Η SLAC λαμβάνει την παράδοση του μεγαλύτερου οπτικού φακού στον κόσμο

Οπτικά ψηφιακής κάμερας για το Μεγάλο Τηλεσκόπιο Συνοπτικής Έρευνας αφήνουν το LLNL έτοιμο για ενσωμάτωση.

lens

Μια μεγάλη υπόθεση: ο μεγαλύτερος φακός για τη μεγαλύτερη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή.

Έχει φτάσει ένας φακός διαμέτρου 1,57 μέτρων και θεωρείται ο μεγαλύτερος οπτικός φακός υψηλής απόδοσης που κατασκευάστηκε ποτέ Εθνικό εργαστήριο επιταχυντών SLAC, ένα σημαντικό βήμα προς τον τελικό προορισμό του σε μια ψηφιακή φωτογραφική μηχανή που χρησιμοποιείται από το Τηλεσκόπιο Large Synoptic Survey (LSST).

Το πλήρες συγκρότημα φακών κάμερας, συμπεριλαμβανομένου του μεγάλου φακού L1 μαζί με έναν μικρότερο συνοδευτικό φακό L2 διαμέτρου 1,2 μέτρων, σχεδιάστηκε από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) και χτίστηκε πάνω από πέντε χρόνια μέχρι Αεροδιαστημική μπάλα και υπεργολάβος Οπτικά συστήματα της Αριζόνα. Ένας τρίτος φακός, L3, διαμέτρου 72 εκατοστών, θα παραδοθεί επίσης στο SLAC μέσα σε ένα μήνα.

Η SLAC διαχειρίζεται το συνολικό σχεδιασμό, την κατασκευή και την τελική συναρμολόγηση της ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής 3.800 megapixel της LSST ύψους 168 εκατομμυρίων δολαρίων, η οποία λέγεται ότι είναι τώρα 90% ολοκληρωμένη και αναμένεται να ολοκληρωθεί στις αρχές του 2021.

«Η επιτυχία της κατασκευής αυτής της μοναδικής οπτικής διάταξης αποτελεί απόδειξη της κορυφαίας τεχνογνωσίας της LLNL σε μεγάλες οπτικές συσκευές, βασισμένη σε δεκαετίες εμπειρίας στην κατασκευή των μεγαλύτερων και ισχυρότερων συστημάτων λέιζερ στον κόσμο», δήλωσε ο Scot Olivier, ο οποίος συμμετείχε στο έργο LSST του Lawrence Livermore για περισσότερο από μια δεκαετία.

Σύμφωνα με την LSST Corporation, η ψηφιακή κάμερα στο LSST είναι η μεγαλύτερη ψηφιακή κάμερα που κατασκευάστηκε ποτέ. Η τελική δομή θα έχει μέγεθος 1,65 x 3 μέτρα και ζυγίζει 2.800 κιλά. Είναι ένα οπτικό σύστημα ευρέος πεδίου μεγάλης οπής, ικανό να βλέπει φως από το υπεριώδες κοντά στο υπέρυθρο.

Όταν συναρμολογούνται, οι φακοί L1 και L2 θα κάθονται σε μια οπτική δομή στο μπροστινό μέρος του σώματος της κάμερας. Το L3 θα σχηματίσει το παράθυρο εισόδου στον κρυοστάτη της κάμερας, που περιέχει το εστιακό επίπεδο και τα σχετικά ηλεκτρονικά.

Ακριβείς απαιτήσεις εστίασης

ο Ψηφιακή κάμερα CCD θα καταγράψει εικόνες που φαίνονται από το κύριο οπτικό σύστημα του τηλεσκοπίου, το ίδιο α νέο σχέδιο τριών καθρεφτώνσυνδυάζοντας 8,4 μέτρα πρωτογενή, 3,4 μέτρα δευτερεύοντα και 5 μέτρα τριτοταγείς καθρέφτες. Το πρώτο φως στο LSST αναμένεται το 2020, με πλήρη λειτουργία να ξεκινά το 2022.

Ο σχεδιασμός μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής ικανής να επιτύχει τους φιλόδοξους στόχους απεικόνισης του LSST οδήγησε το LLNL να αντιμετωπίσει μια σειρά από προκλήσεις, σύμφωνα με την ομάδα του έργου. Η τελική μορφή ανιχνευτή χρησιμοποιεί ένα μωσαϊκό 189 ανιχνευτών πυριτίου 16 megapixel διατεταγμένο σε 21 "σχεδίες" για να παρέχει την συνολική ανάλυση 3,2 gigapixels.

Η κάμερα θα λάβει έκθεση 15 δευτερολέπτων κάθε 20 δευτερόλεπτα, με το τηλεσκόπιο να επανατοποθετείται και να καθιζάνει εντός πέντε δευτερολέπτων, απαιτώντας μια εξαιρετικά μικρή και άκαμπτη δομή. Αυτό με τη σειρά του υποδηλώνει έναν πολύ μικρό αριθμό f, μαζί με πολύ ακριβή εστίαση της κάμερας.

Η τεκμηρίωση LSST υποδεικνύει ότι τα ανοίγματα των 15 δευτερολέπτων αποτελούν συμβιβασμό που επιτρέπει τον εντοπισμό τόσο αχνών όσο και κινούμενων πηγών. Μεγαλύτερες εκθέσεις θα μειώσουν την επιβάρυνση της ανάγνωσης της κάμερας και της επανατοποθέτησης του τηλεσκοπίου, επιτρέποντας βαθύτερη απεικόνιση, αλλά τα αντικείμενα που κινούνται γρήγορα και κοντά στη Γη θα κινούνται σημαντικά κατά τη διάρκεια μιας έκθεσης. Κάθε σημείο στον ουρανό πρέπει να απεικονιστεί με δύο διαδοχικές εκθέσεις 15 δευτερολέπτων, για να απορρίψει τις κοσμικές ακτίνες στις CCD.

«Κάθε φορά που αναλαμβάνετε μια δραστηριότητα για πρώτη φορά, σίγουρα θα υπάρξουν προκλήσεις και η παραγωγή του φακού LSST L1 αποδείχθηκε ότι δεν διαφέρει», σχολίασε ο Justin Wolfe του LLNL. «Δουλεύετε με ένα κομμάτι γυαλιού διαμέτρου άνω των πέντε ποδιών και πάχους μόνο 4 ιντσών. Οποιοδήποτε λάθος χειρισμό, σοκ ή ατύχημα μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον φακό. Ο φακός είναι έργο χειροτεχνίας και είμαστε όλοι σωστά περήφανοι γι 'αυτό. "


Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-31-2019