Kamera CCD złożona z 3200 megapikseli. Takim cyfrowym aparatem fotograficznym będą wkrótce dysponować astronomowie. Właśnie wykonano pierwsze testowe zdjęcia w amerykańskim SLAC National Accelerator Laboratory. Kamera będzie używana do obserwacji astronomicznych w Vera C. Rubin Observatory w ramach projektu LSST.
Ile megapikseli mają matryce w aparatach zamontowanych w Waszych smartfonach? Kilkanaście, kilkadziesiąt, może sto, albo dwieście. Natomiast największa cyfrowa kamera na świecie ma 3200 megapikseli. Zdjęcia przez nią wykonywane są tak duże, iż potrzebowalibyśmy aż 378 telewizorów o rozdzielczości 4K, aby wyświetlić je w pełnym rozmiarze.
Pierwsze zdjęcia wykonano w ramach testowania płaszczyzny ogniskowej kamery. Aktualnie trwają prace nad budową kamery w SLAC National Accelerator Laboratory.
Jak ultranowoczesny smartfon
Co prawda konstruowana w amerykańskim laboratorium kamera używa matrycy CCD, czyli nieco innej niż zwykle są stosowane w smartfonach, ale co do zasady - działa podobnie. Rejestruje światło od obiektu i zamienia je w sygnały elektryczne, dzięki czemu powstaje potem cyfrowe zdjęcie. Kamera LSST jest zbudowana ze 189 matryc CCD, z których każda ma po 16 megapikseli. Całość przygotowano najpierw w zestawach po dziewięć CCD wraz ze wspierającą je elektroniką, jako kwadratowe jednostki. W tej formie przetransportowano je z Brookhaven National Laboratory do SLAC, a tam - ułożono razem 21 takich kwadratów, plus cztery dodatkowe niebiorące udziału w obrazowaniu.
Kamera będzie działać w Vera C. Rubin Observatory w USA, służąc obserwacjom astronomicznym w ramach przeglądu nieba Legacy Survey of Space and Time (LSST). Jest to katalog galaktyk, w którym astronomowie chcą zebrać informacje o 20 miliardach tych obiektów. Oprócz tego kamera będzie służyć do wielu innych rodzajów badań kosmosu.
Plan jest taki, aby co kilka dni, przez 10 lat, wykonywać całą panoramę nieba południowego. W ramach jednej ekspozycji kamera będzie mogła objąć obszar równy około 40 tarczom Księżyca w pełni.
Porównanie wielkości pola widzenia (40 tarcz Księżyca w pełni) i rozdzielczości (możliwość rozróżnienie piłeczki golfowej z odległości 25 km) dla kamery LSST.
Super ostrość
Piksele na matrycy w kamerze LSST są bardzo małe - mierzą około 10 mikrometrów szerokości. Dodatkowo płaszczyzna ogniskowa jest niesamowicie płaska, z dokładnością do jednej dziesiątej grubości ludzkiego włosa. Dzięki tym czynnikom będzie można uzyskiwać bardzo ostre zdjęcia przy dużej rozdzielczości. Zespół realizujący projekt używa następującego porównania dla zobrazowania możliwości kamery: na fotografii moglibyśmy wyraźnie dostrzec piłeczkę golfową z odległości około 25 kilometrów.
Na podsumowanie można powiedzieć, iż dzięki kamerze LSST powstanie jakby największy film astronomiczny wszech czasów.
Więcej informacji:
Opracowanie: Krzysztof Czart
Źródło: SLAC
Zdjęcie na samej górze:
Płaszczyzna ogniskowa przyszłej kamery LSST, zawierająca 189 matryc CCD, tworzących razem obraz o wielkości 3200 megapikseli. Źródło: Jacqueline Orrell/SLAC National Accelerator Laboratory.
