SLAC pristato didžiausią pasaulyje optinį objektyvą

Skaitmeninių fotoaparatų optika dideliam sinoptinio tyrimo teleskopui palieka LLNL parengtą integracijai.

Didelis dalykas: didžiausias didžiausio skaitmeninio fotoaparato objektyvas.

Buvo pasiektas 1,57 metrų skersmens objektyvas, kuris, kaip manoma, yra didžiausias kada nors pagamintas aukštos kokybės optinis objektyvas Nacionalinė SLAC greitintuvo laboratorija, tai yra didelis žingsnis link galutinis skaitmeninio fotoaparato, naudojamo didelio sinoptinio tyrimo teleskopo, link (LSST).

Visą fotoaparato objektyvo komplektą, įskaitant didelį L1 objektyvą ir mažesnį palydovinį L2 objektyvą, kurio skersmuo yra 1,2 metrai, suprojektavo Lawrence Livermore nacionalinė laboratorija (LLNL) ir pastatyta per penkerius metus „Ball Aerospace“ ir subrangovas Arizonos optinės sistemos. Trečiasis objektyvas L3, kurio skersmuo 72 centimetrai, taip pat bus pristatytas į SLAC per mėnesį.

SLAC valdo bendrą LSST 168 milijonų dolerių vertės 3200 megapikselių skaitmeninio fotoaparato, kuris, kaip teigiama, dabar yra baigtas 90 procentų ir kurį reikia baigti iki 2021 metų pradžios, bendrą dizainą, gamybą ir galutinį surinkimą.

„Sėkmė gaminant šį unikalų optinį mazgą liudija LLNL pasaulyje pirmaujančią patirtį didelių optikos srityje, pagrįstas dešimtmečių patirtimi kuriant didžiausias ir galingiausias lazerines sistemas pasaulyje“, - sakė skotas Olivieras, buvęs daugiau nei dešimtmetį dalyvavo Lawrence'o Livermore'o LSST projekte.

„LSST Corporation“ duomenimis, skaitmeninė kamera LSST yra didžiausia kada nors sukonstruota skaitmeninė kamera. Galutinė konstrukcija bus 1,65 x 3 metrų dydžio ir sveria 2800 kg. Tai didelės apertūros plataus lauko optinis vaizduoklis, galintis matyti šviesą nuo artimos ultravioletinės iki artimosios infraraudonosios spinduliuotės.

Surinkti L1 ir L2 objektyvai sėdės optikos konstrukcijoje, esančioje kameros korpuso priekyje; L3 sudarys kameros kriostato įėjimo langą, kuriame bus jo židinio plokštuma ir susijusi elektronika.

Tikslūs fokusavimo reikalavimai

CCD skaitmeninė kamera įrašys vaizdus, ​​kuriuos matė pagrindinė teleskopo optinė sistema, pats a naujas trijų veidrodžių dizainasderinant 8,4 metrų pagrindinius, 3,4 metrų antrinius ir 5 metrų tretinius veidrodžius. Pirmoji šviesa LSST laukiama 2020 m., O visos operacijos prasidės 2022 m.

Pasak projekto komandos, sukūrus skaitmeninį fotoaparatą, galintį pasiekti ambicingus LSST vaizdavimo tikslus, LLNL paskatino spręsti daugybę iššūkių. Galutiniame detektoriaus formate naudojama 189 16 megapikselių silicio detektorių mozaika, išdėstyta ant 21 „plausto“, kad būtų užtikrinta bendra 3,2 gigapikselių skiriamoji geba.

Kamera kas 15 sekundžių išlaikys 15 sekundžių ekspoziciją, o teleskopas bus pakeistas ir nusistovės per penkias sekundes, o tam reikės išskirtinai trumpos ir standžios struktūros. Tai savo ruožtu reiškia labai mažą f skaičių kartu su labai tiksliu fotoaparato fokusavimu.

LSST dokumentai rodo, kad 15 sekundžių ekspozicija yra kompromisas, leidžiantis pastebėti silpnus ir judančius šaltinius. Ilgesnė ekspozicija sumažintų kameros nuskaitymo ir teleskopo padėties perteklių, leidžiančią giliau vaizduoti, tačiau greitai judantys ir netoli Žemės esantys objektai ekspozicijos metu žymiai judėtų. Kiekviena dangaus vieta turi būti vaizduojama dviem iš eilės trunkančiomis 15 sekundžių ekspozicijomis, kad būtų atmesti kosminių spindulių pataikymai į CCD.

„Kiekvieną kartą, kai užsiimate pirmą kartą, neabejotinai kyla iššūkių, o„ LSST L1 “objektyvo gamyba niekuo nesiskyrė“, - komentavo Justinas Wolfe iš LLNL. „Dirbate su daugiau nei penkių pėdų skersmens ir tik keturių centimetrų storio stiklo gabalu. Bet koks netinkamas elgesys, smūgis ar nelaimingas atsitikimas gali sugadinti objektyvą. Objektyvas yra meistriškas darbas, ir mes visi tuo pagrįstai didžiuojamės “.