بزرگترین دوربین جهان: 3.1 گیگاپیکسل برای تایم لپس حماسی از کیهان. به نظر می رسد همین امر در مورد دوربین های ساخته شده برای نقشه برداری از فضا نیز صادق است. ممکن است فکر کنید دوربین فول فریم شما بزرگ است، اما در مقایسه با دوربین Legacy Survey of Space and Time (LSST) که اخیرا توسط آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC وزارت انرژی ایالات متحده تکمیل شده است، چیزی نیست.
شاید دیده باشید که از آن به اندازه یک ماشین کوچک یاد می شود، اما اگر چیزی کمتر از آن بفروشد. SLAC اساساً تمام اعدادی را که ممکن است از عکاسی تشخیص دهید گرفته است، هر یک از آنها را بسیار بسیار بزرگتر کرده و سپس متعهد به یک تایم لپس دوخته شده است که امیدوار است به درک ماده تاریک و انرژی تاریک کمک کند.
ما جزئیات بیشتری را از اندی راسموسن، فیزیکدان کارکنان SLAC و دانشمند ادغام و تست دوربین LSST دریافت کردیم.
LSST دارای یک سطح تصویربرداری 3100 مگاپیکسلی است. این سطح آرایه ای است که از 189 حسگر مجزا تشکیل شده است که هر یک از آنها یک CCD 41×40 میلی متری 16.4 مگاپیکسلی است. هر یک از این حسگرها بزرگتر از فرمت متوسط سطح مصرف کننده هستند و وقتی با هم چیده شوند، دایره تصویری 634 میلی متری (24.9 اینچ) را ارائه می دهند. این ضریب برش 0.068 برابر برای کسانی است که در خانه بازی می کنند.
اندازه هر پیکسل 10 میکرومتر است که هر یک تقریباً سه برابر مساحت پیکسل‌ها در یک سنسور فول فریم 24 مگاپیکسلی یا هفت برابر اندازه پیکسل‌های یک سنسور 26 مگاپیکسلی APS-C، 61 مگاپیکسلی فول فریم یا 100 مگاپیکسلی 44 در 33 متوسط است.
برای استفاده از این حسگر وسیع، LSST دارای لنزی با سه عنصر است که یکی از آنها توسط رکوردهای جهانی گینس به عنوان “بزرگترین لنز نوری با کارایی بالا ساخته شده در جهان” به رسمیت شناخته شده است. قطر عنصر جلویی 1.57 متر (5.1 فوت) و دو عنصر دیگر فقط 1.2 متر (3.9 فوت) و 72 سانتی متر (2.4 فوت) قطر دارند. پشت این مجموعه می‌توان یکی از شش فیلتر 76 سانتی‌متری (2.5 فوت) را تعبیه کرد که به دوربین اجازه می‌دهد فقط طول موج‌های خاصی از نور را بگیرد.
سپس این دوربین به عنوان بخشی از یک تلسکوپ با فاصله کانونی موثر 10 متر نصب می شود و زاویه دید 3.5 درجه ای مورب (در حدود عدسی معادل 682 میلی متر، به صورت فول فریم) ایجاد می کند. راسموسن این را در چارچوبی بیان می کند: “قطر بیرونی آینه اولیه 8.4 متر است. این دو را تقسیم کنید، و به همین دلیل است که سیستم در f/1.2 کار می کند.” این معادل f/0.08 است (یا اگر نمی توانید مضرب جذر دو را برای اعدادی به این کوچکی به خاطر بسپارید، حدود هشت استاپ نور بیشتر است).
هر تراشه 16 مگاپیکسلی دارای شانزده کانال بازخوانی است که به تقویت کننده های جداگانه منتهی می شود که هر کدام با سرعت 500 هزار پیکسل بر ثانیه خوانده می شوند، به این معنی که دو ثانیه طول می کشد. همه 3216 کانال به طور همزمان خوانده می شوند. تراشه ها در دمای -100 درجه سانتیگراد (148- درجه فارنهایت) نگهداری می شوند تا جریان تاریک را پایین نگه دارند: راسموسن رقم <0.01 الکترون / پیکسل / ثانیه را نقل می کند. اما از این دوربین فقط برای ثبت تصاویر فوق العاده با وضوح بالا استفاده نمی شود. درعوض، برای عکاسی از مجموعه‌ای از پانوهای دوخته شده تایم لپس استفاده می‌شود.
این دوربین که در رصدخانه Vera C. Rubin در شیلی نصب خواهد شد، مجموعه‌ای از نوردهی‌های 30 ثانیه‌ای (یا جفت‌های نوردهی 15 ثانیه‌ای، بسته به پیامدهای نویز برای باندهای طول موج مختلف) از حدود 1000 بخش تصویربرداری می‌کند. آسمان جنوب. از هر منطقه شش بار عکس گرفته می شود، معمولاً با استفاده از فیلتر یکسان برای همه 1000 منطقه قبل از تغییر به منطقه بعدی، در طول حدود هفت روز.
سپس کل این فرآیند حدود 1000 بار در یک دوره ده ساله تکرار می‌شود تا زمانی ایجاد شود که به دانشمندان امکان می‌دهد انبساط جهان را بهتر درک کنند و همچنین امکان رصد رویدادهایی مانند انفجارهای ابرنواختری را که در آن زمان رخ می‌دهند را فراهم کند.
راسموسن می‌گوید: حسگرها که توسط Teledyne e2v ایجاد شده‌اند، به طیف بسیار وسیعی از نور حساس هستند که «از حدود 320 نانومتر شروع می‌شود، جایی که جو شروع به شفاف شدن می‌کند. ”
این حسگرها که در حدود سال 2014 ساخته شده‌اند، 100 میکرومتر ضخامت دارند: تعادلی بین حساسیت افزایش‌یافته به نور قرمز و پخش بار که هنگام استفاده از پیکسل‌های عمیق‌تر و عمیق‌تر رخ می‌دهد.
هیچ ارقامی از عمر باتری ارائه نشده است، اما هزینه آن حدود 168 میلیون دلار گزارش شده است.