Wetenschappers van het Brookhaven National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) hebben het eerste "wetenschappelijke vlot" voor de Large Synoptic Survey Telescope (LSST) voltooid, een enorme telescoop die is ontworpen om beelden van het universum vast te leggen als nooit tevoren. Het vlot maakt deel uit van de sensorarray die het cruciale camerasegment van de telescoop zal vormen, en de voltooiing ervan is de eerste belangrijke mijlpaal voor de rol van Brookhaven in het project.

Het LSST-project is een samenwerking tussen meer dan 30 instellingen van over de hele wereld, voornamelijk gefinancierd door DOE's Office of Science en de National Science Foundation. SLAC National Accelerator Lab leidt de algehele DOE-inspanning, en Brookhaven leidt de conceptualisering, ontwerp, bouw, en kwalificatie van de digitale sensorische array, de "digitale film" voor de camera van LSST.

Nu in aanbouw op een bergtop in Chili, LSST zal elke drie nachten een beeld van de hele lucht op het zuidelijk halfrond maken, waardoor onderzoekers een time-lapse-film van het universum kunnen maken. De camera zal een ongeëvenaard gezichtsveld hebben en, in combinatie met de lichtverzamelende kracht van de telescoop, LSST zal een veel grotere capaciteit hebben om de lucht te onderzoeken dan ooit tevoren beschikbaar was.

de 3, De 200 megapixel sensorarray die in Brookhaven wordt ontwikkeld, is wat LSST in staat zal stellen dit buitengewone beeld vast te leggen wanneer het in 2023 van start gaat.

"Het is het hart van de camera, " zei Bill Wahl, Science Raft Subsystem Manager van het LSST-project bij Brookhaven Lab. "Wat we hier in Brookhaven doen, staat voor jarenlang geweldig werk van vele getalenteerde wetenschappers en ingenieurs, wat zal leiden tot een verzameling afbeeldingen die nog nooit eerder door iemand is gezien. Het is een spannende tijd voor het project en vooral voor het Lab."

De wetenschappers van LSST hebben een raster ontworpen dat bestaat uit meer dan 200 sensoren, verdeeld in 21 modules die wetenschappelijke vlotten worden genoemd. Elk vlot kan op zichzelf als camera fungeren, maar wanneer gecombineerd, ze zullen een compleet beeld van de zichtbare lucht aan elkaar naaien. Na jaren van ontwerp en constructie, het eerste vlot werd eind mei 2017 gekwalificeerd voor gebruik in de LSST-camera. Brookhaven zal nu ongeveer één vlot per maand bouwen.

"De voltooiing van het eerste vlot is een grote opstap, " zei Paul O'Connor, Senior wetenschapper bij Brookhaven Lab's Instrumentation Division. Wetenschappers van Brookhaven hebben met succes high-fidelity-beelden gemaakt met behulp van het nieuw voltooide vlot, bevestiging van de functionaliteit van het ontwerp.

Brookhaven begon zijn LSST-onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma in 2003, waarvan de bouw in 2014 start. In de aanloop naar deze mijlpaal, een volledige productiefaciliteit, samen met productie- en trackingsoftware, moest worden gecreëerd. Gedurende de afgelopen drie jaar, Brookhaven en zijn leveranciers hebben de moeizame taak aangepakt om deze ongelooflijk nauwkeurige beeldarrays te construeren.

Het wetenschapsvlot "is een object dat lastig genoeg is om alleen te bouwen, maar het moet ook perfect werken in vacuüm en gekoeld tot -100° Celsius, " zei O'Connor. Het koelen van de vlotten verbetert de gevoeligheid van de camera; het zorgt er ook voor dat onderdelen samentrekken, waardoor het steeds ingewikkelder wordt om de vlotten precies te ontwerpen.

uiteindelijk, zelfs met deze uitdagingen, het eerste vlot werd op tijd voltooid en de volledige digitale sensorarray ligt op schema om eind 2019 in Chili te worden afgeleverd.

Eenmaal operationeel in het Andesgebergte, LSST zal bijna elke subset van de astrofysica-gemeenschap bedienen. Naar schatting zal LSST tientallen miljoenen asteroïden in ons zonnestelsel vinden, naast het aanbieden van nieuwe informatie over het ontstaan ​​van onze melkweg.

Het belangrijkste belang van de DOE bij het ondersteunen van de ontwikkeling van de LSST-camera, echter, is om donkere energie en donkere materie te onderzoeken - twee anomalieën die astrofysici al tientallen jaren verbijsteren.

"Dit is wat veel mensen zouden zeggen als de meest prangende vraag van de fundamentele fysica, "O'Connor zei. "De aard van donkere energie en donkere materie past niet in de rest van de natuurkunde."

Wetenschappers zijn van plan LSST te gebruiken om de ruimtelijke verdeling van donkere materie af te leiden door te kijken naar de manier waarop de zwaartekracht ervan licht afbuigt van lichtgevende materie (materie in het universum die licht uitstraalt).

Afbeeldingen die door LSST zijn gemaakt, worden ook beschikbaar gemaakt voor het publiek via een full-sky viewer, vergelijkbaar met het Google Earth-platform. Deze technologie geeft studenten en onafhankelijke wetenschappers de mogelijkheid om donkere energie en donkere materie te onderzoeken, evenals voor een gemiddelde persoon om de sterren te zien en te verkennen.