Poco più di un anno fa abbiamo scritto delle prime prove di scatto della "fotocamera" più grande del Mondo. Si tratta di quella che sarà installata nell'Osservatorio Vera Rubin (conosciuto anche come LSST o Legacy Survey of Space and Time). La sua risoluzione complessiva è pari a 3,2 Gigapixel ottenuta sfruttando 189 sensori d'immagine da circa 16 MPixel ciascuno.
Il team che si sta occupando di sviluppare questo sistema ha raggiunto un nuovo traguardo. In particolare i sistemi di raffreddamento della fotocamera da 3,2 Gigapixel hanno funzionato insieme correttamente dopo la prima prova avvenuta a Gennaio 2021. Del resto tutta quell'elettronica genera molto calore che deve essere tenuto a bada per evitare problemi.
La fotocamera da 3,2 Gigapixel dell'osservatorio Vera Rubin
Come spiegato dagli ingegneri che stanno assemblando gli strumenti scientifici e in particolare la parte ottica la fotocamera di LSST genera molto calore stimato in "circa dieci volte in più rispetto alle prime fotocamere astronomiche". Per questo c'è bisogno di un complicato sistema di raffreddamento che non generi però vibrazioni che comprometterebbero l'osservazione.
Un problema complesso ma non irrisolvibile. Sono stati sviluppato due sistemi separati chiamati Cold e Cryo. Il primo raffredda l'elettronica di gestione mentre la seconda si occupa del raffreddamento dei sensori CCD che catturano l'immagine. Come scritto sopra, all'inizio di quest'anno questi due sistemi hanno funzionato per la prima volta all'unisono, ma Cryo era stato realizzato con componenti provvisori per test. Inoltre erano stati rilevati alcuni problemi nel sistema Cold.
Da Gennaio fino all'inizio dell'autunno gli ingegneri e i tecnici hanno lavorato per completare questa parte. Così il sistema Cold è stato avviato il 27 Settembre raffreddando l'elettronica tra i -10°C e i 10°C risolvendo al contempo anche i problemi rilevati in precedenza.
Si è poi pensato al sistema Cryo con i nuovi componenti definitivi. Sono stati eseguiti cicli di accensione/spegnimento raggiungendo una temperatura minima di -100°C. I test di entrambi i sistemi hanno bisogno di molto tempo per essere svolti: dalle 12 alle 18 ore. Attualmente non sono stati segnalati problemi, così il team potrà guardare ai prossimi passaggi.
Dopo il sistema di raffreddamento, si guarda avanti
Nei prossimi mesi il team inizierà i test per la parte elettro-ottica così da ottimizzare le prestazioni del piano focale. Si tratta di poter provare la parte dei sensori CCD, l'elettronica della scheda di lettura e i sistemi termici in contemporanea. Ci saranno poi dei test ulteriori per verificare che tutto funzioni correttamente nelle condizioni quasi definitive.
Questa ultima parte avrà una durata di circa sei settimane dove saranno raccolte moltissime immagini di test. Si analizzeranno quindi dati come diffusione, rumore, pixel caldi e freddi, guadagno, diafonia, non linearità e altro ancora. Se tutto andrà bene, la fotocamera da 3,2 Gigapixel potrà essere spedita in Cile l'anno prossimo per l'integrazione con la struttura principale.
Le dimensioni della fotocamera (compresa la parte ottica ed elettronica) sono pari a 1,65 x 3 metri con un peso di 2800 kg. La capacità del sistema gli consentirà di catturare dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso permettendo l'analisi scientifica di moltissimi corpi celesti. Tra le lenti ne troviamo una da 1,57 metri di diametro e una da 1,2 metri. Il campo di visione è pari a 3,5° con pixel da 10 μm. La superficie dei sensori ha un diametro di 64 cm generando dati RAW al ritmo di 3 GB/s.
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