Якщо ви коли-небудь намагалися сфотографувати Місяць та зірки, то знаєте, наскільки астрофотографія є неймовірно складним завданням. Хоча існують поради та хитрощі для зйомки космічних об’єктів на мобільний телефон, для точного захоплення космосу з дослідницькою метою вам знадобляться спеціалізовані інструменти. Знайомтеся з камерою LSST (Legacy Survey of Space and Time Camera) — найбільшою цифровою камерою у світі, яка знайшла своє місце в гірському масиві Анд.
Обсерваторія імені Віри К. Рубін у Чилі, названа на честь астрономки, чиї дослідження допомогли підтвердити існування темної матерії, розташована на вершині Ель-Пеньон. Ця місцевість є домівкою для кількох видатних обсерваторій, зокрема Південного астрофізичного телескопа (SOAR) та Обсерваторії Близнюків (Gemini South), завдяки її значній висоті та чистому небу. Проте Обсерваторія Рубін є першою у своєму роді, особливо завдяки її комбінованому первинному/третинному дзеркалу, високій швидкості обробки даних, потужній обчислювальній інфраструктурі та надзвичайній камері.
Камера LSST (також відома як LSSTCam) Обсерваторії Рубін є найбільшою цифровою камерою з усіх коли-небудь створених. Вона має приголомшливі 3200 мегапікселів, або 3,2 гігапікселя. Для порівняння, камера з підтримкою 4K має трохи більше 8 мегапікселів, а для відображення одного зображення, зробленого LSSTCam, знадобилися б сотні HD-екранів. Це означає, що коли вона записуватиме зображення нашого нічного неба за допомогою 8,4-метрового телескопа Симонії (Simonyi Survey Telescope), вона робитиме це з безпрецедентно високою чіткістю, надаючи нам нові знання про галактику.
Що всередині камери LSST?
Камера LSST є єдиним інструментом, що використовується для підтримки Огляду спадщини космосу та часу (Legacy Survey of Space and Time), від якого вона й отримала свою назву. Її довжина становить приблизно три метри, а ширина — 1,65 метра, але вона наповнена всілякими компонентами, що робить її надзвичайно важкою. Вона важить приблизно 3000 кілограмів і пропонує поле зору близько 9,6 квадратних градусів.
Фокальна площина камери, що є частиною сенсора, яка приймає світло на поверхні, дозволяє камері захоплювати зображення з такою високою чіткістю. Це досягається завдяки використанню понад 200 пристроїв із зарядовим зв’язком (ПЗЗ-матриць, або CCD), кожен з яких обладнаний 16 підсилювачами, що зчитують по одному мегапікселю. Завдяки цим пристроям, всі 3200 мегапікселів можуть бути зчитані всього за дві секунди.
Ще однією особливістю камери є шість оптичних фільтрів різного кольору. Оптичні фільтри — це скляні диски, які можна розміщувати перед об’єктивом. Кожен із цих фільтрів пропускає чітко визначений діапазон світла, щоб його можна було зафіксувати на зображеннях, варіюючись від ультрафіолетового світла до інфрачервоного. Використання різних оптичних фільтрів, а також їх встановлення в альтернативних конфігураціях, дозволяє дослідникам значно більше дізнатися про космос завдяки різним типам довжин хвиль, що випромінюються різними астрономічними об’єктами за різних космічних погодних умов. Через величезний розмір камери, фільтри також великі, їх діаметр становить 75 сантиметрів — настільки, що для їх заміни необхідна окрема машина.
Для чого використовується камера LSST?
Метою гігантської телескопічної камери є запис таймлапсу Всесвіту для поглиблення нашого розуміння темної матерії, формування Сонячної системи та структури Чумацького Шляху. Для успішного виконання цього завдання її потрібно було побудувати таким чином, щоб вона могла щоночі захоплювати величезний обсяг надширококутних зображень з максимально можливою чіткістю. Отримані дані будуть оброблені та надані для досліджень.
За даними ВВС, Національний науковий фонд США та Міністерство енергетики, які спільно фінансували обсерваторію, заявили, що технічні характеристики LSSTCam дозволяють фіксувати рідкісні та раніше невиявлені астрономічні події. Метою є використання цих зображень для запису 20 мільярдів галактик протягом наступного десятиліття, захоплюючи близько 1000 зображень щодня, або приблизно 10 000 зображень за десять років.
Камера була розроблена спеціально з метою якомога кращого запису слабких або змінних космічних об’єктів. Її широкий діапазон дозволяє охоплювати величезну область при скануванні неба, тоді як дзеркала телескопа призначені для одночасного захоплення великих обсягів світла. Так само, самі дзеркала були спроєктовані так, щоб телескоп міг швидко рухатися, виробляючи якомога менше вібрацій. Це, своєю чергою, забезпечує чіткість і сфокусованість отриманих зображень, роблячи їх більш корисними для просування нашого розуміння небесних тіл.
