Un télescope à rayons X est caractérisé par quatre paramètres :la résolution angulaire, zone efficace, Masse, et le coût de fabrication. Les chercheurs de la NASA GSFC ont développé une nouvelle technologie de miroir à rayons X qui devrait améliorer un ou plusieurs de ces paramètres d'au moins un ordre de grandeur, par rapport aux miroirs actuellement utilisés sur des missions telles que l'observatoire à rayons X Chandra et le réseau de télescopes spectroscopiques nucléaires (NuSTAR).

Cette technologie de miroir combine un processus de polissage utilisé pour la fabrication d'optiques de la plus haute qualité avec l'utilisation de silicium monocristallin, un matériau utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs. Le silicium monocristallin est exempt de contraintes internes et permet ainsi le développement de miroirs extrêmement minces (moins de 1 mm) et légers (densité surfacique inférieure à 2,5 kg/m2). L'équipe GSFC travaille à perfectionner cette technologie depuis 2011, et en 2016, ils ont développé un processus pour fabriquer des miroirs Wolter-I (paraboliques ou hyperboliques) aussi minces que 0,5 mm avec une qualité de figure supérieure à 3 secondes d'arc, une amélioration dix fois supérieure aux miroirs NuSTAR. En parallèle, l'équipe a développé un procédé de collage qui préserve la figure et l'alignement de ces miroirs minces, tout en leur permettant de maintenir un environnement de vibration de lancement spatial typique.

Cette technologie de miroir permettra l'observation et l'étude des trous noirs supermassifs, amas de galaxies, et les centres des galaxies voisines, où résident une myriade de binaires stellaires contenant des objets compacts tels que des étoiles à neutrons et des trous noirs. Cette technologie de miroir en silicium monocristallin a le potentiel de permettre un saut quantique de capacité avec une masse et un coût de production comparables à la technologie actuelle. Le caractère modulaire de cette technologie miroir, où un grand miroir est constitué de nombreux petits segments de miroir, le rend très apte à la production parallèle et de masse, ces deux éléments sont essentiels pour répondre aux exigences de calendrier et de coûts des futures missions. De même, cette technologie est également adaptée à la réalisation d'assemblages de miroirs pour des missions de toutes tailles.

L'équipe affinera les processus de fabrication et de collage des miroirs pour améliorer la qualité de la figure d'au moins un ordre de grandeur au cours des cinq à dix prochaines années, la technologie sera donc prête à être mise en œuvre sur un grand observatoire à rayons X dans les années 2020.