orsaka förödelse för den moderna civilisationen. En korrekt förståelse av solens aktivitet kan åtminstone hjälpa oss att förbereda oss och även korrekt uppskatta riskerna för att ett sådant återuppstår.

“När kraftfulla solstormar slår mot jorden påverkar de kritisk infrastruktur över hela världen och i rymden. Högupplösta observationer av solen är nödvändiga för att förbättra förutsägelserna av sådana skadliga stormar.”

Carrie Black – NSF-programdirektör för NSF National Solar Observatory.

Förutom geomagnetiska risker har förändringar i solens aktivitet kopplats till radikala klimatförändringar, särskilt den så kallade ”mini‑isåldern” i slutet av 1700-talet, när floden Seine i Paris frös. En korrekt förutsägelse av solens långsiktiga cykel kan starkt förbättra våra klimatmodeller och hjälpa oss att bättre förstå hur solen kan påverka klimatförändringen, både positivt och negativt.

Slutligen driver sådana projekt generellt gränserna för vetenskap och teknik framåt. De resulterar ofta i utveckling av nya material, ny mjukvara och övergripande ny teknik som kan hitta sin väg in i andra tillämpningar. Till exempel var CERN:s partikelaccelerator avgörande för uppfinningen av det tidiga internet.

Vad är Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST)?

Daniel K. Inouye Solar Telescope är världens största solteleskop med en 4‑meters öppning, som observerar solen i synligt till nära infrarött våglängdsområde.

Det är en del av National Solar Observatory (NSO), involverar över 1 000 forskare och 10 olika teleskop.

Dessa stora dimensioner gör att teleskopet kan uppnå mycket högre bildupplösning. Det hjälper också till att samla in tillräckligt många fotoner från solen för att utföra noggranna polarimetri‑mätningar (mer om den tekniken nedan).

Bland teleskopets andra viktiga förmågor är dess möjlighet att samtidigt detektera nära ultraviolett och infraröda våglängder, vilket möjliggör skapandet av en 3D-modell av solens atmosfär. Det fångar också bilder mycket snabbt, så att modellen kan fånga de föränderliga dynamikerna i solens atmosfär och indirekt mäta dess magnetfält.

Teleskopet har varit aktivt sedan 2022 och utrustas gradvis med ytterligare vetenskapliga instrument för att analysera det solljus det samlar in.

Platsen på Hawaii har valts tack vare kombinationen av många klarhimladsdagar per år och låga nivåer av luftföroreningar mitt i Stilla havet.

Inuti DKIST-teleskopet: komponenter och kapabiliteter

Teleskopets plats är ett ganska stort komplex, med stödjande flervåningsbyggnader kopplade till själva observatoriet.

Teleskopet självt är monterat på en komplex maskin som möjliggör ultranoggranna kontroller av dess rörelse och stabil observation. Det innehåller alla lager, styrsystem, drivsystem och utrustning som används för att rikta, spåra och svänga dessa optik och instrument under vetenskapliga operationer.

Det bär den 4,2 meter (165 tum) primära spegeln som är teleskopets kärna. Den är tillverkad av avancerat Zerodur‑glas, ett speciellt glas‑keramiskt material producerat av företaget Schott. Spegeln är polerad till en ytstruktur med en grovhet på 2 nanometer. Den stöds av strikt termisk kontroll samt termiskt skydd.

Top End Optical Assembly (TOE) finns för att skydda det mottagna ljuset och instrumentet från oönskad interferens, som exempelvis värme och reflekterat ljus.

Ljuset som mottas från solen reflekteras sedan tillbaka och leds till flera optiska instrument, särskilt Coudé‑spektrografer.

Avancerad bildbehandling med Visible Tunable Filtergraph (VTF)

Detta är det femte instrumentet som är anslutet till DKIST, och det viktigaste. Det möjliggör en extremt detaljerad analys av det solljus som fångas av teleskopet.

Detta bör göra det möjligt för forskarna att bestämma flödeshastigheten hos solens plasma och magnetfältets styrka vid solens synliga yta samt i de direkt intilliggande gaslagren ovanför.

VTF uppnådde ‘first light’ i april 2025, producerade en imponerande bild av en solfläck som är större än det kontinentala USA, med den totala bilden som täcker ett område på 25 000 kilometer gånger 25 000 kilometer (15 500 miles).

Källa: NSO

I senare vetenskapliga operationer, när data har omfattande efterbehandling, kommer bildens upplösning att förbättras ytterligare. Vetenskaplig verifiering och driftsättning förväntas påbörjas 2026 och inleda en lång observationskarriär för teleskopet.

Bilderna uppnår en spatial upplösning på cirka 10 kilometer per pixel och en tidsupplösning på hundratals bilder per sekund.

“Dessa bilder är något som inget annat instrument i teleskopet kan uppnå på samma sätt. Jag är spänd på att se vad som är möjligt när vi slutför systemet.”

Dr. Stacey Sueoka – Senior Optical Engineer på NSO

Visible Tunable Filtergraph: Storlek, specifikationer och design

Hur VTF använder spektrometri för att analysera solen

VTF är en massiv utrustning som väger 5,6 ton och har ett fotavtryck ungefär lika stort som ett litet garage, och sträcker sig över två våningar.

Den utvecklades under 15 år vid Institute for Solar Physics i Freiburg (Tyskland), en process som var nästan lika lång som utvecklingen av resten av solteleskopet.

Till skillnad från klassiska spektrometrar, som sprider ljuset som ett regnbåge, använder VTF ett etalon, ett par exakt avståndsplacerade glasplattor separerade med tiotals mikrometer, för att ta en bild vid en exakt ljusvåglängd.

Källa: NSO

Den tar flera hundra bilder på bara några sekunder, likt att ta en serie fotografier med olika färgfilter.

