Как строят камеру на 570 МегаПикселов

Самый большой в мире девайс для поиска тёмной материи скоро будет готов к работе. Сооружение четырёхтонной Dark Energy Camera стоимостью $35 млн завершится через месяц в лаборатории Fermilab в Иллинойсе. Там её сейчас тестируют, установив в крепление от телескопа (сборка крепления — на видео). А в полную силу камера заработает после установки на телескоп Виктора Бланко в горах Чили, в октябре 2012 года.

11 фото via alizar

Участники этого проекта собираются замерить скорость 300 млн галактик в Южном полушарии звёздного неба, чтобы проверить теорию о существовании тёмной материи.

Фоторепортаж непосредственно с места строительства.

Сборка камеры ведётся с 2008 года силами 120 астрономов, инженеров и физиков.

Блок захвата изображения (imager) вмещает 74 отдельных сенсора совокупным разрешением 570 МП.

1. На сегодняшний день в мире существует только одна камера с бóльшим разрешением: телескоп Pan-STARRS на 1400 МП, который ищет приближающиеся к Земле опасные астероиды. Но Dark Energy Camera не имеет себе равных по весу. Один только блок захвата изображения весит около 910 кг.

Обоих «конкурентов» может с лёгкостью посрамить планируемый к строительству Large Synoptic Survey Telescope на 3200 МП, который тоже займётся поиском следов (эффектов) тёмной материи. Проблема только в том, что на его сооружение пока нет денег.

На фотографии техник проверяет матрицу из 74 ПЗС-сенсоров. Двенадцать из этих сенсоров имеют меньшее разрешение (в сумме около 53 МП), они нужны для наведения и фокусировки телескопа. Остальные 62 сенсора (519 МП) непосредственно делают фотографии галактик.

2. Все ПЗС сенсоры несерийные, а сделаны по спецзаказу в соответствии с необходимыми характеристиками — чтобы они были максимально чувствительны в инфракрасном диапазоне (в котором и предполагается снимать смещение удалённых галактик).

Примерно такую картинку выдают все сенсоры вместе.

Каждую ночь камера будет делать около 400 полноразмерных фотографий, каждая объёмом 1 ГБ. С подстанции в Чили их сразу будут отправлять для обработки и анализа в Национальный суперкомпьютерный центр в Иллинойсе (National Center for Supercomputer Applications in Illinois).

Тяжеловесные детали камеры не будут висеть на самом телескопе. Для них инженеры соорудили отдельный 3,4-метровый «футляр». На фотографии внизу можно разглядеть блок с сенсорами (слева), основную оптическую систему фокусировки (справа) и две из шести пневмотрубок для наведения камеры.


4. Телескоп Виктора Бланко расположен в одной из самых передовых обсерваторий южного полушария — Интерамериканской обсерватории Сьерро-Тололо в Чили. На схеме телескопа для масштаба изображены два человека (красный круг) и место установки Dark Energy Camera (зелёный круг).

5. Детали самого тяжёлого в мире фотоаппарата внушают уважение. До соприкосновения с сенсорами свет проходит через четыре фильтра шириной 61 см. Они фильтруют диапазон проходящих волны, чтобы на сенсоры не попадало ничего лишнего. В инфракрасном диапазоне сенсоры будут делать, фактически, чёрно-белую картинку. Затем учёные-художники реалистично раскрасят её в разные цвета, используя научные методы (они специально рассчитывают, какой цвет логичнее всего подходит для волн определённой длины).

6.

7. На следующей фотографии показаны, пожалуй самые большие в мире и диафрагма и шторки затвора. Две стальные шторки спрятаны по периметру: они приходят в движение каждый раз, когда камера делает снимок. Двигаются шторки не слишком быстро, потому что для съёмки звёзд нужна длительная экспозиция в 1-2 минуты.

8. Оптическая система камеры состоит из пяти линз, которые должны фокусировать изображение с 4-метрового зеркала телескопа. После установки оптика сможет сканировать область неба, в 20 раз большую по площади, чем занимает Луна.

9. А вот и самодельная линза объектива.

10. Тестирование камеры надеются закончить в феврале 2011-го.

Блок захвата изображений отправят в Чили на отдельном самолёте в июне 2011-го, всё остальное переправят через Нью-Йорк кораблём в грузовых контейнерах. Пройдя через Панамский канал и разгрузившись на побережье Чили, детали камеры будут переправлены грузовиками в горы, где находится обсерватория (примерно в 360 км к северу от Сантьяго).

11. Телескоп занимает центральное место в обсерватории (блестящее здание по центру). Камера будет делать снимки 525 ночей в течение пяти лет. В идеале, будут получены убедительные доказательства о том, существует или нет тёмная материя, и подходит ли общая теория относительности Эйнштейна для описания гравитации в макромасштабах Вселенной.