Et miniaturekamera til Large Synoptic Survey Telescope vil hjælpe med at teste observatoriet og tage de første billeder

Forskere ved Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory er ved at bygge verdens største digitale kamera til astronomi og astrofysik - en minivan-størrelse 3, 200-megapixel "øje" af det fremtidige Large Synoptic Survey Telescope (LSST), der vil muliggøre hidtil usete udsigter over universet fra efteråret 2022 og give ny indsigt i mørk energi og andre kosmiske mysterier. I mellemtiden, laboratoriet har afsluttet sit arbejde med en miniatureversion, som snart skal bruges til at teste teleskopet og tage LSST's første billeder af nattehimlen.

Disse billeder vil omfatte glimt af asteroiders og objekters bevægelser i vores solsystem med baner ud over Neptuns, samt advarsler om pludselige hændelser såsom supernovaer, eksploderende stjerner, der midlertidigt oplyser dele af himlen.

Enheden, kaldet ComCam (forkortelse for Commissioning Camera), vil kun bruge fire procent af det fulde LSST-kameras brændplan og producere meget mindre billeder, men det vil give nok "billedkraft" til at teste observatoriet, mens dets ultimative kamera stadig er under konstruktion. Faktisk, ComCams 144 megapixel overstiger antallet af pixel, der var tilgængeligt for Sloan Digital Sky Survey, et banebrydende astrofysisk undersøgelsesprojekt i begyndelsen af ​​2000'erne.

"ComCam vil give os et godt forspring med at kontrollere alle grænseflader mellem kameraet, teleskop, webstedsinfrastruktur og datastyring, " siger Kevin Reil, LSST commissioning scientist og SLAC stabsforsker.

Efter at have fuldført integrationen af ​​billedsensorer i ComCam og andre opgaver, SLAC-teamet sendte i dag enheden til LSST-hovedkvarteret i Tucson, Arizona. der, flere komponenter vil blive tilføjet, før det færdige ComCam sendes til sin endelige destination i Chile senere på året.

Et miniature LSST-kamera

Den ekstraordinært høje billedkvalitet af det fulde LSST-kamera vil i høj grad skyldes dets 189 avancerede billedsensorer. Arrangeret i firkantede arrays, kaldet flåder, på ni sensorer hver, de vil udgøre kameraets fokusplan. ComCam har kun en enkelt tømmerflåde, som blev leveret af DOE's Brookhaven National Laboratory og for nylig indsat i ComCam-kryostaten hos SLAC.

Kryostaten, specielt designet og bygget til ComCam, holder flåden på plads og afkøler dens billedsensorer til meget lave temperaturer for at eliminere uønskede baggrundssignaler og forbedre billedkvaliteten. ComCam-kryostaten bruger et andet kølesystem end det endelige LSST-kamera, hvilket kræver et mere komplekst system for at kunne håndtere 21 flåder.

Flåden indeholder også elektroniktavler, der skal digitalisere data taget med ComCam. Disse data vil blive sendt til datastyringssystemer hos det National Science Foundation-støttede National Center for Supercomputing Applications ved University of Illinois i Urbana-Champaign og centre ved Frankrigs National Institute of Nuclear and Particle Physics og i Chile, hvor de vil blive analyseret af videnskabsmænd over hele verden.

SLAC bygger og tester også kamerakontrolsystemet, som vil tillade observatoriesoftwaren at sende kommandoer til ComCam, for eksempel, at skifte filtre og tage billeder. LSST-kameraet vil bruge det samme kontrolsystem.

Mod de første billeder

Når ComCam ankommer til Tucson, LSST-forskere vil tilføje linser, en filterskifter og en lukker. De vil integrere det komplette instrument med observatoriesoftwaren og computerinfrastrukturen og udføre afgørende test, inklusive et tørløb, der vil simulere en nat med observationer.

"I store projekter som LSST, det er spændende at se hardware og software samles til et fungerende system gennem årene, " siger Brian Stalder, LSST idriftsættelsesforsker i Tucson.

Endelig, ComCam vil blive sendt til Chile og installeret på det faktiske teleskop, baner vejen for LSST idriftsættelse.

Ud over, det vil producere LSSTs første billeder, omend i meget mindre skala end det endelige kamera. Selvom naturvidenskabelige studier ikke vil være ComCams primære formål, holdet forventer, at kameraet producerer billeder af meget god kvalitet, Reil siger:"Det bliver spændende at se disse tidlige billeder taget med vores helt nye, teleskop i verdensklasse."