Процес спорудження найбільшої у світі камери наблизився до завершального етапу

Протягом останніх семи років інженери з Національної лабораторії лінійних прискорювачів SLAC в Каліфорнії займалися процесом монтажу та збирання найбільшої у світі камери, призначеної для телескопа LSST, будівництво якого зараз ведеться в обсерваторії Vera C. Rubin Observatory. Якщо все піде далі, згідно з наміченими планами, то в травні 2023 року ця камера вже попрямує до району пустелі на півночі Чилі для встановлення на телескопі, після чого розпочнуться роботи з її перевірки, юстування та введення в експлуатацію.

Будівництво камери таких масштабів та складності вимагає безлічі часу, зусиль та терпіння. “Але нарешті ми дісталися до того моменту, коли всі вузли та механізми камери знаходяться в зібраному стані” – розповідає Ханна Полек (Hannah Pollek), провідний інженер проєкту.

Будь-якій камері необхідні лінзи, і камера телескопа LSST не є винятком. Її лінза, діаметром 1.57 метра, є найбільшою у світі й це зафіксовано у Книзі світових рекордів Гіннеса. Знаходячись у складі телескопа, ця лінза вловить світло, відбите трьома окремими дзеркалами, і сфокусує його на поверхні світлочутливої ​​матриці.

Оптична система телескопа LSST дозволить йому “охопити поглядом” область неба, розміром 3.5 кутових градусів, що приблизно в сім разів більше розміру повного Місяця. Камера зробить серію знімків, на кожен з яких піде по 15 секунд часу, після чого телескоп переміститься до наступної ділянки піднебіння. І так він оглядатиме нічне небо протягом багатьох років.

За лінзами розташовані світлочутливі CCD-датчики, на другому знімку чітко видно їх розташування, а різні кольори окремих ділянок є наслідком того, що ці датчики випускалися різними виробниками. Але, не зважаючи на різницю в їх кольорі, всі елементи мають однакові характеристики, і всі вони зможуть синтезувати зображення з роздільною здатністю 3.2 гігапікселя.

Для нормальної роботи CCD-датчиків та усунення їх теплових шумів потрібне охолодження до температури -100 градусів Цельсія. Цим охолодженням займається пристрій-кріостат, і система трубопроводів, якими до датчиків подається холодоагент.

Однак, CCD-датчики є не єдиним вузлом камери, що вимагає масованого охолодження. Електроніка, що знаходиться прямо за датчиками, виділяє близько 1,1 кВт тепла, що є великою проблемою. На щастя, там не потрібне охолодження до кріогенних температур, але рідинна система охолодження також є сильним головним болем для інженерів. Нещодавно їм довелося змінити тип охолоджуючої рідини, що спричинило повну перероблювання системи трубопроводів, яка продовжується і до сьогодні.Одними з небагатьох компонентів, які ще належить встановити на камеру, є оптичні фільтри, виготовлені з чистого оптичного скла з напиленням, що пропускає світло тільки з певними довжинами хвиль. Частина цих фільтрів була виготовлена ​​в Массачусетсі, а інша частина в Провансі, Франція, і зараз вони вже перебувають у приміщенні чистої кімнати, чекаючи черги на встановлення.

П’ять із цих світлофільтрів будуть знаходитися в гніздах приводу карусельного типу, а шостий – у спеціальному гнізді, з якого його можна буде обміняти на будь-який із фільтрів у каруселі. Процес заміни світлофільтра та підстроювання під нього лінз та датчиків займає близько 2 хвилин. Вся ця система вже готова, а її перевірки були виконані за допомогою заглушок із тонкого металу, що мають таку ж вагу, як і скляні світлофільтри.

Після встановлення світлофільтрів інженери наведуть камеру на підлогу та перевірять її роботу у затемнених умовах, пересуваючи навколо джерела світла різної яскравості.

Після проведення попереднього тестування лінзи, світлофільтри та інші скляні вузли будуть демонтовані та поміщені у спеціальну транспортному упаковуванні. Сама камера буде встановлена ​​в спеціальному контейнері з елементами, що утримують її, призначеними для гасіння вібрації й коливань з прискоренням до 2g. І, зрештою, цей контейнер буде занурений на борт транспортного Boeing 747, який доставить свій вантаж прямим рейсом з Сан-Франциско до Сантьяго. Джерело