Digitale camera-optica voor Large Synoptic Survey Telescope laat LLNL klaar voor integratie.
Een groot probleem: de grootste lens voor de grootste digitale camera.
Een lens van 1,57 meter breed en waarvan wordt aangenomen dat het de grootste hoogwaardige optische lens is die ooit is vervaardigd, is uitgekomen SLAC Nationaal Accelerator Laboratorium, een grote stap richting de uiteindelijke bestemming in een digitale camera die wordt gebruikt door de Large Synoptic Survey Telescope (LSST).
De volledige cameralensconstructie, inclusief de grote L1-lens samen met een kleinere begeleidende L2-lens met een diameter van 1,2 meter, is ontworpen door Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en gebouwd in vijf jaar door Ball Aerospace en onderaannemer Arizona optische systemen. Binnen een maand wordt ook een derde lens, L3, met een diameter van 72 centimeter, bij SLAC geleverd.
SLAC beheert het algemene ontwerp, de fabricage en de eindassemblage van LSST's $ 168 miljoen, 3.200 megapixel digitale camera, waarvan wordt gezegd dat deze nu voor 90 procent voltooid is en naar verwachting begin 2021 klaar zal zijn.
"Het succes van de fabricage van deze unieke optische assemblage is een bewijs van LLNL's toonaangevende expertise op het gebied van grote optica, gebaseerd op tientallen jaren ervaring in de constructie van 's werelds grootste en krachtigste lasersystemen", aldus Scot Olivier, die al meer dan een decennium betrokken bij het LSST-project van Lawrence Livermore.
Volgens de LSST Corporation is de digitale camera in de LSST de grootste digitale camera die ooit is gemaakt. Het uiteindelijke bouwwerk meet 1,65 x 3 meter en weegt 2.800 kg. Het is een optische camera met een groot diafragma en een groot veld die licht van nabij ultraviolet tot nabij infrarood kan waarnemen.
Na montage zitten de L1- en L2-lenzen in een optische structuur aan de voorkant van de camerabehuizing; L3 vormt het toegangsvenster naar de cryostaat van de camera, met daarin het brandvlak en de bijbehorende elektronica.
Nauwkeurige focusseisen
De CCD digitale camera zal beelden opnemen die worden gezien door het belangrijkste optische systeem van de telescoop, zelf een nieuw ontwerp met drie spiegelseen combinatie van 8,4 meter primaire, 3,4 meter secundaire en 5 meter tertiaire spiegels. Het eerste licht op LSST wordt verwacht in 2020, met volledige operaties vanaf 2022.
Volgens het projectteam heeft LLNL een digitale camera ontworpen die in staat is om aan de ambitieuze beelddoelen van de LSST te voldoen. Het uiteindelijke detectorformaat maakt gebruik van een mozaïek van 189 siliciumdetectoren van 16 megapixels die op 21 "vlotten" zijn opgesteld om een totale resolutie van 3,2 gigapixels te leveren.
De camera maakt elke 20 seconden een belichting van 15 seconden, waarbij de telescoop binnen vijf seconden opnieuw wordt gericht en bezinkt, wat een uitzonderlijk korte en stijve constructie vereist. Dit impliceert op zijn beurt een heel klein f-getal, samen met een zeer nauwkeurige scherpstelling van de camera.
LSST-documentatie geeft aan dat de belichtingen van 15 seconden een compromis zijn om zowel zwakke als bewegende bronnen op te sporen. Langere belichtingen zouden de overhead van het uitlezen van de camera en het herpositioneren van de telescoop verminderen, waardoor diepere beelden mogelijk zijn, maar snel bewegende objecten en objecten die dichtbij de aarde zijn, zouden aanzienlijk bewegen tijdens een opname. Elke plek aan de hemel moet worden afgebeeld met twee opeenvolgende belichtingen van 15 seconden om hits van kosmische straling op de CCD's te negeren.
"Elke keer dat je voor het eerst een activiteit onderneemt, zijn er ongetwijfeld uitdagingen, en de productie van de LSST L1-lens bleek niet anders te zijn", aldus Justin Wolfe van LLNL. 'Je werkt met een stuk glas van meer dan 1,5 meter in doorsnee en maar 10 centimeter dik. Verkeerd gebruik, schokken of ongelukken kunnen leiden tot schade aan de lens. De lens is een vakmanschap en we zijn er allemaal terecht trots op. ”
Posttijd: 31 oktober 2019