Milžiniška kamera seka asteroidus

Pirmasis iš keturių naujų asteroidų sekimo teleskopų bus pristatytas kitą mėnesį Havajuose ir žada greitai nuskaityti didelius dangaus plotus – didžiausios pasaulyje skaitmeninės kameros dėka.

Stebėti: Teleskopo Pan-STARRS prototipas, PS1, 2008 m. bandymų metu buvo sutelktas į Holmso kometą. Išsami informacija yra maždaug pusė to, ko tikimasi, kai teleskopas prisijungs gruodį.

Projektas, žinomas kaip Panoraminis apžvalgos teleskopas ir greitojo reagavimo sistema (Pan-STARRS) , siekia tris kartus per mėnesį nuskaityti visą dangų, matomą nuo Haleakala kalno viršūnės Maui saloje, Havajuose, ieškant asteroidų ir arti Žemės esančių objektų (NEO), kurių skersmuo siekia net 300 metrų. Kiekvieno teleskopo centre yra a 1,4 milijardo pikselių skaitmeninis fotoaparatas kuri gali fotografuoti plačias naktinio dangaus atkarpas ryškiomis detalėmis.

Pirmasis teleskopo prototipas, kuriame bus naudojama kamera, internete bus prieinama gruodį. Šis teleskopas nuskaitys naktinį dangų, ieškodamas asteroidų ir kometų, galinčių kelti grėsmę Žemei. Pan-STARRS sukurta taip, kad surinkimo galia būtų bent tris kartus didesnė nei dabartinių NEO teleskopų.

Pan-STARRS kameros, kurių kiekviena susideda iš 40 centimetrų kvadratinių įkrovimo prijungtų įrenginių (CCD), suteikia naujų technologijų astronomijoje naudojamai optikai. Galbūt novatoriškiausias aspektas yra kiekvieno CCD elemento gebėjimas elektroniniu būdu perkelti vaizdą, kad būtų išvengta atmosferos susiliejimo ir aiškesnė astrofotografija, sako Barry Burke, MIT vyresnysis darbuotojas. Linkolno laboratorija , kuri gamina kameras.

Atmosfera yra vaizdo kokybės riba, tačiau yra ypatinga šių lustų savybė, leidžianti pašalinti dalį atmosferos efektų atsiradusio neryškumo, sako Burke'as. Tai leidžia perkelti vaizdą bet kuria lusto kryptimi taip, kad jis atitiktų žvaigždžių judėjimą ir pašalintų didelę neryškumo dalį.

Ši technologija, žinoma kaip ortogoninio perdavimo CCD (OTCCD), naudoja elektroniką vaizdui reguliuoti, o ne mechaniškai pakreipti fotoaparato objektyvą ar veidrodį – tai dažniau naudojama vartotojų fotoaparatuose su optiniu vaizdo stabilizavimu. Kadangi procesas yra elektroninis, technologija gali būti paskirstyta kiekvienai CCD matricos ląstelei, todėl galima daug detaliau reguliuoti lokalizuotą atmosferos turbulenciją. Rezultatas yra ryškesnis vaizdas, nei galėtų sukurti antžeminė observatorija.

Dėl mozaikinės CCD kameros struktūros taip pat užtikrinama patikimesnė sistema ir mažesnės gamybos sąnaudos, sako Burke. Lustas niekaip negalėjo būti pagamintas tokio dydžio, todėl esame priversti kamerą suskaidyti į plyteles, sako jis.

Kiekviena Pan-STARRS kamera susideda iš aštuonių x aštuonių įrenginių, kurių kiekviename yra aštuonių x aštuonių CCD elementų matrica. Kiekvienos ląstelės dydis – apie šešis milimetrus vienoje pusėje – nustatomas pagal saldžią vietą: jei lustai būtų daug didesni, jų defektų skaičius – taigi ir bendra jų pagaminimo kaina – būtų per didelė; jei jie būtų daug mažesni, būtų daug sunkiau juos suskirstyti į fotoaparato židinio plokštumą.

Daug akių: Kiekvienas stačiakampio perdavimo CCD matricos komponentas susideda iš penkių centimetrų įrenginio, sudaryto iš 64 CCD lustų. Dideliame aštuonių x aštuonių masyve yra tik 60 įrenginių, nes kampiniai elementai būtų per toli nuo židinio plokštumos centro, kad būtų galima rinkti naudingus duomenis.

Toks dizainas greičiausiai bus labai didelių židinio plokštumos kamerų ateities kelias, sako Donaldas Figeris, astronomas ir kameros direktorius. Rochester Imaging Detector Laboratory (RIDL) , Niujorke.

Figer sako, kad fotoaparato židinio plokštumos sujungimas į daugybę CCD ir naudojant ortogonaliojo perdavimo technologiją leidžia išvengti problemos, kuri dažnai turi įtakos didesniems CCD lustams. Ši problema, vadinama žydėjimu, kyla dėl šviesos, sklindančios iš žvaigždžių lauko, intensyvumo kontrastų. Labai ryški žvaigždė tam tikroje CCD lusto eilutėje ir stulpelyje gali sukurti didelį elektros krūvį, nes jo intensyvumas viršija luste pavaizduotą dangaus dalį. CCD perduoda duomenis išilgai puslaidininkinių grandinių eilučių ir stulpelių, todėl stiprus šviesos signalas gali užgožti kitus tos pačios eilutės ir stulpelio pikselius. Tačiau naudojant daug lustų, efektas gali būti lokalizuotas, o perkeliant vaizdą naudojant ortogonalinį perkėlimą, smailės intensyvumas gali būti pakoreguotas.

Stačiakampio perdavimo galimybė leidžia maišyti krūvį išilgai segmentų, sako Figer. Tai leidžia efektyviai gauti aiškesnį vaizdą. Kiti fotoaparatai daro kažką panašaus, bet jie tai daro deformuodami veidrodį.

Pan-STARRS metodas skiriasi nuo to, kuris naudojamas dideliuose teleskopuose kitose observatorijose, pavyzdžiui, dviejuose Keck observatorijos 10 metrų teleskopuose Mauna Kea, Havajuose. Dideli teleskopai paprastai naudoja adaptyviąją optiką, kad ištaisytų atmosferos turbulenciją, pasinaudojant šalia taikinio esančiu ryškiu objektu, vadinamu natūralia kreipiančia žvaigžde. Reguliuojant teleskopo vaizdą, kad būtų ištaisytos nukreipiančios žvaigždės vaizde aptiktos aberacijos, gaunamas daug aiškesnis vaizdas, pakoreguotas pagal atmosferos turbulenciją. Tačiau 99 procentais žiūrėjimo atvejų natūralios kreipiančiosios žvaigždės nėra, todėl Keck 1 ir Keck 2 naudoja lazerio kreipiančiąją žvaigždę, kuri sukuriama siunčiant natrio bangos ilgio lazerio spindulį į viršutinę atmosferą, kad sužadintų ploną ten yra natrio atomų. Tai sukuria atskaitos tašką šalia stebėjimo taikinio, panašų į natūralią vadovaujančią žvaigždę.

Antžeminis teleskopas su prisitaikančia optika gali sukurti vaizdus, ​​kurių skiriamoji geba yra panaši į Hablo teleskopo skiriamąją gebą. Tačiau šis metodas yra per brangus mažesniems teleskopams, tokiems kaip 1,8 metro Pan-STARRS. Tačiau už mažesnę kainą OTCCD atliekama vaizdo korekcija sukuria panašios, jei ne tokios geros kokybės vaizdą.

paslėpti