В Калифорнии сделали самую большую камеру в мире разрешением 3200 Мп

2 years ago

Она станет частью чилийского телескопа обсерватории Веры Рубин.

Камера, которую собирают в Национальной ускорительной лабораторией SLAC.

В Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Stanford Linear Accelerator Center — Центр Стэнфордского линейного ускорителя) в Менло-Парке, Калифорния практически завершили строительство самой большой камеры в мире. Её разрешение составляет 3,2 Гп, или 3200 Мп. Чтобы всё это работало, используется объектив диаметром 1,57 метра:

Понятно, что эта камера далека от бытовой. Однако для рядового фотографа многие значения кажутся запредельными. Например, минимальная выдержка — 15 секунд. Такая длина обусловлена размером матрицы, которую при создании снимка нужно закрыть. Ну то есть как матрицы… По сути, это 189 отдельных CCD-матриц, разрешение каждой из которых составляет 16 Мп. Все матрицы объединены по формуле 3 × 3, то есть по девять штук в каждом квадратном блоке, которых 21 штука.

Вот этот квадрат состоит из девяти частей меньшего размера. Это и есть один из указанных 21 блоков.

Расстояние между датчиками, которые размещены в квадраты по девять в каждом, не превышает толщины нескольких человеческих волос. Поскольку любое движение чревато возможными поломками, собирали эту камеру долгих полгода.

Все блоки, коих 21 штука, зафиксированы на специальные «плоты» — площадки длиной 2 фута (почти 61 см) и весом 9 кг. Стоимость каждой из них порядка 3 млн долларов.

Вот эта штука, вертикально торчащая из блока матриц, и есть тот самый 9-килограммовый плот стоимостью 3 млн долларов.

Несмотря на огромное число в 3,2 млрд пикселей, каждый из них значительно больше, чем в рядовых камерах — около 10 µm.

В общем, разрешающая способность этой штуки настолько велика, что вы сможете увидеть мячик для гольфа на снимке, который сделан на расстоянии 15 миль (чуть больше 24 км) от поля для гольфа:

Из-за огромных размеров сенсора, который состоит из массива матриц, минимальная выдержка — 15 секунд. Камера будет делать по два снимка, а затем сместится и сделает снимок другой части галактики.

Камера будет оборудована фильтрами, каждый из которых настроен на пропуск света лишь определённых волн. Пять из них закреплены на объективе, а шестой идёт на замену. Смена прикреплённых объективов происходит автоматически и занимает порядка двух минут.

Для работы этой камеры за матрицей расположены специальные блоки с криостатом. Это сделано потому, что при работе камера выдаёт 1100 Вт тепла. Такие мощности приводят к перегреву и выводу из строя матрицы, поэтому её необходимо постоянно охлаждать до −100 °C. Помимо прочего, низкие температуры позволяют снизить количество шумов.

Однако криостат — та ещё головная боль для инженеров. Недавно им пришлось заменить жидкость и все элементы охлаждающей системы. И работа по их замене всё ещё идёт.

Угол поля зрения объектива, диаметр которого составляет 1,57 метра, не поражает воображение: 3,5°. Однако этого достаточно, чтобы уместить семь земляных лун по горизонтальной оси. И тут всё-таки стоит понимать, что в эти самые 3,5° поместится очень много информации о нашей галактике.

Предполагается, что за десять лет использования камеры с её помощью получат снимки более чем двадцати миллиардов галактик.

Если окончательная сборка пройдёт успешно, то уже в мае 2023 года камера отправится на частном Boeing 747 из Сан-Франциско прямиком в Сантьяго. Поскольку многомиллионная камера очень чувствительна к перемещениям, инженеры хотят сократить путь по земле до минимума. Первые снимки камера сделает не раньше 2024 года при условии, что окончательная сборка и доставка до чилийской обсерватории Веры Рубин пройдёт без заминок.

1 comment