Завершено будівництво 3,2-гігапіксельної цифрової камери для телескопу LSST — найбільшої в історії людства

Фахівці Національної прискорювальної лабораторії SLAC відзначили історичну подію тривалістю у понад два десятиліття — завершення будівництва та випробувань 3,2-гігапіксельної (!) цифрової камери LSST. Це найбільша  камера з будь-коли створених, а працюватиме вона на майбутньому телескопі Сімоні (Simonyi Survey Telescope at Rubin Observatory) обсерваторії Вери Рубін (на честь американської астрономки, що науково підтвердила існування темної матерії).

Рекордно велика цифрова камера для спостережень за Всесвітом

Безпосередньо будівництво камери LSST почалося у квітні 2015 року — крок за кроком команда інженерів здійснювала поетапну збірку: до вересня 2018 року були готові кріостат, лінзи, 12 із 21 необхідних ПЗЗ-датчиків, а восени 2020 року повністю готова фокальна площина вже проходила тестування. У жовтні 2021 року було відвантажено останній із шести фільтрів, після чого камеру у повністю зібраному вигляді охолодили до робочих температур для остаточного тестування. І ось 3 квітня 2024 року співробітники лабораторії урочисто повідомили про завершення будівництва і комплексних випробувань камери. До речі, під час одного з тестів матриці інженери отримали 3,2-гігапіксельний знімок… капусти Романеско (зовні нагадує цвітну). Раптом вам цікаво, як виглядає капуста з деталізацією 3,2 гігапікселя.

Камера LSST має розміри, порівнянні з невеликим легковим автомобілем, та важить близько трьох тонн. Її передня лінза має діаметр понад півтора метра, а діаметр допоміжної лінзи становить 90 сантиметрів. Матриця (64 сантиметри в поперечному перерізі) містить 201 окремий ПЗС-детектор. Також в арсеналі камери шість фільтрів, які охоплюють довжини хвиль від 330 до 1080 нанометрів. Все бережно втиснуто в кріостат, який підтримуватиме робочу температуру приблизно -100 градусів Цельсія для зниження шуму.

Щодо можливостей, на практиці приголомшлива роздільна здатність у 3,2-гігапікселя означає, що камера LSST здатна отримувати знімки з достатньою деталізацією, щоб розрізнити м’яч для гольфу з відстані приблизно 25 кілометрів.

Наступний етап — найближчим часом камеру запакують у спеціалізований транспортний контейнер для транспортування і відправлять в Чилі, на оглядовий телескоп Сімоні обсерваторії Вери Рубін. Сам телескоп LSST зараз будується на вершині Ель-Пеньон гори Серро-Пачон.

Кілька слів про телескоп LSST

Це наземний телескоп нового покоління, а точніше — тридзеркальний анастигмат із 8,4-метровим головним дзеркалом та широким полем зору (діаметром 3,5°). Власне, кут огляду LSST у сорок разів більший, ніж повний диск Місяця. Кожні кілька ночей він фотографуватиме все доступне небо, щоб не проґавити момент, коли Всесвіт нам підморгне.

Головна наукова місія LSST, як підказує назва інструменту Legacy Survey of Space and Time), — десятирічний огляд неба. Серед окремих цілей — спостереження за 20 млрд далеких галактик, вивчення темної енергії й темної матерії, каталогізація Чумацького Шляху  та малих тіл Сонячної системи, зокрема навколоземних астероїдів і об’єктів Пояса Койпера, а також виявлення швидкоплинних оптичних подій, як-от спалахи нових і наднових, гамма-спалахи.

А ще LSST ознаменує початок нової епохи, де програмне забезпечення відіграватиме не менш (можливо навіть більш) вагому роль для астрономії, ніж сам телескоп — обсяг спостережуваних даних невпинно зростає і науковці фізично не зможуть прямо переглядати навіть характерну частину даних, які збиратиме та надсилатиме LSST. Натомість вони все більше покладатимуться на алгоритми ШІ для вивчення взаємозв’язків всередині набору даних.

LSST стане одним з головних наземних телескопів на найближче десятиліття і суттєво підсилить актуальний парк оптичних телескопів. Проєкт виник у 2001 році, а будівництво дзеркала розпочалося (за приватні кошти) у 2007 році. Прогнозована загальна вартість — близько $680 млн. Його будівництво фінансується Міністерством енергетики США та приватними донорами через міжнародну некомерційну організацію LSST Corporation. Фінансовий контроль здійснює Асоціація університетів з досліджень в астрономії (AURA).

Очікується, що «перше світло» телескоп LSST побачить у січні 2025 року, а повноцінна експлуатація розпочнеться в серпні 2025 року. Всі дані, зібрані за допомогою LSST, мають опублікувати у відритий доступ через два роки після його запуску.

У майбутньому до LSST приєднається космічний телескоп Ненсі Грейс Роман (стара назва — WFIRST) — його планують запустити до травня 2027 року на Falcon Heavy. Об’єднавши дані WFIRST та LSST астрономи зможуть переглядати Всесвіт в дев’яти різних довжинах хвиль, що забезпечить найбільш деталізований ширококутний вигляд Всесвіту.

З огляду на нещодавнє дискусійне дослідження КМІС щодо 43% українців, які вірять в астрологію, цікаво, яка частка цікавиться астрономією (ідея нового опитування, КМІС, не дякуйте)? Нова хвиля обговорення потенційного існування позаземних цивілізацій, гіпотези Великого фільтра та парадоксу Фермі через 3, 2, 1…