Camera kỹ thuật số lớn nhất thế giới, to ngang ô tô

Camera kỹ thuật số lớn nhất thế giới to ngang một chiếc ô tô. Ảnh: SLAC

Đài thiên văn Vera C. Rubin đặt tại Chile đang hoàn thành những bước cuối để bắt đầu nhiệm vụ mang tên Legacy Survey of Space and Time (LSST).

Đây là nhiệm vụ theo dõi toàn bộ bầu trời ở vùng Nam bán cầu trong hàng nghìn lần, nhằm giải mã những bí ẩn còn sót lại xung quanh năng lượng tối. Đây là năng lượng chiếm khoảng 70% hàm lượng năng lượng vật chất trong vũ trụ của chúng ta và khiến cho sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc.

LSST cũng sẽ điều tra vật chất tối, chất bí ẩn chiếm khoảng 85% tổng số vật chất trong vũ trụ, cũng như trả lời các câu hỏi thiên văn học khác liên quan tới nó.

Mới đây, các nhà khoa học và kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia (SLAC) đã chính thức hoàn thiện chiếc camera LSST dành riêng cho Vera C. Rubin.

Đây là camera kỹ thuật số lớn nhất từng được chế tạo trong lịch sử của nhân loại, hứa hẹn sẽ đóng vai trò quan trọng cho cuộc khảo sát bầu trời kéo dài ít nhất 1 thập kỷ.

Theo các kỹ sư của dự án, hình ảnh được ghi bằng camera đạt độ chi tiết đến mức, nó có thể phân giải một quả bóng golf nhỏ bé từ khoảng cách trên 40km. Camera cũng có độ rộng đủ để quan sát vùng trời rộng gấp 7 lần trăng tròn.

Camera LSST 3.200 megapixel lớn cỡ một chiếc xe nhỏ và nặng 3 tấn, bằng nửa trọng lượng của voi châu Phi đực. Khả năng quan sát trường rộng của LSST sẽ giúp khám phá nhiều bí ẩn xung quanh năng lượng tối, lực chiếm khoảng 70% mật độ năng lượng vũ trụ và đẩy nhanh quá trình giãn nở của vũ trụ.

Một trong những lợi thế chính của khảo sát LSST là quan sát lặp lại cùng một vùng trời nhiều lần. Điều này sẽ giúp các nhà khoa học theo dõi chính xác bất kỳ thay đổi nào xảy ra ở khu vực đó trong thời gian 10 năm. Họ sẽ chứng kiến những sự kiện quá độ như vụ nổ siêu tân tinh sáng lên và mờ dần, đường cong ánh sáng phát ra từ nguồn xa xôi, gây ra bởi lực hấp dẫn của vật chất di chuyển ngang qua, và theo dõi sự giãn nở của trường không gian, đẩy nhiều thiên hà xa xôi ra xa hơn. Những thiên hà đó sẽ trượt đi ngày càng nhanh dưới ảnh hưởng của năng lượng tối.

Trước khi camera LSST có thể giúp giới nghiên cứu tìm hiểu năng lượng tối và bí ẩn vũ trụ khác, nó cần được vận chuyển từ cơ sở SLAC ở Menlo Park, California tới đỉnh Cerro Pachón cao 2.713 m trên dãy Andes tại Chile. Sau khi tới đó, camera sẽ được đặt bên trên kính viễn vọng khảo sát Simonyi cuối năm nay

Không chỉ kích thước của camera LSST khiến khâu vận chuyển cực kỳ khó khăn. Camera này còn đặc biệt mong manh, với mặt phẳng tiêu điểm bao gồm 201 cảm biến CCD thiết kế tùy chỉnh. Những cảm biến này chỉ dày 5 micron, với độ dày chênh lệch không quá 1/10 bề rộng sợi tóc người. So với chúng, một tờ giấy dày 50 - 100 micron.

Khoảng cách giữa các cảm biến vào khoảng nửa milimet, có nghĩa ngăn chúng va chạm vào nhau là một thách thức lớn trong sản xuất và vận chuyển. Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra lộ trình cho camera LSST, sử dụng một vật mô phỏng cùng trọng lượng và hình dáng với camera. Họ còn lắp thêm gia tốc kế vào vật đó để kiểm tra áp lực tác động lên camera như hành trình tới Chile bằng máy bay. Sau khi LSST được đặt vào vị trí, thiết bị sẽ được lắp đặt và đi vào hoạt động. Những bức ảnh đầu tiên của LSST sẽ được công bố vào mùa xuân năm sau.