SLAC工作人員首次照下了32億像素的數碼照片，也是通過單次成像得到的最高像素的照片。

這些照片特別大，要用378塊4K超高清電視屏幕才能完整展示出其中的一張；它們的清晰度能讓你看見大約24千米外的一顆高爾夫球。

而拍攝這張照片的成像傳感器陣列，將會成為薇拉·庫珀·魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory）相機的核心部件。接下來，這個傳感器陣列將并入SLAC仍在建的全球最大數碼相機中。在魯賓天文臺組建完成后，這個相機將可以拍下整個南天的全景圖——每隔幾晚就能照一張；如此這般，持續(xù)十年。每晚，魯賓天文臺都需要處理、儲存超過20 TB的數據。

這些數據會從相機傳入魯賓天文臺的時空遺產調查項目（Legacy Survey of Space and Time，LSST）數據庫中，這個數據庫包含了比地球人口還多的星系，和數不清的天體的運動信息。利用LSST相機，魯賓天文臺能拍出有史以來最宏大的天文學電影，并揭開許多重要的宇宙之謎的面紗。這其中就包括暗物質和暗能量之謎：LSST產出的數據將用于暗能量科學協(xié)作項目（Dark Energy Science Collaboration，DESC），幫助我們進一步了解這種推動宇宙加速膨脹的神秘能量。這是一個重要的里程碑，焦平面為給LSST提供圖像，它將是魯賓天文臺得力、敏感的眼睛。

魯賓天文臺

組裝最強相機

LSST相機的焦平面包含了189個獨立傳感器，即CCD。每個CCD能輸出1600萬像素。這也是大多數現代數碼相機的成像傳感器輸出的像素量。

焦平面有許多非常特殊的性質。它不僅含有32億個像素，而且這些像素非常?。s10微米寬），整個焦平面十分平整，凹凸不超過人類頭發(fā)寬度的十分之一。這保證了相機能輸出清晰且具有高解析度的圖像。焦平面的直徑約為61厘米，如此之大的焦平面，能拍到相當于大約40個滿月大小的天空。而且，整個望遠鏡的設計敏感度極高，能探測到比肉眼可見程度要暗1億倍的物體。

在接下來的10年間，這個相機將會搜集大約200億個星系的圖像。這些數據能促進我們對星系演化的了解，也能更深入、更精確地檢驗我們的暗物質和暗能量模型。不論是對太陽系，還是對可觀測宇宙邊緣的物體的詳細研究——對很多科學領域來說，這個天文臺都會是一個絕佳的設施。

LSST相機焦平面的表面積大到足以拍到40個滿月大小的天空圖像。它的清晰度之高，你能從大約24公里外看見一個高爾夫球。

首次拍下32億像素的照片

 

焦平面于今年早些時候才被組裝完成。在6個月的時間內，SLAC機組人員提心吊膽地將25個科學筏插入網格的狹窄狹槽中。為了讓成像面積最大化，相鄰筏上傳感器之間的間隙還不到5根頭發(fā)絲寬。成像傳感器相互接觸時極易破裂，因此整個操作過程非常棘手。

焦平面已被放置到了低溫恒溫器內部，在這里，傳感器冷卻到-101℃，這是它們正常運作所需的溫度。由于疫情，相機團隊的成員們一連數月無法進入實驗室。他們最終在5月恢復了有限的工作，并且需要遵循嚴格的社交距離要求。目前他們正在進行大規(guī)模測試，以確保焦平面能夠滿足魯賓天文臺科學計劃的技術要求。

 

其中一項測試就是對包括羅馬花椰菜（Romanesco，有著極其細微的表面結構）在內的各種物體首次拍下32億像素的圖像。為了在相機尚未組裝完成的情況下做到這一點，SLAC團隊利用150微米的針孔將圖像投影到焦平面上。

最后沖刺階段

團隊在完成相機組裝之后，將迎來更具挑戰(zhàn)性的工作。

在接下來的幾個月中，他們會將低溫恒溫器和焦平面插入相機機身，并添加相機鏡頭，包含世界上最大的光學鏡頭、快門和用于研究不同顏色夜空的濾鏡更換系統(tǒng)。到2021年中期，這款大小與一輛SUV相當的相機，將準備開始最終測試，接著將被運往智利。

 

SLAC首席研究官兼基礎物理學實驗室副主任喬安尼·休伊特（JoAnne Hewett）說：“相機完成在即，這非常令人興奮。能在建立魯賓天文臺的這一關鍵部分中發(fā)揮如此重要的作用，對此我們感到自豪。這是一座里程碑，使我們通過前所未有的方式，朝著探索宇宙的基本問題邁出了一大步。”

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文章中的LSST相機包含了189個能獨立輸出1600萬像素的 CCD，它含有32億個像素，巨大的焦平面，能拍到相當于大約40個滿月大小的天空。而且，整個望遠鏡的設計敏感度極高，能探測到比肉眼可見程度要暗1億倍的物體。

我司（北京眾星聯恒科技有限公司）是德國Greateyes公司在中國的總代理（ALEX、ELSE for micro-CT）。目前Greateyes公司可以提供集成了目前最前沿的低噪聲電子系統(tǒng)和超低溫制冷技術，能量子效率高達 95% ，非常適合弱光應用的ELSE系列CCD相機。ELSE具體參數如下：

 

ELSEs

	ELSE  1024x128	ELSE 2048x512	ELSE 1024x256
像素規(guī)格	1024 × 128	1024 × 256	2048 × 512
感光區(qū)域	26.6mm × 3.3 mm	26.6 mm × 6.7 mm	27.6 mm × 6.9 mm
像素尺寸	26 μm × 26 μm	26 μm × 26 μm	13.5 μm × 13.5 μm

 

ELSEi

（圖片為4096x4096）

	ELSE 1024 x1024	ELSE  2048x2048	ELSE  4096x4096
像素規(guī)格	1024 × 1024	2048 × 2048	4096 × 4096
感光區(qū)域	13.3 mm × 13.3 mm	27.6 mm × 27.6 mm	61.4 mm × 61.4 mm
像素尺寸	13 μm × 13 μm	13.5 μm × 13.5 μm	15 μm × 15 μm