Wetenschappers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy bouwen 's werelds grootste digitale camera voor astronomie en astrofysica - een minivan-formaat 3, 200-megapixel "oog" van de toekomstige Large Synoptic Survey Telescope (LSST) die vanaf de herfst van 2022 ongekende beelden van het universum mogelijk zal maken en nieuwe inzichten zal bieden in donkere energie en andere kosmische mysteries. Ondertussen, het lab heeft zijn werk aan een miniatuurversie voltooid die binnenkort zal worden gebruikt voor het testen van de telescoop en het maken van de eerste LSST-opnamen van de nachtelijke hemel.

Deze beelden zullen een glimp opvangen van de bewegingen van asteroïden en objecten in ons zonnestelsel met banen buiten die van Neptunus, evenals waarschuwingen van plotselinge gebeurtenissen zoals supernova's, exploderende sterren die tijdelijk delen van de hemel verlichten.

Het apparaat, genaamd ComCam (afkorting van Commissioning Camera), zal slechts vier procent van het volledige brandvlak van de LSST-camera gebruiken en veel kleinere beelden produceren, maar het zal voldoende "beeldkracht" bieden om het observatorium te testen terwijl de ultieme camera nog in aanbouw is. In feite, ComCam's 144 megapixels overtreffen het aantal pixels dat beschikbaar was voor de Sloan Digital Sky Survey, een baanbrekend astrofysisch onderzoeksproject in de vroege jaren 2000.

"ComCam geeft ons een geweldige voorsprong bij het controleren van alle interfaces tussen de camera, telescoop, site-infrastructuur en gegevensbeheer, " zegt Kevin Reil, LSST opdrachtgever wetenschapper en SLAC stafwetenschapper.

Na het voltooien van de integratie van beeldsensoren in ComCam en andere taken, het SLAC-team heeft het apparaat vandaag naar het LSST-hoofdkantoor in Tucson gestuurd, Arizona. Daar, meer componenten zullen worden toegevoegd voordat de voltooide ComCam later dit jaar naar zijn eindbestemming in Chili wordt gestuurd.

Een miniatuur LSST-camera

De buitengewoon hoge beeldkwaliteit van de volledige LSST-camera zal grotendeels te danken zijn aan de 189 ultramoderne beeldsensoren. Gerangschikt in vierkante arrays, vlotten genoemd, van elk negen sensoren, ze vormen het brandvlak van de camera. ComCam heeft maar één vlot, die werd geleverd door DOE's Brookhaven National Laboratory en onlangs in de ComCam-cryostaat bij SLAC werd ingebracht.

de cryostaat, speciaal ontworpen en gebouwd voor ComCam, houdt het vlot op zijn plaats en koelt de beeldsensoren tot zeer lage temperaturen om ongewenste achtergrondsignalen te elimineren en de beeldkwaliteit te verbeteren. De ComCam-cryostaat gebruikt een ander koelsysteem dan dat van de uiteindelijke LSST-camera, wat een complexer systeem vereist om 21 vlotten te kunnen verwerken.

Het vlot bevat ook elektronische borden die de gegevens die met ComCam zijn opgenomen, digitaliseren. Deze gegevens worden verzonden naar gegevensbeheersystemen van het National Science Foundation-ondersteunde National Center for Supercomputing Applications aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign en centra van het Franse National Institute of Nuclear and Particle Physics en in Chili, waar ze zullen worden geanalyseerd door wetenschappers over de hele wereld.

SLAC bouwt en test ook het camerabesturingssysteem, waarmee de observatoriumsoftware opdrachten naar ComCam kan sturen, bijvoorbeeld, om filters te wijzigen en foto's te maken. De LSST-camera zal hetzelfde besturingssysteem gebruiken.

Op weg naar de eerste beelden

Zodra ComCam in Tucson arriveert, LSST-wetenschappers zullen lenzen toevoegen, een filterwisselaar en een sluiter. Ze zullen het volledige instrument integreren met de observatoriumsoftware en computerinfrastructuur en cruciale tests uitvoeren, inclusief een droge run die een nacht van observaties zal simuleren.

"Bij grote projecten zoals LSST, het is opwindend om te zien hoe de hardware en software in de loop der jaren samenkomen in een werkend systeem, " zegt Brian Stalder, LSST opdrachtgever wetenschapper in Tucson.

Eindelijk, ComCam wordt naar Chili gestuurd en op de eigenlijke telescoop geïnstalleerd, de weg vrijmaakt voor de inbedrijfstelling van LSST.

In aanvulling, het zal de eerste beelden van LSST produceren, zij het op een veel kleinere schaal dan de uiteindelijke camera. Hoewel wetenschappelijke studies niet het primaire doel van ComCam zullen zijn, het team verwacht dat de camera beelden van zeer goede kwaliteit produceert, Reil zegt:"Het zal spannend zijn om deze vroege foto's te zien die zijn gemaakt met onze gloednieuwe, telescoop van wereldklasse."