Des scientifiques du Laboratoire national de l'accélérateur SLAC du ministère de l'Énergie construisent le plus grand appareil photo numérique au monde pour l'astronomie et l'astrophysique, un minibus de la taille de 3, "eyeil" de 200 mégapixels du futur Large Synoptic Survey Telescope (LSST) qui permettra des vues sans précédent de l'univers à partir de l'automne 2022 et fournira de nouvelles informations sur l'énergie noire et d'autres mystères cosmiques. En attendant, le laboratoire a terminé ses travaux sur une version miniature qui sera bientôt utilisée pour tester le télescope et prendre les premières images du ciel nocturne du LSST.

Ces images incluront des aperçus des mouvements des astéroïdes et des objets de notre système solaire avec des orbites au-delà de celle de Neptune, ainsi que des alertes d'événements soudains tels que les supernovae, des étoiles qui explosent qui éclairent temporairement des parties du ciel.

Le dispositif, appelé ComCam (abréviation de Commissioning Camera), n'utilisera que quatre pour cent du plan focal de la caméra LSST complète et produira des images beaucoup plus petites, mais il fournira suffisamment de "puissance d'imagerie" pour tester l'observatoire pendant que sa caméra ultime est encore en construction. En réalité, Les 144 mégapixels de ComCam sont plus nombreux que le nombre de pixels disponibles pour le Sloan Digital Sky Survey, un projet d'étude astrophysique pionnier au début des années 2000.

"ComCam nous donnera une bonne longueur d'avance pour vérifier toutes les interfaces entre la caméra, télescope, infrastructure du site et gestion des données, " dit Kevin Reil, Scientifique commanditaire du LSST et scientifique du personnel du SLAC.

Après avoir terminé l'intégration des capteurs d'imagerie dans ComCam et d'autres tâches, l'équipe du SLAC a expédié aujourd'hui l'appareil au siège du LSST à Tucson, Arizona. Là, d'autres composants seront ajoutés avant que la ComCam finie ne soit envoyée à sa destination finale au Chili plus tard cette année.

Une caméra LSST miniature

La qualité d'image extraordinairement élevée de la caméra LSST complète sera en grande partie due à ses 189 capteurs d'imagerie à la pointe de la technologie. Disposés en tableaux carrés, appelés radeaux, de neuf capteurs chacun, ils constitueront le plan focal de la caméra. ComCam n'a qu'un seul radeau, qui a été fourni par le laboratoire national de Brookhaven du DOE et récemment inséré dans le cryostat ComCam du SLAC.

Le cryostat, spécialement conçu et construit pour ComCam, maintient le radeau en place et refroidit ses capteurs d'imagerie à des températures très basses pour éliminer les signaux de fond indésirables et améliorer la qualité de l'image. Le cryostat ComCam utilise un système de réfrigération différent de celui de la caméra LSST finale, ce qui nécessite un système plus complexe pour gérer 21 radeaux.

Le radeau contient également des cartes électroniques qui numériseront les données prises avec ComCam. Ces données seront envoyées aux systèmes de gestion des données du Centre national pour les applications de calcul intensif soutenu par la National Science Foundation de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et des centres de l'Institut national français de physique nucléaire et des particules et au Chili, où ils seront analysés par des scientifiques du monde entier.

Le SLAC construit et teste également le système de contrôle de la caméra, qui permettra au logiciel de l'observatoire d'envoyer des commandes à la ComCam, par exemple, pour changer les filtres et prendre des images. La caméra LSST utilisera le même système de contrôle.

Vers les premières images

Une fois que ComCam arrive à Tucson, Les scientifiques du LSST ajouteront des lentilles, un changeur de filtre et un obturateur. Ils intégreront l'instrument complet au logiciel et à l'infrastructure informatique de l'observatoire et effectueront des tests cruciaux, incluant un essai qui simulera une nuit d'observations.

« Dans les grands projets comme le LSST, c'est passionnant de voir le matériel et les logiciels s'unir dans un système fonctionnel au fil des ans, " dit Brian Stalder, Scientifique commanditaire du LSST à Tucson.

Finalement, ComCam sera envoyé au Chili et installé sur le télescope réel, ouvrant la voie à la mise en service du LSST.

En outre, il produira les premières images du LSST, bien qu'à une échelle beaucoup plus petite que la caméra finale. Bien que les études scientifiques ne soient pas l'objectif principal de ComCam, l'équipe attend de la caméra qu'elle produise des images de très bonne qualité, Reil déclare :« Ce sera excitant de voir ces premières images prises avec notre tout nouveau, télescope de classe mondiale."