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世界上最大的相机即将完工

维拉·C·鲁宾天文台未来的心脏将很快到达智利

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在明亮的房间里,一个大的黑色圆柱体和一个玻璃透镜放在一个坚固的白色结构上。

LSST相机最终被送往智利的维拉·C·鲁宾天文台,位于湾区一间洁净室的支架上。

Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC国家加速器实验室

世界上最大的相机坐落在旧金山湾上方山丘上一座普通的工业建筑内。

如果一切顺利,这架相机总有一天会适合未来的心脏维拉·C·鲁宾天文台在智利。在过去的七年里,工程师们一直在英国国家加速器实验室2023年5月,如果一切按计划进行,相机最终将飞往其目的地,目前正在智利北部沙漠高地建造。

制造如此复杂的相机需要大量的耐心、测试和精心的设计。要实现这一目标,还有很长的路要走,距离最终目标还有一段路要走。


“我们正处于将相机的所有机构完全组装好的阶段,”他说汉娜·波列克,SLAC的助理工程师。

任何典型的相机都需要镜头,这款相机当然也不例外。该镜头直径1.57米(5英尺),是世界上最大的吉尼斯世界纪录大全安装后,它将捕捉通过三面镜子反射的光线,单独建造.

在行动中,望远镜将指向一片天空,即3.5度,换句话说,是满月宽度的7倍。相机将进行两次连续曝光,每次大约15秒,由巨大的快门控制。然后,望远镜将移动到下一个包裹,以此类推,以连续多年观测南部天空。

透镜后面是探测器,探测器由天文中常见的电荷耦合器件(CCD)传感器制成。取下镜头盖后,探测器可以看到银色和蓝色的网格,不同的颜色是因为相机有两个不同的供应商。它们可以一起构建高达3.2千兆像素的图像。

在一间明亮的白色房间里,一个巨大的黑色圆柱体后面的蓝色方块拼凑而成。相机的探测器,银色和蓝色方块,通过其1.5米宽的无盖透镜可以看到。Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC国家加速器实验室

要反复这样做,需要对这些探测器进行冷却。这就是为什么相机后面有一大捆管子。其中一些用于数据或电力,但大多数用于制冷管道。它们帮助低温恒温器将探测器冷却至-100°C左右。这些温度消除了CCD可能产生的大部分噪音。

探测器并不是相机唯一需要放在冰上的部件。相机的后端电子设备产生约1100瓦的热量,冷液体被泵出作为计数器。这不需要低温恒温器,但这让相机的工程师们头痛不已。最近,他们不得不更换使用的液体,需要对管道进行彻底的返工。工程师们仍在修补新系统。

还有一些组件需要安装。对于天文学家来说,相机操作的关键是适合镜头的滤镜。其中有六种,每种涂层只能通过特定波长的光(如紫外线或近红外)。它们在马萨诸塞州和法国普罗旺斯建造,运到加利福尼亚州,现在坐在摄像机洁净室的地板上。

安装好后,其中五个将坐在相机周围的旋转木马上,第六个放在仓库里,等待轮到相机换入。实际上,该机制需要大约2分钟的时间才能在镜头和探测器之间插入过滤器。过滤器是精致的玻璃,因此工程师们一直在用相同重量的假金属盘测试该系统。

过滤器安装好后,再加上一些最终的车身面板,工程师们将把相机向下摆动,使其对准地面。他们将通过在光源周围移动来测试其在黑暗环境中的性能。

如果相机的制造和测试只是一个传奇,那么将其带到最终目的地将是一场完全不同的考验。

为了智利当地技术人员的利益,英语技术说明必须改写为西班牙语。必须拆除透镜和其他玻璃部件。摄像机必须安装在运输集装箱内,并夹在特殊框架内,专门设计用于隔离振动,并使摄像机在2倍的力下保持稳定第条。

甚至该系统也在其特殊航班的模型中进行了测试,该航班是从旧金山飞往圣地亚哥的波音747包机,通常不存在直飞航班。

“我们真的想避免美国的额外卡车运输,”他说玛格·洛佩兹,SLAC的助理工程师。“把我们的相机放在包机上,其他的东西都放在洁净室里,这样才更有意义。我们有大量的支持设备,也需要停机。”

如果最后阶段的施工进展顺利,这款相机将很快离开加利福尼亚前往智利,并在2024年前首次看到夜空。

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