Med tre högprecisionssynkroniserade kameror i olika färger kombinerar den dessa bilder för att bygga en tredimensionell vy av solstrukturer och analyserar deras plasmaproperty.

“Att se de första spektrala skanningarna var ett overkligt ögonblick. Detta är något som inget annat instrument i teleskopet kan uppnå på samma sätt. Det markerade kulmen av månader av optisk justering, testning och kontinentöverskridande samarbete.”

Dr. Stacey Sueoka

Ett andra etalon kommer att läggas till systemet i slutet av 2025, vilket gör det ännu mer exakt.

Detta är bara början, och jag är spänd på att se vad som är möjligt när vi slutför systemet, integrerar det andra etalonet och går mot vetenskaplig verifiering och driftsättning.

Dr. Stacey Sueoka – Senior Optical Engineer på NSO

Hur polarimetri hjälper till att avslöja solens magnetfält

Ljus rör sig i vågor som kan svänga i olika riktningar. Polarimetri är tekniken för att mäta i vilken riktning dessa ljusvågor oscillerar.

Solens magnetfält, som inte uppenbart påverkar ljusets färger, kan polarisera det. Således kan det avslöja dolda detaljer om solens magnetfält.

VTF kommer också att kunna mäta polarisation och färg samtidigt, allt i 3D, vilket skapar en detaljnivå som är utan motstycke i solbilder.

I slutändan kommer kombinationen av all denna information (spatial, temporal, spektral och magnetisk) att driva en mycket djupare förståelse av solens interna mekanismer.

Investera i företag för avancerad optik och glas

Corning Incorporated

GLW Prisdiagram

När teleskop driver vad som är möjligt inom precisionsframställning av avancerat glas öppnas också många industriella möjligheter i sektorer så varierande som fordonsindustri, halvledare, AI, försvar, bioteknik, sjukvård osv. Marknaden för avancerad optik är en 310 miljard dollar stor marknad, förväntas växa med 9,2 % CAGR till 2032.

Corning är ett glas- och optikföretag som har funnits i 170 år. Under sin historia producerade de de första glödlamporna för Thomas Edisons elektriska ljus, den första lågt förlusterna optiska fibern, de cellulära substraten som möjliggör katalysatorer, och det första skadoresistenta skyddsglaset för mobila enheter.

Källa: Corning

Idag fokuserar företaget på kärnteknologierna för tillverkning av glas och keramik samt optisk fysikteknik, som delar gemensamma tillverkningsprocesser och slutmarknader.

Källa: Corning

Denna sammankoppling av teknologier gör att företaget kan dela gemensam tillverkning, forskning och ingenjörskapacitet mellan sina olika produktlinjer. Med över 52 000 anställda, mer än 77 tillverkningsanläggningar världen över och över 10 FoU‑anläggningar är företaget en stor aktör inom sin nisch.

Källa: Corning

Företaget drar nytta av boomen inom AI och byggande av datacenter (optiska fibrer), samt den totala konsumtionen av specialglas i skärmar och bioteknik.

Corning bör inte påverkas mycket av tullar, eftersom 90 % av de amerikanska intäkterna kommer från produkter med amerikanskt ursprung. Mycket lite av försäljningen i Kina har sitt ursprung i amerikanska anläggningar, med 80 % av den kinesiska försäljningen som sker i Kina.

Tullar kan till och med hjälpa, eftersom Corning går in på solpanelmarknaden med strategisk kontroll av Hemlock Solar för att producera amerikanska paneler, medan asiatiska solpaneler (inte bara kinesiska) utsätts för fyrsiffriga tullar. 80 % av kapaciteten har redan säkrats genom kundåtaganden.

Solenergi är mycket logiskt för företaget, med kisel som en kärnkompetens i tillverkning, de har producerat polysilikon i 60 år, inklusive ultrarent kisel (99,9999999999 % rent) och lanserar nu produktion av kiselplattor, en produkt som importeras till 100 % i USA.

Källa: Corning

Företaget tittar också på andra avancerade teknologier där deras expertis inom glas och keramik kan ge en stark fördel, inklusive böjligt glas, AR, koldioxidinfångning osv.

Källa: Corning

Sammanfattningsvis är Corning ett djupt tekniskt företag, med lokaliserad tillverkning som inte bör drabbas av deglobalisering. Det omfamnar också nya marknader som matchar dess kärnkompetens, särskilt solenergi och optisk kommunikation / AI‑infrastruktur. Detta gör det både till ett relativt konservativt företag som gräver djupare i sin nisch, men också en potentiell tillväxtaktie på högteknologiska marknader.

Senaste om Corning Inc.

Varför studier av solen kan hjälpa till att förhindra en elnätkatastrof

Vissa av vetenskapens mest imponerande prestationer görs för relativt obskyra eller teoretiska projekt, såsom att förstå solens interna mekanik.

Detta har dock många potentiella tillämpningar, såsom att göra rymdresor säkrare, förhindra en katastrofal geomagnetisk storm som kan slå ner vårt elnät och elektronik, eller förbättra modelleringen av jordens klimat.

En bättre förståelse av solens interna mekanismer kommer sannolikt att ge djupa insikter i plasmafysik. Trots allt är solen i princip en gigantisk kärnreaktor för fussion som körs precis på vår dörrmatta.

Så det skulle inte vara förvånande att på lång sikt kan den också hjälpa till att förstå plasma bättre, ett avgörande steg mot kommersiell kärnfusion, som håller nyckeln till obegränsad och riklig energi.

Jonathan är en tidigare biokemistforskare som arbetade med genetisk analys och kliniska prövningar. Han är nu en aktieanalytiker och finansskribent med fokus på innovation, marknadscykler och geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.