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Le noyau de l’appareil photo du futur Observatoire Vera C. Rubin a pris ses premières photos de test, établissant un nouveau record du monde pour la plus grande prise de vue unique d’un appareil photo numérique géant.
Le réseau de capteurs d’imagerie, qui comprend le plan focal de l’appareil photo numérique de la taille d’un SUV de Vera Rubin, a capturé les images de 3200 mégapixels lors de récents tests au SLAC National Accelerator Laboratory du Department of Energy (DOE) en Californie. («SLAC» signifie «Stanford Linear Accelerator Center», le nom d’origine de l’installation.)
Selon les responsables du SLAC, les photos sont les plus grandes images uniques jamais prises – si grandes que pour n’en montrer qu’une seule en taille réelle, il faudrait 378 téléviseurs 4K ultra-haute définition. La résolution est si bonne qu’une balle de golf serait visible à 25 kilomètres.
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Cependant, les premières images ne montrent pas de balles de golf éloignées. L’équipe du SLAC qui construit la caméra LSST (Legacy Survey of Space and Time) de Vera Rubin s’est concentrée sur des objets proches, y compris un brocoli Romanesco, dont la surface à la texture complexe permettait aux capteurs de se pavaner.
« Prendre ces images est une réalisation majeure », a déclaré dans un communiqué le scientifique du SLAC Aaron Roodman, responsable de l’assemblage et des tests de la caméra LSST. « Avec les spécifications strictes, nous avons vraiment repoussé les limites de ce qui est possible pour tirer parti de chaque millimètre carré du plan focal et maximiser la science que nous pouvons en faire. »
Comme le capteur d’imagerie de la caméra de votre téléphone portable, le plan focal de la caméra LSST convertit la lumière émise ou réfléchie par un objet en signaux électriques qui génèrent une photo numérique. Mais le cœur d’imagerie de la caméra LSST est beaucoup plus grand, plus complexe et plus performant que n’importe quel produit électronique grand public.
Le plan focal nouvellement testé mesure plus de 0,6 mètre de large et abrite 189 capteurs individuels ou dispositifs à couplage de charge (CCD). Les CCD et leurs composants électroniques associés sont logés dans 21 « radeaux » séparés, sous-unités qui mesurent environ 2 pieds de haut et pèsent environ 20 livres. (9 kilogrammes) et coûtent jusqu’à 3 millions de dollars chacun.
Les radeaux ont été construits au laboratoire national de Brookhaven du DOE à New York, puis transportés au SLAC. En janvier 2020, l’équipe du SLAC a terminé d’insérer les 21 radeaux porteurs de capteurs, ainsi que quatre autres radeaux spécialisés non utilisés pour l’imagerie, à leurs emplacements assignés dans la grille du plan focal, un processus exigeant et éprouvant pour les nerfs qui a pris environ six mois.
Les radeaux sont incroyablement emballés pour maximiser la zone d’imagerie du plan focal; l’écart entre les CCD des radeaux voisins est inférieur à la largeur de cinq cheveux humains, ont déclaré des responsables du SLAC. Et les capteurs sont fragiles, se fissurant facilement s’ils se touchent.
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«La combinaison d’enjeux élevés et de tolérances serrées a rendu ce projet très difficile», a déclaré Hannah Pollek, ingénieur en mécanique du SLAC, membre de l’équipe d’intégration de capteurs, dans le même communiqué. « Mais avec une équipe polyvalente, nous avons quasiment réussi. »
Les images nouvellement publiées font partie de tests approfondis et en cours conçus pour vérifier le plan focal, qui n’a pas encore été installé sur la caméra LSST. Cette étape d’intégration se produira dans les prochains mois, tout comme l’ajout des objectifs de la caméra et d’autres composants clés, si tout se passe comme prévu.
La caméra devrait être prête pour les tests finaux d’ici le milieu de l’année prochaine, ont déclaré des responsables du SLAC. Il sera ensuite expédié dans les Andes chiliennes, où l’observatoire Vera C. Rubin est en cours de construction.
L’observatoire, anciennement connu sous le nom de Large Synoptic Survey Telescope, utilisera son miroir de 27,6 pieds de large (8,4 m) et sa caméra de 3,2 milliards de pixels pour mener une étude historique de 10 ans sur le cosmos – le Legacy Survey of Space et Heure pour laquelle la caméra est nommée. La caméra générera un panorama du ciel du sud toutes les quelques nuits, amassant un trésor astronomique qui comprendra des images d’environ 20 milliards de galaxies différentes.
« Ces données amélioreront nos connaissances sur l’évolution des galaxies au fil du temps et nous permettront de tester nos modèles de matière noire et d’énergie noire plus profondément et précisément que jamais », Steven Ritz, scientifique du projet pour la caméra LSST à l’Université de Californie, Santa Cruz, a déclaré dans le même communiqué.
« L’observatoire sera une merveilleuse installation pour un large éventail de sciences – des études détaillées de notre système solaire aux études d’objets lointains vers le bord de l’univers visible », a déclaré Ritz.
Mike Wall est l’auteur de «Out There» (Grand Central Publishing, 2018; illustré par Karl Tate), un livre sur la recherche de la vie extraterrestre. Suivez-le sur Twitter @michaeldwall. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.
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