Presso lo SLAC National Accelerator Laboratory di Menlo Park, in California, è in costruzione la fotocamera più grande del mondo! Negli ultimi sette anni, gli ingegneri hanno lavorato duramente sulla fotocamera e, secondo l’ingegnere Hannah Pollek, i meccanismi fondamentali della fotocamera sono ora completamente assemblati. Se tutto andrà secondo i piani, la fotocamera verrà spedita alla sua destinazione finale presso l’ Osservatorio Vera C. Rubin negli altopiani del Cile.

La fotocamera costituirà il cuore del telescopio Legacy Survey of Space and Time (LSST), dove il telescopio lavorerà per svelare i misteri dell’universo, come la natura dell’energia oscura e della materia oscura. Il sensore della fotocamera è un array composto da 189 dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD) separati che catturano ciascuno un’immagine da 16 MP. I sensori sono stati inseriti in zattere scientifiche ad alta precisione appositamente costruite di 21 sensori ciascuna dal Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell’Energia e quindi spedite allo SLAC. Gli ingegneri dello SLAC hanno messo le 21 zattere in una griglia per tenerle in posizione. Ogni zattera costa circa 3 milioni di dollari, quindi la posta in gioco era alta durante la fabbricazione e la costruzione.

Accoppiato con l’immenso sensore è l’obiettivo più grande del mondo. È largo 1,57 m (5′). Una volta installato, la luce viaggia attraverso una tripletta di specchi fino all’array di sensori. Il completamento della serie di sensori e l’allineamento del piano focale è stato un lavoro di circa sei mesi in sé e per sé. Gli spazi tra ogni zattera sono circa la larghezza di cinque capelli umani. Tuttavia, se i sensori si sono toccati durante la costruzione, potrebbero essersi rotti, quindi c’è poco spazio per gli errori.

La fotocamera catturerà un segmento del cielo di 3,5 gradi di diametro, che, come sottolinea IEEE Spectrum , è circa sette volte la larghezza della luna piena. La fotocamera registrerà una coppia di esposizioni back-to-back per circa 15 secondi ciascuna. Le esposizioni sono così lunghe in parte perché l’otturatore ha molti sensori da coprire. Il telescopio esaminerà il cielo australe per anni e le sue foto da 3,2 gigapixel scruteranno in profondità nel cosmo.

Non sorprende che gran parte della sfida ingegneristica sia mantenere freddi i sensori CCD. Ci sono molti tubi dietro il sensore, che pompano il refrigerante attraverso il sistema. I sensori devono essere raffreddati a circa -100 gradi Celsius (-148 gradi Fahrenheit) per un funzionamento ottimale e per ridurre al minimo il rumore visibile. Anche l’elettronica di back-end si surriscalda e richiede soluzioni di raffreddamento specializzate. Questa parte della fotocamera in generale sta ancora causando problemi ed è sottoposta a ulteriori test e modifiche.

Sono rimasti pochi componenti per completare la fabbricazione e la configurazione dell’enorme fotocamera. La fotocamera richiede filtri specializzati per consentire il passaggio di determinate lunghezze d’onda della luce. Questi filtri sono stati costruiti in Massachusetts e in Francia e sono in attesa di installazione. Occorrono circa due minuti perché lo speciale carosello dei filtri della fotocamera sostituisca i filtri.

I manuali operativi, che vengono scritti in inglese in California, dovranno essere tradotti in spagnolo per i tecnici cileni locali presso l’osservatorio. Anche alcune parti dell’obiettivo e altri elementi in vetro non dovranno essere rimossi per il trasporto in Sud America. La telecamera sarà collocata all’interno di un grande container e fissata a telai per garantire un’estrema stabilità durante il trasporto. La telecamera sarà trasportata in un Boeing 747 privato da San Francisco direttamente a Santiago, in Cile. “Vogliamo davvero evitare trasporti extra negli Stati Uniti”, afferma Margaux Lopez, un ingegnere del personale presso SLAC. ‘Ha solo più senso mettere la nostra macchina fotografica su un aereo noleggiato con tutto il resto della roba nella camera bianca. Abbiamo un’incredibile quantità di attrezzature di supporto che devono anche essere abbassate.’

Se la costruzione finisce in tempo e il transito procede senza intoppi, la fotocamera da 3200 MP dovrebbe acquisire foto del cielo notturno entro il 2024.

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